ГАПТЕНС: ИСТОРИЯ, ФУНКЦИИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ИММУННЫЕ РЕАКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Гаптен не является антигенной, с низким молекулярным весом небелковой молекулой , которая способна вызывать иммунный ответ только тогда , когда он связывается с белком или углеводами «молекулярным переносчиком или носителем». Следует отметить, что многие авторы описывают его как «очень маленький антиген».

Антигенная молекула или антиген определяется в некоторых текстах как любое вещество, способное связываться с высокой специфичностью с антителом, продуцируемым В-клеткой, или с рецептором на мембране Т-клетки, которые являются лимфоцитами, ответственными за гуморальный и клеточный иммунитет. соответственно.

Комплекс антиген-антитело (Источник: Алехандро Порто через Wikimedia Commons)

Антигенами могут быть молекулы любого типа, такие как белки, метаболиты, сахара, липиды и их производные, гормоны, лекарства, нуклеиновые кислоты и т. Д.

Однако только большие макромолекулы обладают антигенными свойствами, способными запускать ответы лимфоцитов, необходимые для продукции антител.

Любое чужеродное для организма вещество может считаться антигеном, однако термин «иммуноген» часто используется для обозначения тех антигенов, которые эффективно запускают ответ со стороны продуцирующих антитела В-лимфоцитов.

Следовательно, гаптен является неиммуногенным антигеном, который требует его ассоциации с макромолекулой для запуска иммунных ответов, характерных для иммуногена.

Характеристики

Поскольку иммунная система является главным «оружием» защиты от инфекций, вызываемых различными типами патогенов, а также от любых посторонних предметов или веществ, среди прочего, человеческий организм вкладывает в свою работу огромное количество сил и энергии. ,

Однако на протяжении всей своей жизни человек регулярно подвергается воздействию того, что можно рассматривать как несколько антигенов, для которых иммунная система имеет способность «решать», на какой тип молекул реагировать, а какой тип молекул игнорировать.

Один из механизмов, который иммунная система использует, чтобы решить, реагировать или нет на определенный антиген, - это его размер. Таким образом, как обсуждалось выше, только «большие» молекулы, такие как белки, фосфолипиды, сложные углеводы и нуклеиновые кислоты, действуют как истинные иммуногены.

Гаптены, поскольку они очень маленькие молекулы, если они не конъюгированы с каким-либо типом макромолекул, не обладают иммуногенными функциями. Однако ученые в области медицины, известной как иммунология, считают гаптены иммунологическими «инструментами».

Причина приведенного выше утверждения связана с тем фактом, что некоторые исследователи посвятили себя задаче конъюгирования определенных гаптенов с другими более крупными молекулами, которые функционируют в их «транспорте» и делают их иммуногенными, чтобы достичь этого человек производит специфические антитела против определенного гаптена.

Молекула, образовавшаяся в результате объединения гаптена и молекулы-носителя, известна как «система» или «комплекс гаптен-носитель», и люди, подвергшиеся действию этой системы (истинно иммуногенные), вырабатывают антитела, способные специфически связываться с этими молекулами в своих Свободная форма.

Практическая полезность

Итак, одна из основных функций систем-носителей гаптена - стимулировать выработку антител, которые часто используются при разработке различных аналитических тестов, поэтому они полезны с точки зрения исследований и диагностики. ,

Un animal experimental expuesto a un hapteno acoplado con una proteína, por ejemplo, producirá anticuerpos contra el hapteno, contra los epítopes o determinantes antigénicos de la molécula portadora y contra los sitios formados en la unión entre el hapteno y su transportador.

Esta propiedad del sistema hapteno-portador o transportador, es útil para el estudio de los efectos inmunológicos de pequeñas variaciones en la estructura de un antígeno sobre la especificidad de la respuesta inmune.

Características

Los haptenos se caracterizan principalmente por su tamaño y por el hecho de que, generalmente, son moléculas orgánicas no proteicas. Aquí una breve lista de las principales características de estas moléculas:

– Compuestos químicos de bajo peso molecular (menores a 5 kDa). Puede tratarse, incluso, de grupos funcionales muy pequeños.

Complejo hapteno-portador. El hapteno en esta imagen es un grupo dinitrofenilo (Fuente: MantOs vía Wikimedia Commons)

– Son moléculas con especificidad antigénica, pero sin poder inmunogénico o, lo que es igual, no disparan la producción de anticuerpos, pero pueden ser reconocidos específicamente por estos en organismos inmunizados con complejos hapteno-portador.

– Solo unidos a una molécula “portadora” o “transportadora” (del inglés Carrier ) adquieren inmunogenicidad como antígenos, pues son reconocidos por el sistema inmune.

– Son univalentes desde el punto de vista antigénico, es decir, el número de determinantes antigénicos funcionales que poseen los haptenos, capaces de unirse a un anticuerpo, es de uno solo (a diferencia de un antígeno natural, que es polivalente).

Respuestas inmunes asociadas con los haptenos y un poco de historia

Gran parte del conocimiento actual respecto al proceso de presentación de antígenos por parte de los linfocitos B, así como el papel de estas células en el desarrollo de las respuestas inmunes humorales, deriva de distintos estudios donde quería observarse la respuesta de anticuerpos en un organismo inmunizado con un complejo hapteno-transportador.

Karl Landsteiner, entre 1920 y 1930, dedicó su investigación a la creación de un sistema químicamente definido para estudiar la unión de anticuerpos individuales, empleando, para ello, animales inmunizados con conjugados hapteno-portador y comparando los sueros de estos con los de otros animales inmunizados con haptenos similares acoplados a moléculas diferentes.

Sus experimentos comparativos tenían la finalidad de determinar si existían reacciones cruzadas (que el mismo anticuerpo reconozca más de un antígeno) entre los anticuerpos producidos en respuesta a distintos complejos hapteno-portador, con lo que pudo analizar cuáles modificaciones impedían o permitían estas reacciones.

Los trabajo de Landsteiner consiguieron sacar a relucir la especificidad del sistema inmune para pequeñas variaciones estructurales en los determinantes inmunogénicos de los antígenos, así como la gran diversidad de epítopes que este sistema tiene la capacidad de reconocer.

Características de las respuestas inducidas por los complejos hapteno-portador

De los estudios de Landsteiner y de otros investigadores del área, pudieron reconocerse algunas características particulares de las respuestas inmunes inducidas por la inmunización con complejos hapteno-proteína portadora.

– Las respuestas inmunes requieren de la participación de linfocitos B específicos para cada hapteno y de linfocitos T colaboradores específicos para la porción proteica del transportador.

– La elicitación de una respuesta solo es posible cuando el hapteno está físicamente unido a su proteína transportadora.

– La interacción anticuerpo-antígeno está restringida por las moléculas del sistema del complejo mayor de histocompatibilidad de clase II.

Más tarde, en la historia de la inmunología se reconoció que estas características son propias también de las respuestas de anticuerpos frente a cualquier antígeno proteico.

Referencias

1. Abbas, A. K., Lichtman, A. H., & Pillai, S. (2014). Cellular and molecular immunology E-book. Elsevier Health Sciences.
2. Actor, J. K. (2019). Introductory Immunology, 2nd: Basic Concepts for Interdisciplinary Applications. Academic Press.
3. Kennedy, M. (2011). Immunology for dummies-a painless review of basic concepts (Proceedings).
4. Nelson, D. L., Lehninger, A. L., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principles of biochemistry. Macmillan.
5. Owen, J. A., Punt, J., & Stranford, S. A. (2013). Kuby immunology (p. 692). New York: WH Freeman.