Epitop: cechy, typy i funkcje

Epitop, znany również jako determinanta antygenowa, jest specyficznym miejscem wiązania antygenu lub immunogenu z przeciwciałem lub receptorem komórki układu odpornościowego.

Aby zrozumieć tę koncepcję, należy opisać, że immunogen jest makrocząsteczką zdolną do wywołania odpowiedzi immunologicznej, to znaczy, że jest to substancja egzogenna lub endogenna, którą organizm rozpoznaje jako substancję obcą lub nie, zdolną do stymulowania aktywacji komórek B i T.

Ponadto może wiązać się z wytworzonymi składnikami układu odpornościowego. W przypadku antygenu ma on także determinanty antygenowe lub epitopy zdolne do wiązania się z przeciwciałami i komórkami odpornościowymi, ale nie generuje odpowiedzi immunologicznej.

W rzeczywistości immunogen służy jako antygen, ale nie każdy antygen zachowuje się jak immunogen. Jednak pomimo tych różnic, jak robią inni autorzy, temat będzie kontynuowany przy użyciu terminu antygen jako synonimu immunogenu.

Następnie, w ramach tej refleksji, opisano, że odpowiedź immunologiczna wytworzy tworzenie specyficznych przeciwciał, które będą szukać antygenu, który je zapoczątkował, tworząc kompleks antygen-przeciwciało, którego funkcją jest neutralizacja lub eliminacja antygenu.

Gdy przeciwciało znajdzie antygen, wiąże się z nim w określony sposób, na przykład klucz z blokadą.

Związek epitopu z paratopem

Wiązanie epitopu może zachodzić z wolnymi przeciwciałami lub wiązać się z macierzą pozakomórkową.

Miejsce antygenu, z którym kontaktuje się z przeciwciałem, nazywa się epitopem, a miejsce przeciwciała, które wiąże się z epitopem, nazywa się paratopem. Paratop znajduje się na końcu regionu zmiennego przeciwciała i będzie mógł wiązać się z pojedynczym epitopem.

Inną formą wiązania jest przetwarzanie antygenu przez komórkę prezentującą antygen, co uwidacznia determinanty antygenowe na jego powierzchni, które będą wiązać się z receptorami komórek T i B.

Wspomniane powyżej specyficzne regiony wiążące, nazywane epitopem, są tworzone przez specyficzne złożone sekwencje aminokwasowe, w których liczba epitopów reprezentuje wartościowość antygenu.

Ale nie wszystkie obecne antygenowe determinanty wywołują odpowiedź immunologiczną. Dlatego jest znane jako immunodominacja do małego podzbioru potencjalnych epitopów (TCE lub BCE) obecnych w antygenie zdolnym do wywołania odpowiedzi immunologicznej.

Rozpoznanie epitopów przez komórki B i T

Jeśli antygen jest wolny, epitopy mają konfigurację przestrzenną, natomiast jeśli antygen został przetworzony przez komórkę prezentującą antygen, eksponowany epitop będzie miał inną konformację, dlatego można wyróżnić kilka typów.

Powierzchniowe immunoglobuliny związane z komórkami B i wolne przeciwciała rozpoznają epitopy powierzchniowe antygenów w ich natywnej postaci trójwymiarowej.

Podczas gdy komórki T rozpoznają epitopy antygenów, które zostały przetworzone przez wyspecjalizowane komórki (prezentujące antygen), które są sprzężone z cząsteczkami głównego kompleksu zgodności tkankowej.

Rodzaje epitopów

- Ciągłe lub liniowe epitopy: krótkie sekwencje ciągłych aminokwasów białka.

- Nieciągłe lub konformacyjne epitopy: istnieją tylko wtedy, gdy białko jest złożone do określonej konformacji. Te epitopy konformacyjne składają się z aminokwasów, które nie sąsiadują z pierwszorzędową sekwencją, ale są umieszczone w bliskim sąsiedztwie struktury złożonego białka.

Epitopy w tworzeniu szczepionek

Szczepionki oparte na epitopach umożliwią lepsze zarządzanie pożądaną i niepożądaną reaktywnością krzyżową.

Limfocyty T odgrywają ważną rolę w rozpoznawaniu i późniejszej eliminacji wewnątrzkomórkowych guzów i patogenów.

Indukcja specyficznych dla epitopów odpowiedzi komórek T może pomóc w eliminacji chorób, dla których nie ma konwencjonalnych szczepionek.

Niestety, brak prostych metod umożliwiających identyfikację głównych epitopów komórek T, wysoki współczynnik mutacji wielu patogenów i polimorfizm HLA utrudniają rozwój skutecznych szczepionek opartych na epitopach komórek T lub przynajmniej indukowanych przez epitopy.

Obecnie badamy narzędzia bioinformatyczne wraz z pewnymi eksperymentami z komórkami T, aby zidentyfikować epitopy tych komórek przetwarzanych naturalnie z kilku patogenów.

Uważa się, że w przyszłości techniki te przyspieszą rozwój szczepionek opartych na epitopach komórek T nowej generacji przeciwko kilku patogenom.

Wśród patogenów są niektóre wirusy, takie jak ludzki wirus niedoboru odporności (HIV) i wirus Zachodniego Nilu (WNV), bakterie takie jak Mycobacterium tuberculosis i pasożyty, takie jak Plasmodium.

Epitopy jako determinanty nowotworu

Wykazano, że guzy mogą indukować odpowiedzi immunologiczne, w rzeczywistości niektóre eksperymenty przeprowadzone z rakiem indukowanym chemicznie ujawniły odpowiedź immunologiczną przeciwko temu nowotworowi, ale nie przeciwko innym nowotworom wytwarzanym przez ten sam rakotwórczy czynnik.

Tymczasem guzy indukowane przez wirusy onkogenne zachowują się inaczej, ponieważ na powierzchni wszystkich komórek nowotworowych, które mają genom wirusa, znajdują się przetworzone peptydy wirusowe, w taki sposób, że komórki T generowane przeciwko nowotworowi będą reagować krzyżowo ze wszystkimi inne produkowane przez tego samego wirusa.

Z drugiej strony, zidentyfikowano liczne epitopy sacharydowe związane z zachowaniem nowotworu i regulacją odpowiedzi immunologicznej, tak że w tym czasie zyskują one zainteresowanie ze względu na ich potencjalne zastosowanie w różnych aspektach, takich jak terapeutyczne, profilaktyczne i diagnostyczne,

Kryptyczne epitopy

Komórki prezentujące antygen posiadają auto-epitopy ogólnie w wysokim stężeniu związane z cząsteczkami głównego kompleksu zgodności tkankowej.

Mają one bardzo ważną funkcję, ponieważ stymulują naturalne mechanizmy eliminacji autoreaktywnych komórek T poprzez proces nazywany selekcją negatywną.

Proces ten polega na wykrywaniu rozwijających się komórek T zdolnych do reagowania na ich własne antygeny. Po zidentyfikowaniu, komórki te są eliminowane przez zaprogramowany proces śmierci komórek zwany apoptozą. Ten mechanizm zapobiega chorobom autoimmunologicznym.

Jednak samo-epitopy, które występują w bardzo małych ilościach w komórce prezentującej antygen, są nazywane tajemniczymi, ponieważ nie są w stanie wyeliminować autoreaktywnych komórek T, co pozwala im przejść do krążenia obwodowego i wywołać autoimmunizację.

Odniesienie

1. El-Manzalawy Y, Dobbs D, Honavar V. Przewidywanie elastycznych epitopów komórek B o liniowej długości. Comput Syst Bioinformatics Conf . 2008; 7: 121-32.
2. Gorocica P, Atzín J, Saldaña A, Espinosa B, Urrea F, Alvarado N, Lascurain R. Zachowanie guza i glikozylacja. Rev Inst Nal Enf Resp Mex . 2008; 21 (4): 280-287
3. Twórcy Wikipedii. Kryptyczne epitopy własne. Wikipedia, wolna encyklopedia. 31 października 2017 r., Godz. 11:30 UTC. Dostępne pod adresem: //en.wikipedia.org/
4. Lanzavecchia A. W jaki sposób kryptyczne epitopy mogą wyzwalać autoimmunizację? J. Exp. Med . 1995; 181 (1): 1945-1948
5. Ivan Roitt. (2000) Immunology Foundations. (9. edycja). Pan American Madryt-Hiszpania