Antígeno

Um mesmo antígeno pode ter vários epítopos e ativar anticorpos diferentes

Em imunologia, um antígeno é uma molécula com capacidade de induzir uma resposta imune (para produzir um anticorpo ou outra ação imunitária) no organismo hospedeiro.[1] Às vezes, os antígenos fazem parte do próprio hospedeiro nos casos de doenças autoimunes.[2] Portanto, um antígeno é qualquer substância, própria ou alheia, que pode ser reconhecida pelo sistema imunitário adaptativo e desencadear uma resposta imunitária. O sistema imunológico responde ao antígeno produzindo uma substância chamada anticorpo, e este vai atuar contra o antígeno. Ativando seus linfócitos que por sua vez se multiplicam e mandam sinais (citocinas) que ativam outras respostas imunes adequadas ao invasor. Pode ser a molécula de uma bactéria, vírus, fungos, helminto, toxinas ou mesmo componentes inofensivos como alimentos, pólen ou células de outro organismo que sejam identificados como uma ameaça a ser destruída.[3] Modelo chave-fechadura: cada anticorpo produzido é capaz de reconhecer e ligar-se especificadamente aos antígenos que estimulam a sua formação.

A parte do antígeno que se encaixa aos anticorpos é chamada epítopo ou determinante antigênico, e a parte do anticorpo que encaixa nesse epítopo é chamada de paratopo.[4]

Os antígenos ligam-se a diversos receptores celulares e a anticorpos. Na resposta imune, cada anticorpo é produzido especificamente pelo sistema imunitário para se ligar ao antígeno depois que as células apresentadoras de antígeno do sistema imunitário entram em contato com ele; isso permite que haja uma identificação/correspondência precisa do antígeno e o início de uma resposta sob medida. O anticorpo é dito "corresponder" ao antígeno no sentido de que pode se ligar a ele devido à adaptação realizada em uma região do anticorpo; devido a isso, muitos anticorpos diferentes são produzidos, cada um com especificidade para se ligar a diferentes antígenos, embora todos compartilhem a mesma estrutura básica. Na maioria dos casos, um anticorpo adaptado só pode reagir e ligar-se a um antígeno específico; no entanto, em alguns casos os anticorpos podem estabelecer reações cruzadas e ligar-se a mais de um antígeno. Na realidade, os anticorpos só reagem com uma parte pequena do antígeno chamada epítopo. Como os antígenos são geralmente grandes, costumam ter muitos epítopos.

Além disso, um antígeno é uma molécula que se liga a receptores específicos do antígeno, mas não pode induzir necessariamente uma resposta imunitária no corpo por si mesmo.[5] Os antígenos geralmente são peptídeos (cadeias de aminoácidos), polissacarídeos (cadeias de monossacarídeos/açúcares simples) ou lipídios. Em geral, os sacarídeos e lipídios (diferentemente dos peptídeos) são considerados antígenos, mas não imunógenos, já que não podem desencadear uma resposta imune por si sós. Além disso, para que um peptídeo induza uma resposta imunitária (ativação de células T por células apresentadoras de antígenos), deve ser suficientemente grande, já que os peptídeos demasiado pequenos também não desencadeiam uma resposta imune. O termo antígeno descrevia originalmente uma molécula estrutural que se ligava especificamente a um anticorpo. O seu significado foi ampliado depois para se referir a qualquer molécula ou fragmento molecular linear que pode ser reconhecido por receptores do antígeno muito variáveis (receptor da célula B ou BCR ou receptor da célula T ou TCR) do sistema imunitário adaptativo.

O antígeno pode ser uma molécula do próprio corpo ("antígeno próprio") ou do ambiente externo ("não próprio"). O sistema imunitário geralmente não reage contra os antígenos próprios em condições homeostáticas normais devido à seleção negativa realizadas sobre as células T no timo, mas identifica e ataca invasores com moléculas "não próprias" provenientes do mundo exterior ou substâncias modificadas/nocivas presentes no corpo em condições de estresse.[6]

As células apresentadoras do antígeno apresentam os antígenos em forma de peptídeos ligados a moléculas do complexo maior de histocompatibilidade da sua superfície. A célula T ou linfócito T (um subtipo de glóbulo branco sanguíneo) do sistema imunitário adaptativo, é a que reconhece seletivamente os antígenos assim apresentados. Dependendo do antígeno e do tipo de molécula de histocompatibilidade, diferentes tipos de células T podem ser ativados. Para o seu reconhecimento pelo receptor da célula T (TCR), o peptídeo deve ser primeiro processado, quebrando-o em pequenos fragmentos dentro da célula apresentadora e depois apresentado formando um complexo com uma molécula do complexo maior de histocompatibilidade (MHC).[7] Portanto, o antígeno não pode desencadear a resposta imune sem a ajuda de um adjuvante imunológico.[5] De maneira semelhante, o componente adjuvante de vacinas desempenha um papel essencial na ativação do sistema imunitário inato.[8][9]

Um imunógeno é um antígeno (ou aduto) que pode desencadear uma resposta imunitária humoral (inatas) ou mediada por células.[10] Inicia primeiro uma resposta imunitária inata, que depois causa a ativação de uma resposta imunitária adaptativa. Um antígeno liga-se a imunorreceptores muito variáveis (o receptor da célula B ou o receptor da célula T) uma vez que estes foram gerados. Os imunógenos são aqueles antígenos, denominados imunogénicos, que podem induzir uma resposta imune.[11]

A nível molecular, um antígeno pode ser caracterizado pela sua capacidade de se ligar a uma região Fab variável de um anticorpo. Diferentes anticorpos têm o potencial de discriminar entre os epítopos específicos presentes na superfície do antígeno. Um hapteno é uma pequena molécula que muda a estrutura de um epítopo antigénico. Para induzir uma resposta imunitária, precisa ligar-se a uma grande molécula carreadora como uma proteína (ou complexo de peptídeos). Os antígenos são normalmente carregados por proteínas e polissacarídeos, e menos frequentemente, lipídios. Isto inclui partes (cápsulas, paredes celulares, flagelos, fímbrias e toxinas) de bactérias, vírus, e outros microrganismos. Entre os antígenos não próprios não microbianos estão o pólen, clara de ovo e proteínas de tecidos e órgãos transplantados ou que se encontram sobre a superfície de células sanguíneas transfundidas. As vacinas são exemplos de antígenos em forma imunogénica, que são administradas deliberadamente a um indivíduo receptor para induzir-lhe a formação de células com memória (que lembram o antígeno) no sistema imunitário adaptativo que atuarão contra os antígenos de patógenos que possam invadir o receptor em novas ocasiões.

Origem e etimologia

Paul Ehrlich cunhou o termo anticorpo em alemão (Antikörper), que utilizou na sua teoria da cadeia lateral no final do século XIX.[12] Em 1899, Ladislas Deutsch (Laszlo Detre) (1874–1939) denominou as substâncias hipotéticas a meio caminho entre constituintes bacterianos e anticorpos "substâncias imunógenas ou antígenos". Ele pensava originalmente que estas substâncias eram os precursores dos anticorpos, assim como os zimógenos são os precursores de um enzima. Mas em 1903 compreendeu que um antígeno induz a produção de corpos imunitários (anticorpos) e escreveu que a palavra antígeno é uma contração de antisomatógeno (Immunkörperbildner, "formador de corpos imunes").[13]

Classificação

Os antígenos podem ser classificados em:[14]

  • Imunógeno: Antígeno capaz de suscitar uma resposta imune e memória.
  • Hapteno: Moléculas pequenas incapazes de provocar uma resposta imune sozinhas, necessitando proteínas.

Tipos

Para fins de vacinação, podem ser classificados em 4 tipos:[4]

  • Proteínas: A grande maioria dos antígenos, geralmente são bons imunógenos. Podem ser proteínas puras, glicoproteínas ou lipoproteínas.
  • Polissacáridos: grandes açúcares puros e lipopolissacarídeos geralmente são bons imunógenos.
  • Ácidos nucleicos: Normalmente geram pouca resposta imune. No entanto, podem tornar-se bons imunógenos quando em cadeia simples ou quando combinado com proteínas.
  • Lipídios: Geralmente não geram resposta imune, mas podem ser haptenos.

Superantígenos

Ver artigo principal: Superantígeno

Alguns antígenos geram respostas centenas de vezes maior que os antígenos comuns, e por isso são chamados de superantígenos, podendo causar síndrome do choque tóxico.[4]

Atuação

Para melhor esclarecer a diferença entre antígeno e imunógeno é necessário conhecer os mecanismos de iniciação da reação antígeno-anticorpo. O sistema imunológico tem como função básica a discriminação entre os antígenos próprios (autógeno) e os antígenos não próprios (heterógino). Isso deve ocorrer para que se evite um ataque do sistema imunológico a moléculas próprias ou úteis ao organismo. Somente após este reconhecimento é possível que a reação imunológica prossiga no sentido de destruir um antígeno potencialmente nocivo. Assim, o sistema imunológico reconhece os antígenos estranhos, reagindo contra eles. Nessa situação, o antígeno pode ser denominado imunógeno. Caso o antígeno seja reconhecido como próprio, não haverá resposta imune da célula efetora,[15] e diz-se que há tolerância imunológica.

Um antígeno pode ser um fragmento de bactéria, de vírus, de fungo, de protozoário, parte de um organismo mais complexo como um parasita ou uma substância qualquer. Os antígenos presentes na natureza variam em sua imunogenicidade, ou seja, podem ser imunógenos fracos ou potentes. Quando o sistema imunológico apresenta uma resposta acima da considerada normal, dizemos que a pessoa apresentou uma alergia; quando a fase de reconhecimento falha (reconhecendo algo do próprio organismo como não próprio), fala-se em autoimunidade ou reação autoimune.

Em geral, os antígenos são moléculas complexas, que, em sua maioria, contêm proteínas, polissacarídeos e/ou lipossacarídeos. Nas moléculas mais complexas, apenas as partes mais expostas são capazes de estimular a produção de anticorpos. Assim, os anticorpos se dirigem apenas contra essas partes, denominadas determinantes antigênicos ou epítopos. Isto permite que haja imunidade cruzada, isto é, a reação imune se dirige ao mesmo tempo contra duas moléculas que, embora diferentes, apresentam epítopos iguais ou semelhantes. Este fenômeno está diretamente ligado aos princípios da vacinação e da auto-imunidade.

Os microorganismos contam com vários componentes antigênicos . Por exemplo, as paredes das células bacterianas, cápsulas, fímbrias, flagelos e as toxinas podem ser notadas como antígenos, tal como a cápside das proteínas virais, os envoltórios virais e os componentes internos da célula viral. Isso permite que eles sejam reconhecidos, dando início à resposta imune que visa a debelar determinada doença e evitar que ela se repita no futuro.

Imunização

A imunização, por exemplo através da vacinação, consiste em se inocular, geralmente através de injeção, um antígeno inofensivo (não patogênico) que contém epítopos semelhantes aos apresentados por um patógeno — que pode ser, por exemplo, um vírus ou bactéria. Assim, é induzida no sistema uma reação dirigida contra aqueles epítopos, com produção de anticorpos específicos ou imunoglobulinas. Na próxima vez em que esse mesmo antígeno se apresentar (por exemplo, durante uma infecção pelo mesmo vírus ou bactéria alvo da imunização), os anticorpos já estarão prontos para agir. Além disso, terá havido a formação de uma memória imunológica, isto é, de uma capacidade do sistema imunológico de reagir mais prontamente contra estes epítopos "conhecidos". Assim, a infecção será mais rapidamente debelada, e a doença será mais branda, subclínica ou inexistente.

Auto-imunidade

A auto-imunidade pode ocorrer quando o organismo é exposto a antígenos cujos epítopos se assemelham aos de antígenos próprios (self); assim, a reação imunológica provocará, equivocadamente, reação imune cruzada, de maior ou menor intensidade, contra os antígenos reconhecidos como self. O mesmo pode ocorrer quando doenças, traumas ou outros fenômenos expõem, ao sistema imunológico maduro, antígenos que normalmente não estão expostos na corrente sanguínea, tais como os antígenos do sistema nervoso que normalmente são protegidos do contacto direto com o sangue pela barreira hemato-encefálica mas podem ser expostos durante um trauma ou infecção.

Exames

A reação antígeno-anticorpo é também de importância em medicina laboratorial, pois diversos tipos de ensaio se baseiam no uso in vitro de anticorpos gerados em laboratório e dirigidos para antígenos específicos.

Ver também

Referências

  1. ↑ harbour B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). «24. The Adaptive Immune System». Molecular Biology of the Cell 4th ed. New York: Garland Science 
  2. ↑ «Antigen». US National Library of Medicine. Consultado em 30 de julho de 2015 
  3. ↑ http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/002224.htm
  4. ↑ a b c «ANTIGENS». www.microbiologybook.org. Consultado em 29 de abril de 2022 
  5. ↑ a b Gavin, AL; Hoebe, K; Duong, B; Ota, T; Martin, C; Beutler, B; Nemazee, D (22 de dezembro de 2006). «Adjuvant-enhanced antibody responses in the absence of toll-like receptor signaling.» 5807 ed. Science. 314: 1936–8. PMC 1868398Acessível livremente. PMID 17185603. doi:10.1126/science.1135299 
  6. ↑ Gallucci, S; Lolkema, M; Matzinger, P (novembro de 1999). «Natural adjuvants: endogenous activators of dendritic cells.» 11 ed. Nature Medicine. 5: 1249–55. PMID 10545990. doi:10.1038/15200 
  7. ↑ Parham, Peter. (2009). The Immune System, 3rd Edition, pg. G:2, Garland Science, Taylor and Francis Group, LLC.
  8. ↑ Janeway CA, Jr (1 de novembro de 2013). «Pillars article: approaching the asymptote? Evolution and revolution in immunology. Cold spring harb symp quant biol. 1989. 54: 1–13.» 9 ed. Journal of Immunology. 191: 4475–87. PMID 24141854 
  9. ↑ Gayed, PM (junho de 2011). «Toward a modern synthesis of immunity: Charles A. Janeway Jr. and the immunologist's dirty little secret.» 2 ed. The Yale Journal of Biology and Medicine. 84: 131–8. ISSN 1551-4056. PMC 3117407Acessível livremente. PMID 21698045 
  10. ↑ Parham, Peter. (2009). The Immune System, 3rd Edition, pg. G:11, Garland Science, Taylor and Francis Group, LLC.
  11. ↑ Kuby Immunology 6th ed. [S.l.]: Macmillan. 2006. 77 páginas. ISBN 978-1-4292-0211-4 
  12. ↑ Strebhardt, Klaus; Ullrich, Axel (junho de 2008). «Paul Ehrlich's magic bullet concept: 100 years of progress». Nature Reviews Cancer. 8 (6): 473–480. ISSN 1474-1768. PMID 18469827. doi:10.1038/nrc2394 
  13. ↑ Lindenmann, Jean (1984). «Origin of the Terms 'Antibody' and 'Antigen'». Scand. J. Immunol. 19 (4): 281–5. PMID 6374880. doi:10.1111/j.1365-3083.1984.tb00931.x. Consultado em 31 de outubro de 2008. Arquivado do original em 18 de novembro de 2010 
  14. ↑ «antigen | Definition, Function, Types, & Facts | Britannica». www.britannica.com (em inglês). Consultado em 29 de abril de 2022 
  15. ↑ SADAVA, David et. al. Vida: A Ciência da Biologia - 8ª ed. vol. 1: Célula e Hereditariedade. Porto Alegre, Artmed, 2009; p. 409.

Bibliografia

  • HENRY, John B,(ed) Clinical Diagnosis & Management by Laboratory Methods, 20th Edition, 2001.
  • TIETZ, Norbert W (ed), Clinical Guide to Laboratory Tests, Third Edition, 1995.
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