Unión de Antígeno-Anticuerpo: Definición y ejemplos

Unión de anticuerpos a antígenos

En los seres humanos, las infecciones bacterianas y virales se combaten mediante una combinación compleja de inmunidad mediada tanto celular como humoral. La inmunidad mediada por células implica el uso de células especiales como macrófagos y células asesinas naturales, mientras que la inmunidad humoral se basa en anticuerpos. Los anticuerpos representan proteínas especiales que se unen a los patógenos para evitar que causen infecciones dentro del cuerpo. Patógeno se refiere a cualquier bacteria o virus capaz de causar enfermedades en humanos.

Los anticuerpos tienen forma de Y y están compuestos por dos cadenas ligeras y dos cadenas pesadas. Las cadenas ligeras son más pequeñas y están formadas por glicoproteínas producidas en el plasma sanguíneo. Las glicoproteínas se refieren a moléculas que consisten en grupos de carbohidratos unidos a una proteína. Las cadenas ligeras están ubicadas en los brazos superiores del anticuerpo en forma de Y. Las cadenas pesadas, también formadas a partir de glicoproteínas, vienen en cinco isotipos o variedades diferentes, denominados μ, δ, γ, α y ε. Las cadenas pesadas son responsables de determinar las cinco clases de anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig): IgM, IgD, IgG, IgE e IgA.

Las cadenas ligera y pesada están conectadas entre sí mediante enlaces disulfuro formados entre dos átomos de azufre adyacentes. Juntos, los dos tipos de cadenas forman tanto los brazos como la base inferior del anticuerpo en forma de Y. Además de la construcción de cada anticuerpo a partir de diferentes combinaciones de cadenas ligeras y pesadas, la estructura general de una inmunoglobulina también consta de tres regiones asociadas con diferentes funciones.

Los dominios de unión a antígenos de fragmentos, o Fabs, se encuentran en la punta de cada brazo. Estas regiones Fab son responsables de la unión antígeno-anticuerpo mediante la producción de diferentes secuencias de aminoácidos capaces de reconocer y unirse a sitios diana en un antígeno. Un antígeno se refiere a cualquier sustancia considerada extraña dentro del cuerpo. Las diferentes secuencias de aminoácidos están formadas por las regiones variables de los Fab, que contienen los sitios de unión al antígeno. La base del anticuerpo contiene la región Fc, o fragmento cristalizable. La región Fc activa otras moléculas encargadas de neutralizar o eliminar patógenos.

Los anticuerpos son capaces de eliminar directamente los patógenos mediante varios métodos diferentes, además de activar componentes implicados en la inmunidad mediada por células y el sistema del complemento. Ahora discutiremos tres procesos mediante los cuales los anticuerpos eliminan directamente los patógenos:

• opsonización
• aglutinación, y
• neutralización.

Opsonización de anticuerpos

La opsonización se refiere al proceso mediante el cual se marca un antígeno para su destrucción. Durante la opsonización, una opsonina marca al patógeno para su eliminación. Una opsonina se refiere a un anticuerpo u otra molécula que toma un patógeno para eliminarlo. La eliminación está mediada por anticuerpos o por el sistema del complemento. Las opsoninas facilitan el proceso de destrucción impidiendo que las bacterias y los virus eviten la fagocitosis. Durante la fagocitosis, una célula especial denominada fagocito engulle y destruye un patógeno.

Con la opsonización de anticuerpos, el anticuerpo actúa como opsonina. Cuando la región Fab de un anticuerpo reconoce y se une a un patógeno, la región Fc del mismo anticuerpo localiza y se une a un fagocito. Una vez unido a un fagocito, el patógeno se digiere y se elimina del cuerpo. Múltiples anticuerpos y sus regiones Fc pueden unirse a un solo patógeno para mejorar las posibilidades de fagocitosis. Los anticuerpos también alteran la carga negativa del recubrimiento de la célula para aumentar la probabilidad de fagocitosis.

Otro método para iniciar la opsonización es a través del sistema del complemento. El sistema del complemento representa una intrincada red de proteínas que interactúan entre sí para opsonizar a los patógenos. El marcado con opsonina se produce mediante uno de tres métodos en el sistema del complemento:

• Unión antígeno-anticuerpo
• Reconocimiento del contenido de polisacáridos y lípidos-carbohidratos de las paredes celulares bacterianas.
• Liberación de lectinas que se unen a manosa desde el hígado en respuesta a la presencia de un patógeno

Cuando ocurre uno de estos tres métodos, el sistema del complemento producirá la proteína del complemento C3b, que se une al patógeno y a un macrófago o un neutrófilo. Los macrófagos y los neutrófilos son dos tipos de glóbulos blancos capaces de fagocitar patógenos. El complejo C3b-patógeno luego sufre fagocitosis a través de macrófagos o neutrófilos.

Aglutinación de anticuerpos

Durante la aglutinación de anticuerpos, el sitio de reconocimiento del antígeno en la región Fab del anticuerpo se une al patógeno. Cuando varios patógenos se unen a anticuerpos, comienzan a agruparse o aglutinarse. Este proceso reduce la cantidad de patógenos circulantes dentro del cuerpo, disminuyendo así el potencial de infección. Además, la cantidad reducida de patógenos hace que el patógeno sea más susceptible a la fagocitosis.

Neutralización, Anticuerpos e Inmunología

El proceso de neutralización representa un mecanismo inmunológico particularmente útil para prevenir infecciones debidas a virus o toxinas producidas por determinadas bacterias como Staphylococcus aureus. Un virus es una partícula no viva que contiene material genético que utiliza su huésped para replicarse y causar infección. Como se vio en los métodos discutidos anteriormente, un anticuerpo reconoce y se une a un virus para formar un complejo antígeno-anticuerpo. El anticuerpo puede prevenir o suprimir la infección viral mediante uno de varios métodos diferentes:

• Evitar que los virus se unan a los receptores de la célula huésped
• Evitar que los virus entren en la célula huésped
• Bloquear el acceso viral al material genético de la célula huésped.

Este mismo proceso se lleva a cabo al neutralizar infecciones o enfermedades causadas por toxinas bacterianas o veneno animal. Sin embargo, debido a la gravedad de las infecciones a menudo asociadas con toxinas bacterianas, la neutralización mediante anticuerpos representa uno de varios métodos necesarios para hacer que una toxina sea inofensiva de manera efectiva dentro del cuerpo. Los efectos secundarios graves de las toxinas bacterianas, como deshidratación, anemia y hemorragia, generalmente requieren hospitalización y terapia/medicación de apoyo para resolver con éxito la infección.

Ejemplos de función de anticuerpos

En esta sección se analizarán algunos ejemplos de la función de los anticuerpos.

Ejemplo 1. Además de activar la fagocitosis de patógenos, el sistema del complemento también es capaz de iniciar respuestas inflamatorias dentro del cuerpo. Esto suele ocurrir cuando los tejidos se dañan debido a una lesión o enfermedad. Cuando las células o los tejidos se dañan, se activa el sistema del complemento. Esto da como resultado el movimiento de moléculas y células especiales al sitio de la lesión, donde inician la inflamación para evitar que bacterias y hongos infecten la herida.

Ejemplo 2. El proceso de aglutinación mediante anticuerpos también se puede utilizar en entornos de laboratorio para determinar las identidades de diferentes patógenos. Para detectar la presencia de este patógeno en una muestra biológica se utilizan anticuerpos que poseen reacciones de aglutinación conocidas con antígenos específicos. Cuando los anticuerpos reconocen el antígeno, se unen a él y confirman así la identidad del patógeno.

La prueba de la presencia de Salmonella en los alimentos, por ejemplo, se puede realizar mediante aglutinación. Salmonella representa un género de bacterias responsable de muchos casos de intoxicación alimentaria en humanos. Utilizando la técnica descrita anteriormente, los laboratorios pueden exponer una muestra de alimento a anticuerpos con una reacción conocida a Salmonella y observar si se produce aglutinación. Cuando se produce aglutinación dentro de la muestra de alimento, se confirma la presencia de Salmonella.

Ejemplo 3. Las enfermedades causadas por veneno animal siguen siendo tratadas principalmente con antídotos. Estos antivenenos se producen extrayendo anticuerpos de animales en los que se ha provocado una respuesta inmune mediante la inyección de un veneno específico. La administración de un antídoto a un paciente inicia una respuesta inmune en la que los anticuerpos del paciente se activan para neutralizar el veneno bloqueando su capacidad de impactar negativamente en las células huésped.

Síntesis de anticuerpos

Los anticuerpos son producidos dentro del cuerpo humano por los linfocitos B, o células B, y transportados a través de vasos sanguíneos por todo el cuerpo. Inicialmente, sólo hay células B presentes en la sangre. Sin embargo, cuando una célula B reconoce un patógeno, comienza a producir anticuerpos específicos para ese patógeno. Los científicos también producen anticuerpos en laboratorios para desarrollar tratamientos para infecciones y otras enfermedades como el cáncer.

Como se mencionó anteriormente, un método clásico para sintetizar anticuerpos ha sido mediante el uso de animales inoculados con patógenos específicos. Los anticuerpos se extraen del animal tras la inoculación. Sin embargo, la técnica preferida para producir anticuerpos humanos ahora se basa en el uso de fagos que se encuentran en las bacterias. Los fagos se refieren a virus que infectan bacterias al replicarse dentro de la célula huésped. Utilizando la tecnología del ADN recombinante, en la que la información genética de un anticuerpo específico se inyecta en el fago, se pueden producir anticuerpos capaces de reconocer patógenos específicos.

Resumen de la lección

Los anticuerpos, o inmunoglobulinas, son componentes del sistema inmunológico formados a partir de glicoproteínas o complejos de carbohidratos y proteínas. Los anticuerpos ayudan a impedir que los patógenos infecten al huésped de una de tres formas: opsonización, aglutinación y neutralización. Durante la opsonización, los anticuerpos se unen a los antígenos para formar un complejo antígeno-anticuerpo. La región Fc ubicada en el tallo del anticuerpo se une a otras células y proteínas para indicar la fagocitosis, en la que los patógenos son digeridos por fagocitos como macrófagos y neutrófilos. La opsonización utiliza anticuerpos para alterar la carga negativa del recubrimiento de la célula con el fin de aumentar su probabilidad de fagocitosis.

Con la aglutinación, los anticuerpos se unen a los patógenos y hacen que se agrupen. Esto reduce la cantidad de partículas infecciosas que circulan en el cuerpo y hace que los patógenos sean más susceptibles a la fagocitosis. La neutralización ocurre cuando los anticuerpos hacen que una toxina o un veneno sean inofensivos. Esto suele ocurrir bloqueando la actividad del patógeno dentro del cuerpo. La neutralización es particularmente útil para combatir infecciones y/o enfermedades causadas por virus, toxinas bacterianas y veneno.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador