IMUNOGLOBULINELE (ANTICORPII)

 

Existenţa anticorpilor a fost demonstratã de Behring şi Kitasato (1890), în serul animalelor imunizate experimental cu toxina tetanicã. Serul lor neutralizeazã toxina in vitro şi o face inofensivã pentru animalele de experienţã. Autorii au folosit denumirea de “anticorp” pentru a desemna substanţele protectoare ce apar în ser, cu specificitate faţã de un antigen corpuscular (bacterii).

Heidelberger (1930) a purificat anticorpii din ser şi a evidenţiat cã aparţin fracţiei proteice. Tiselius şi Kabat (1938) au demonstrat experimental cã, de cele mai multe ori, funcţia de anticorp este asociatã cu fracţia gama a proteinelor serice şi le-au dat denumirea de gamaglobuline.

În 1970, prin consens între specialişti, OMS a stabilit ca substanţele cu proprietãţi de anticorp, sã fie grupate în categoria imunoglobulinelor, pornind de la faptul cã toate substanţele din acest grup au funcţie imunitarã şi sunt cuprinse în fracţia globulinicã a serului. Anticorpii nu sunt numai gamaglobuline. Existã şi alte globuline cu funcţie de anticorp, dupã cum existã şi gamaglobuline care nu au activitate de anticorp (de exemplu, proteinele patologice Bence-Jones).

Fig.10. Mobilitatea electroforeticã a imunoglobulinelor serice. IgG are cea mai heterogenã sarcinã electricã şi migreazã în regiunile gama şi beta. IgE are are mobilitate similarã cu a IgD, dar nu poate fi identificat pe electroforegramã datoritã nivelului seric scãzut.

 

Anticorpii sunt imunoglobuline care se sintetizeazã în organism dupã pãtrunderea unui antigen şi au proprietatea de a se cupla specific cu antigenul inductor şi de a-i anihila acţiunea nocivã. Termenul de “anticorp” în accepţiunea sa actualã, a fost folosit de Ehrlich (1891) în lucrarea “Studii experimentale asupra imunitãţii”.

Anticorpii formeazã 20% din totalul proteinelor plasmatice, dar se gãsesc şi în lichidele extravasculare, în secreţiile exocrine (salivã, lapte, lacrimi) şi ca molecule receptor de anti-gen pe suprafaţa limfo-citelor B.

Moleculele de anticorpi au cea mai micã mobilitate electroforeticã. Deşi sunt asemãnãtoare ca structurã, moleculele de imunoglobuline formeazã o familie de o diversitate imensã, neîntâlnitã la nici o altã proteinã. Diversitatea lor uriaşã este ordonatã în clase şi subclase, în primul rând pe baza compoziţiei în aminoacizi. Heterogenitatea compoziţiei în aminoacizi se reflectã în sarcina lor electricã, foarte diferitã. La electroforezã, celelalte proteine serice migreazã ca o bandã compactã, cu o mobilitate caracteristicã, deoarece moleculele lor sunt omogene în ceea ce priveşte sarcina electricã, la un pH dat. Imunoglobulinele migreazã ca o bandã largã, fiind heterogene, nu numai prin secvenţa aminoacizilor, ci şi prin sarcina electricã. 

Structura moleculei de imunoglobulinã

 Structura moleculei de imunoglobulinã (Ig) s-a stabilit prin analiza proteinelor omogene secretate de plasmocitoame, cu metodologii complexe: biochimice, analitice, cristalografia prin difracţie cu raze X.

Unitatea structuralã de bazã a moleculei de Ig este monomerul. Acesta este o unitate tetrapeptidicã, formatã prin asocierea a douã lanţuri grele (H, Heavy = greu), fiecare având circa 450 de aminoacizi şi o greutate molecularã cuprinsã între 50-76 kD şi douã lanţuri uşoare (L, Light = uşor), fiecare având circa 216 aminoacizi şi o greutate molecularã de 25 kD. Cele 4 catene polipeptidice sunt legate între ele prin punţi S-S şi se rãsucesc în spiralã - atât unul faţã de altul, dar şi fiecare separat – faţã de propria-i axã, rezultând o configuraţie tridimensionalã, stabilizatã prin 16-24 legãturi S-S şi prin alte interacţiuni necovalente. Monomerul tetrapeptidic tridimensional are formã de T sau de Y.

În funcţie de secvenţa aminoacizilor, fiecare lanţ polipeptidic este alcãtuit din douã regiuni distincte:

a) regiunea constantã (C ) corespunde jumãtãţii C-terminale a celor 4 catene polipeptidice. Are o secvenţã relativ uniformã a aminoacizilor şi asigurã unitatea structuralã şi funcţionalã a moleculei de Ig;

b) regiunea variabilã (V) cuprinde o secvenţã de circa 110 aminoacizi în jumãtatea N-terminalã a celor 4 catene polipeptidice. Mãrimea sa nu este fixã, deoarece intervin inserţii sau deleţii de  3-6 aminoacizi. Regiunile variabile ale fiecãrei perechi de catene formeazã situsul de combinare al moleculei de Ig, care conferã specificitate de legare cu antigenul.

Variabilitatea maximã a secvenţei de aminoacizi a catenei L se concentreazã în poziţiile 24-34, 50-55, 89-97, iar a catenei H, la secvenţele
30-36, 50-56, 86-91 şi 95-100. Aceste secvenţe formeazã regiunile hipervariabile sau regiunile determinante de complementaritate (RDC), faţã de configuraţia spaţialã a epitopului. Aminoacizii acestor secvenţe intrã în alcãtuirea situsului de combinare al moleculei de Ig.

 Secvenţele relativ invariante se numesc regiuni cadru (RC) şi formeazã 80-85% din regiunea variabilã a moleculei de Ig. Variaţia secvenţei aminoacizilor la nivelul regiunilor cadru este limitatã la 5%. Secvenţa  regiunilor cadru şi a celor determinante de complementaritate alterneazã astfel: RC₁, RDC₁, RC₂, RDC₂, RC₃, RDC₃, RC₄, RDC₄.

 Aproape de jumãtatea catenelor H se gãseşte o secvenţã de circa 15 aminoacizi, în care sunt grupate toate resturile de cisteinã ce formeazã punţi S-S intercatenare. Aceastã secvenţã se numeşte regiunea balama. Este sensibilã la acţiunea proteazelor fiind clivatã de papainã, pepsinã etc. La IgM şi IgE, regiunea balama lipseşte, dar cea omologã balamalei este clivatã de proteaze. Regiunea balama asigurã flexibilitatea moleculei de Ig, permiţând mobilitatea fragmentelor Fab, care, teoretic, pot forma unghiuri variabile, între 0-180^o, conferind moleculei o geometrie variabilã. Cele 16-24 legãturi S-S ale monomerului tetrapeptidic sunt constante ca numãr şi localizare pentru diferitele clase de Ig. Se disting 3 categorii de punţi S-S:

-  legãturi intercatenare H-H sau L-H, ale unui monomer. Legãturile L-L s-au descris la IgA₂ şi la proteinele Bence-Jones, care sunt dimeri de lanţuri L;

-  legãturi intracatenare, care determinã structura terţiarã a fiecãrui lanţ polipeptidic.

- legãturi intercatenare, între lanţurile H ce aparţin unor monomeri diferiţi, la IgA₂ şi IgM, care formeazã complexe moleculare polimerice:

moleculei de Ig se formeazã prin plierea fiecãreia din cele 4 catene polipeptidice şi prin rãsucirea lor în spiralã. Domeniile sunt regiuni globulare ale moleculei, legate între ele prin secvenţe lineare scurte. Domeniile se pliazã într-o conformaţie stabilã, conferitã de secvenţa proprie de aminoacizi. Comparativ cu secvenţele lineare, domeniile pliate sunt mai rezistente la proteolizã.

Catena L are douã domenii: unul corespunzãtor regiunii variabile (VL) şi altul corespunzãtor regiunii constante (CL).

Catena H are 4 domenii: unul corespunzãtor regiunii variabile (VH) şi trei domenii ale regiunii constante: CH₁, CH₂, CH₃.
 

Fig. 11. a. Reprezentarea schematicã a structurii primare a moleculei de imunoglobulinã.

Fig. 11. b. Localizarea diferitelor funcţii ale moleculei de anticorp.

Fiecare catenã H a moleculelor de IgM şi IgE are 5 domenii: unul în regiunea variabilã (VH) şi 4 în regiunea constantã (CH₁ – CH₄).

Secvenţa de legãturã între regiunea constantã (CH₁) şi cea variabilã a fiecãrei catene se numeşte zonã de comutare (s = switch).

Fiecare domeniu are o formã cilindricã sau globularã, cuprinde o secvenţã de circa 60 de aminoacizi şi este stabilizat prin interacţiuni necovalente de tip trans, cu domeniul omolog din lanţul opus şi de tip cis, cu domeniul vecin al aceleiaşi catene.

Domeniile fiecãrui lanţ, împreunã cu cele omologe ale lanţului opus, formeazã unitãţi funcţionale denumite module. Cooperarea lor funcţionalã este ilustratã de faptul cã domeniile VL şi VH separate, au o capacitate foarte limitatã de legare a antigenului, în timp ce forma lor asociatã (care constituie situsul de legare al moleculei) este foarte eficientã în legarea antigenului.
 

Fig. 12. Reprezentarea schematicã a domeniilor pliate şi stabilizate ale moleculei de IgG.

Moleculele de imunoglobuline existã sub douã forme: secretate, ca anticorpi în umorile organismului şi legate de membrana limfocitelor B, îndeplinind funcţia de receptori de antigen. Forma legatã prezintã o secvenţã hidrofobã la capãtul C-terminal, de circa 30 de aminoacizi, care strãbate membrana şi se ancoreazã în structura ei.

Metodele de clivare şi de denaturare chimicã a moleculei de imunoglobulinã au contribuit la înţelegerea structurii şi funcţiei sale. Clivarea s-a realizat cu enzime proteolitice (papainã, pepsinã, tripsinã) sau prin cianolizã cu BrCN.

Papaina scindeazã mo-lecula de imunoglobulinã la nivelul regiunii balama (aminoacidul 224) şi elibe-reazã douã fragmente Fab (Fragment antigen binding) şi fragmentul Fc (cristalizabil). Fiecare fragment Fab (50 kD) conţine un lanţ L întreg şi jumãtatea N-terminalã a lanţului H, notatã cu Fd (difficult), care cuprinde domeniile VH şi CH₁. Frag-mentul Fab poate fi scindat transversal şi rezultã frag-mentul Fv (variabil) format din domeniile VL şi VH, se-parat de domeniile CL şi CH₁.

Fragmentul Fc (50 kD) este format din jumãtãţile C-terminale ale celor douã catene H, unite printr-o legãturã S-S şi prin legãturi necovalente. 

Pepsina cliveazã lan-ţurile H sub regiunea balama şi elibereazã fragmentul Fc’, mai mic decât fragmentul Fc papainic şi douã fragmente Fab’ legate între ele (Fab’)₂, prin punţi S-S intercatenare.

BrCN scindeazã lanţurile polipeptidice la nivelul secvenţelor cu Met, pe care o transformã în homoserinã. Fragmentele rezultate sunt heterogene ca mãrime, în funcţie de frecvenţa metioninei. Polipeptidele rezultate prin clivare enzimaticã, cât şi prin cianolizã, se separã prin tehnici cromatografice.

Denaturarea moleculei de imunoglobulinã prin reducerea legãturilor S-S. Agenţii reducãtori (mercaptoetanolul, mercaptoetanolamina, ditiotreitolul) au o grupare SH liberã şi reduc legãturile S-S intercatenare şi intracatenare.  

  HO – CH₂ – CH₂ – SH (Mercaptoetanolul) 

Legãturile intercatenare (H-H sau H-L) sunt reduse mai uşor, iar cele intracatenare, care stabilizeazã buclele domeniilor moleculei de imunoglobulinã, sunt disociate mai greu.

Reducerea legãturilor S-S este reversibilã. Dupã îndepãrtarea agentului denaturant, renaturarea este rapidã şi completã. Din acest motiv, agenţii denaturanţi se încorporeazã în sistemul supus denaturãrii. Denaturarea se poate stabiliza prin diferite metode chimice. 

Funcţiile moleculei de imunoglobulinã 

În ansamblul efectorilor sistemului imunitar, moleculele de imunoglo-bulinã îndeplinesc douã categorii de funcţii:

- funcţii de specificitate

- funcţii grupate sub denumirea de activitãţi biologice efectoare

Specificitatea imunoglobulinei faţã de un antigen este exprimatã prin capacitatea de recunoaştere finã a epitopului complementar al antigenului şi de combinare cu acesta. Specificitatea moleculei de imunogobulinã este conferitã de situsul sãu de combinare. Marea diversitate a moleculelor de anticorpi, asigurã o diversitate uriaşã a situsurilor de combinare, de ordinul a 10⁸ – 10⁹ specificitãţi de legare.

Specificitatea de legare este datã de structura spaţialã a situsului de combinare cu antigenul, conferitã de resturile de aminoacizi ale regiunilor hipervariabile ale catenelor H şi L.

Aminoacizii care formeazã situsul de combinare al moleculei de imunoglobulinã, prin plierea regiunilor hipervariabile, delimiteazã o cavitate molecularã ce diferã ca formã şi mãrime.

Cavitatea prezintã substructuri (proeminenţe şi depresiuni), pe care le formeazã secvenţele hipervariabile, în timp ce restul regiunilor variabile ale celor douã catene conferã structura tridimensionalã a cavitãţii moleculare.

Potrivirea spaţialã dintre situsul de combinare al moleculei de anticorp şi epitopul specific, din punctul de vedere al configuraţiei spaţiale, este perfectã. Eventualele imperfecţiuni geometrice pot fi ocupate de moleculele de apã. Potrivirea perfectã a celor douã unitãţi combinante este sugeratã de metafora “cheie-broascã”.

Dupã combinarea cu antigenul, modificãrile spaţiale ale situsului de combinare a anticorpului sunt minime, nedectabile. Epitopul antigenic are un rol important în potrivirea conformaţionalã perfectã cu situsul de combinare a anticorpului, deoarece corespunde unei regiuni moleculare cu factor de temperaturã mai ridicatã, ceea ce sugereazã o flexibilitate mai accentuatã a secvenţei moleculare respective.

Flexibilitatea unui determinant antigenic îi permite sã se adapteze mai uşor într-un situs de legare preexistent al moleculei de anticorp, chiar dacã epitopul nu se potriveşte exact geometriei situsului de combinare a anticorpului. Datoritã flexibilitãţii epitopului, legarea antigenului cu anticorpul se aseamãnã cu “întâlnirea a doi nori” şi nu cu aceea a “douã pietre”.

Anticorpii specifici faţã de secvenţele peptidice mobile (calde) ale antigenului proteic, se leagã cu afinitate mai mare de proteina nativã. Aceste rezultate sunt foarte importante din punct de vedere practic, pentru selectarea segmentelor peptidice în vederea obţinerii vaccinurilor sintetice subunitare.

Dimensiunile situsului de combinare s-au dedus indirect, prin determinarea mãrimii haptenei care blocheazã reacţia de combinare a anticorpilor cu antigenul nativ: oligozaharidul format din 6-8 unitãţi monomerice ocupã complet situsul de combinare al moleculei de anticorp. Oligozaharidele mai mici inhibã parţial reacţia specificã de precipitare. Pentru anticorpii specifici faţã de antigene proteice, tetrapeptidele au blocat cu maximã eficienţã reacţia de precipitare dintre anticorpi şi antigenul nativ.

Funcţiile biologice efectoare sunt amorsate de reacţia antigen-anticorp. Numãrul funcţiilor biologice efectoare este mai mic şi sunt dependente de regiunile constante ale moleculei de imunoglobulinã.

Fiecare domeniu al regiunii constante a moleculei de imunoglobulinã îndeplineşte anumite funcţii:

- legarea antigenului pe imunoglobulinele de suprafaţã care funcţioneazã ca receptori pe limfocitele B, declanşeazã proliferarea şi diferenţierea lor, iar legarea antigenului cu imunoglobulinele citotrope pentru mastocite, declanşeazã degranularea acestor celule;

- dupã cuplarea cu antigenul, moleculele de imunoglobulinã expun fragmentul Fc, recunoscut ulterior de receptorii specifici pentru Fc de pe suprafaţa monocitelor, macrofagelor, PMNN. Astfel se stimuleazã procesul de fagocitozã a celulelor nonself tapetate cu imunoglobuline, denumit imunofagocitozã;

- celulele K, prin intermediul receptorilor pentru Fc, interacţioneazã cu celulele nonself tapetate cu IgG şi realizeazã liza de contact prin fenomenul de citotoxicitate;

- interacţiunea antigen-anticorp genereazã un semnal care se transmite regiunii Fc. Aceasta îşi modificã configuraţia spaţialã şi expune un situs de recunoaştere (pentru IgG situat între Glu 318 şi Lys 322), de care se leagã C1q;

- regiunea balama este transductoare de semnale şi are un rol important în flexibilitatea moleculei de imunoglobulinã, permiţând variaţia unghiului dintre fragmentele Fab: ele trec reversibil de la forma T la Y. Geometria variabilã a moleculei de imunoglobulinã mãreşte eficienţa de legare a antigenului, deoarece ajusteazã poziţia celor douã situsuri de combinare ale anticorpului, în funcţie de distanţa la care se gãsesc determinanţii antigenici pe suprafaţa unui antigen particulat (virus sau celulã);

- regiunea balama a moleculelor de IgG şi IgD este sensibilã la acţiunea enzimelor proteolitice, iar a moleculei de IgA este rezistentã. 

Componenta glucidicã a imunoglobulinei îndeplineşte urmãtoarele funcţii;

- realizeazã şi menţine o conformaţie a moleculei de imunoglobulinã, esenţialã pentru secreţie;

- mãreşte solubilitatea moleculelor de imunoglobulinã;

- are rol de spaţiator între domeniile unui lanţ şi între catenele moleculei;

- participã la funcţiile citotrope ale moleculei de imunoglobulinã;

- are rol în legarea C1q, componentã a sistemului complement.  

Heterogenitatea anticorpilor 

Moleculele de imunoglobuline din plasma oricãrui organism sunt foarte heterogene, atât datoritã diversitãţii epitopilor faţã de care s-au sintetizat – ceea ce induce variaţii ale secvenţelor hipervariabile ale moleculei, cât şi datoritã variaţiilor secvenţei de aminoacizi în regiunile constante ale moleculei.

Heterogenitatea anticorpilor este ordonatã în clase, subclase, tipuri, alotipuri şi idiotipuri, pe baza variaţiei secvenţei de aminoacizi. Moleculele de imunoglobuline au calitãţi duble: ele se comportã nu numai ca molecule de recunoaştere, care recunosc specific antigenul, dar la rândul lor sunt recunoscute ca antigene. Pentru sporirea gradului de imunogenitate, moleculele de imunoglobuline se asociazã cu adjuvantul Freund şi se injecteazã la animale de experienţã. Variaţiile de structurã chimicã a imunoglobulinelor se comportã ca determinanţi antigenici şi induc sinteza anticorpilor anti-imunoglobulinã. Variaţiile de ordin chimic ale imunoglobulinelor se evidenţiazã prin metode imunochimice de precipitare între moleculele de imunoglobulinã cu rol de antigen şi anticorpii anti-imunoglobulinã din serul imun.

Din punctul de vedere al manifestãrii imunopotenţei determinanţilor antigenici ai imunoglobulinelor, s-au definit trei nivele de heterogenitate: izotipicã, alotipicã şi idiotipicã.  

Heterogenitatea izotipicã 

Heterogenitatea izotipicã (izos = acelaşi) defineşte variantele biochimice ale imunoglobulinelor, comune pentru toţi indivizii unei specii. Variantele biochimice se datoreazã variaţiilor secvenţei de aminoacizi în regiunea constantã a catenei H. Ele se comportã ca determinanţi antigenici dupã injectarea în organismul altei specii. Pentru identificarea epitopilor izotipici ai moleculelor de imunoglobulinã umanã, acestea, în asociaţie cu adjuvantul Freund, se injecteazã la iepure.

Fiecare individ al unei specii exprimã toate variantele antigenice izotipice caracteristice speciei.

Variantele antigenice izotipice ale imunoglobulinelor umane s-au identificat iniţial, în regiunea constantã a catenei H.

Existã 5 variante antigenice distincte ale catenelor H în regiunea constantã, notate cu g, m, a, d, e, corespunzãtoare celor 5 clase de imunoglobuline: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Serul imun faţã de un determinant antigenic de clasã nu dã reacţii încrucişate cu celelalte tipuri de determinanţi, deoarece catenele H ale diferitelor clase de imunoglobuline prezintã diferenţe mari de ordin chimic între domeniile echivalente, care merg pânã la circa 60% din totalul aminoacizilor.

Determinanţii antigenici ai unei clase de imunoglobuline sunt comuni tuturor indivizilor unei specii şi se evidenţiazã în serul imun heterolog, obţinut prin imunizarea organismelor altei specii. De exemplu, un antiser faţã de lanţul uman , obţinut pe iepure, va precipita numai anticorpii clasei IgG din orice ser uman.

Ulterior, determinanţii antigenici s-au identificat şi în regiunile constante ale catenelor L. Determinanţii antigenici ai catenelor L determinã tipurile de imunoglobuline.

Catena L are douã variante antigenice, notate cu k şi l, care se gãsesc la toate cele 5 clase de imunoglobuline. Cele douã tipuri structurale de lanţuri L (k şi l) prezintã deosebiri de secvenţã a aminoacizilor în regiunea constantã şi nu au determinanţi antigenici comuni. De aceea, nu dau reacţii imune încrucişate. Serul imun heterolog anti-molecule de imunoglobuline umane cu catenã Lk, obţinut pe iepure, precipitã toate moleculele de imunoglobuline umane care conţin catena Lk, indiferent de clasã. Serul imun anti-Lk nu precipitã moleculele de imunoglobuline care conţin catena L l.

O moleculã de imunoglobulinã are douã catene de tip k sau l. Formula generalã a diferitelor clase de imunoglobuline este
g₂k₂ (sau g ₂ l ₂), m₂k₂ (m₂ l ₂), a₂k₂ (a₂ l ₂).

Catenele L de tip k şi l determinã tipurile moleculare de imunoglobuline. La om, raportul Ig k/ l este 7/3, iar la şoarece este 19/1, valori care probabil reflectã raportul numeric al genelor codificatoare pentru cele douã tipuri de catene.

Izotipurile catenelor H nu influenţeazã funcţia de specificitate a moleculelor de imunoglobuline: acelaşi antigen poate fi legat de oricare din cele 5 clase de imunoglobuline.

Pe lângã variantele antigenice menţionate – clase şi tipuri – s-au identificat diferenţe mai subtile ale moleculelor de IgG şi IgA, în ceea ce priveşte proprietãţile fizice, chimice şi biologice, diferenţe care corespund subclaselor antigenice. Aceasta înseamnã cã, pe lângã determinanţii antigenici de clasã, existã şi alte variante antigenice ale regiunii constante ale catenei H, corespunzãtoare subclaselor. Ele se noteazã cu litera clasei, urmatã de o cifrã: IgG₁, IgG₂, IgG₃, IgG₄, respectiv IgA₁, IgA₂.

Moleculele de imunoglobuline ale subclaselor au în comun determinanţii antigenici proprii fiecãrei subclase, aducând un nivel superior de heterogenitate a catenelor H.

Diferenţele secvenţei de aminoacizi ai catenei H, între diferite subclase sunt mici: 24 de aminoacizi între IgG₁ şi IgG₄. Cea mai importantã deosebire constã în numãrul legãturilor S-S intercatenare.

Moleculele diferitelor subclase sunt sintetizate de celule diferite. 

Variantele alotipice 

Descoperirea alotipiei (alos = altul) a pornit de la urmãtorul fapt de observaţie: în serul pacienţilor cu artritã cronicã reumatoidã se gãsesc molecule de tip special, încadrate în categoria factorilor reumatoizi (FR). Factorii reumatoizi sunt molecule de auto-anticorpi, adicã IgM anti- IgG.

Factorii reumatoizi se evidenţiazã in vitro, prin capacitatea lor de a determina aglutinarea eritrocitelor tapetate cu o dozã subaglutinantã de anticorpi specifici antieritrocitari (IgG).

Grubb (1956) a observat cã FR seric, uneori, aglutineazã hematiile tapetate cu auto-anticorpi specifici (care se sintetizeazã în anemia hemoliticã autoimunã) ale unor pacienţi, iar alteori, reacţia de hemaglutinare nu se produce, testul evidenţierii FR in vitro fiind fals negativ. Concluzia reacţiei de hemaglutinare pe care, uneori, FR din serul pacienţilor de artritã reumatoidã o produce asupra hematiilor tapetate cu o dozã subaglutinantã de anticorpi specifici, a fost urmãtoarea: autoanticorpii de pe suprafaţa eritrocitelor unor indivizi cu anemie hemoliticã autoimunã, posedã determinanţi antigenici diferiţi, pe care FR poate sã-i recunoascã. Astfel s-a dedus cã moleculele de imunoglobulinã de la indivizi diferiţi, sunt diferite din punct de vedere antigenic. În consecinţã, imunizarea unui individ cu imunoglobulinele provenite de la alt individ al aceleiaşi specii, determinã sinteza anticorpilor faţã de determinanţii antigenici ai moleculelor imunoglobulinice ale donorului.

Imunoglobulinele sunt aloantigene ineficiente dacã sunt injectate ca proteine solubile în organismul uman. De aceea, transfuziile de sânge total, de plasmã sau injectarea imunoglobulinelor solubile, de cele mai multe ori, nu induc sinteza anticorpilor anti-imunoglobuline ale donorului. Moleculele de imunoglobuline devin antigenice dupã asocierea lor cu adjuvantul Freund.

Semnificaţia variantelor antigenice alotipice ale moleculelor de imunoglobuline este analogã celei a antigenelor de grup sanguin. Fenomenul este general, adicã şi alte molecule provenite de la un organism pot fi imunogene pentru alte organisme ale aceleiaşi specii, la care se comportã ca aloantigene.

Variantele alotipice ale imunoglobulinelor se detecteazã în reacţia de precipitare cu aloantiseruri obţinute pe organisme ale aceleiaşi specii, dar cu alotip diferit de acela al organismului donor al antigenului imunoglobulinic.

Variantele moleculare alotipice sunt consecinţa existenţei genelor alele perechi (aa), o caracteristicã generalã a organismelor diploide. Prin mutaţii succesive, în acelaşi locus, apar mai multe alele care formeazã o serie polialelicã - a₁, a₂, a₃ …… a_n. Genele alele ocupã acelaşi locus pe cromosomii omologi, ca şi gena de tip sãlbatic a. Fiecare individ va avea o combinaţie de gene alele: aa₁, aa₂ ….. aa_n sau a₁a₂, a₁a₃ …… a₁a_n, cu variante antigenice distincte.

Alotipurile imunoglobulinelor sunt rezultatul variaţiilor secvenţei aminoacizilor în regiunile constante ale catenelor H şi L, ceea ce le conferã un grad superior de heterogenitate, consecinţã a alelelor codominante la acelaşi locus.

Pentru moleculele imunoglobulinice umane s-au descris trei categorii de markeri alotipici:

-  factorii Gm (gama marker), numerotaţi de la 1 la 25, pe catena H a subclaselor de IgG. De exemplu, markerul G₁m(a) pe moleculele de IgG₁ are secvenţa Asp-Glu-Leu-Thr-Lys, iar moleculele altor indivizi au secvenţa Glu-Glu-Met-Thr-Lys, adicã doi aminoacizi diferiţi. Pentru IgG₃ sau descris 14 alele;

-  factorii A₂m(1) şi A₂m(2), identificaţi pe catenele H ale subclasei IgA₂;

-  factorii Km(Inv), pe catenele Lk, în numãr de trei;

-  douã variante alelice pentru IgE.

Foarte rar, determinanţii antigenici alotipici sunt localizaţi în domeniile variabile ale moleculei.

Ca şi în alte sisteme alelice, indivizii pot fi homozigoţi sau heterozigoţi pentru genele care codificã markerii. Genele se exprimã codominant şi se transmit în descendenţã dupã mecanismul mendelian. De exemplu, alotipurile b₄b₅ pe catenele L ale imunoglobulinelor de iepure se exprimã astfel: un organism homozigot b₄b₄ sau b₅b₅ exprimã alotipul b₄, respectiv  b₅. Dar genotipul b₄b₅ rezultat în descendenţa lor exprimã markerul b₄ pe o fracţie a moleculelor şi markerul b₅, pe restul moleculelor de imunoglobuline. 

Variantele idiotipice

Idiotipul (idios = individual) este reprezentat de o populaţie omogenã de molecule de anticorpi, sintetizate de descendenţii unei clone celulare, care recunosc şi se combinã cu un singur determinant antigenic (epitop).

Specificitatea idiotipicã a unei populaţii de anticorpi s-a dedus pe cale experimentalã:

-  antigenul (celule de S. typhi) s-a injectat la organismele A şi B (iepuri), identice din punct de vedere genetic. Se sintetizeazã anticorpi aglutinanţi
anti S. typhi;

-  anticorpii aglutinanţi 1(produşi de organismul A) s-au injectat la organismul C (iepure din aceiaşi linie geneticã). Se sintetizeazã anticorpi anti-anticorpi 1, evidenţiaţi în reacţia de precipitare.

Surprinzãtor, anticorpii anti-anticorpi 1 nu precipitã anticorpii 2, deşi anticorpii 1 şi anticorpii 2 au aceiaşi specificitate faţã de antigenele S. typhi, iar organismele A, B, C aparţin aceluiaşi alotip.

Concluzia este cã anticorpii 1 şi anticorpii 2, deşi au aceiaşi specificitate faţã de antigenul de S. typhi, la rândul lor, au determinanţi antigenici proprii. De aceea, anticorpii anti-anticorpi 1 nu precipitã anticorpii 2, sintetizaţi de un alt organism. Moleculele de anticorpi cu aceiaşi specificitate de combinare faţã de un antigen, sintetizate de organisme identice genetic, au o individualitate antigenicã distinctã, denumitã specificitate idiotipicã.

Heterogenitatea idiotipicã este consecinţa determinanţilor idiotipici, localizaţi în regiunile hipervariabile ale catenelor H şi L. Specificitatea idiotipicã a moleculelor de anticorpi sintetizaţi de o clonã de celule este conferitã de unicitatea secvenţei de aminoacizi de la nivelul secvenţelor hipervariabile ce participã la formarea situsurilor de combinare, care determinã epitopi cu caracter strict individual denumiţi idiotopi. Unii idiotopi sunt localizaţi chiar în interiorul situsului de combinare sau în imediata sa vecinãtate. Dovada o constituie faptul cã legarea epitopului specific de situsul de combinare a anticorpului, blocheazã într-o mãsurã mai mare sau mai micã, legarea anticorpilor anti-idiotipici.

Fig. 14. Ilustrarea diagramaticã a heterogenitãţii anticorpilor.

Colecţia de idiotopi ai situsului de combinare a unei molecule de imunoglobuline formeazã idiotipul ei. Idiotipul este rezultatul configuraţiei spaţiale unice a regiunilor hipervariabile ale catenelor H şi L, conferitã de o secvenţã unicã a aminoacizilor.

Repertoriul idiotipurilor este de acelaşi ordin de mãrime cu acela al specificitãţii situsurilor de com-binare. Pentru situsul de combinare al moleculei de imunoglobulinã s-a pro-pus denumirea de paratop.

La alcãtuirea idiotipului participã ambele catene. Cele douã catene disociate nu pot sã lege anti-idiotipul sau îl leagã cu o eficienţã foarte scãzutã.