Imunoglobulíny (protilátky) sú najdôležitejšie proteíny v špecifickej imunitnej odpovedi a ich úlohou je okrem iného chrániť telo pred hrozbami. z mikroorganizmov. Nedostatok alebo nadbytok protilátok môže byť znakom rôznych patológií, preto je ich stanovenie v krvi dôležitým prvkom v diagnostike mnohých chorôb. Navyše pokrok biomedicínskych vied umožnil použitie syntetických protilátok pri liečbe niektorých chorôb.

Imunoglobulíny , tiež známe akoprotilátky , alebo gamaglobulíny, sú imunitné proteíny produkované bunkami imunitného systému – plazmatickými bunkami, ktoré sú typom B lymfocytov.

Protilátky sú prítomné v telesných tekutinách všetkých stavovcov a vznikajú kontaktom s chemickými časticami (antigénmi), napríklad baktériami, vírusmi, a v niektorých prípadoch dokonca aj kontaktom s vašimi vlastnými tkanivami (tzv. autoantigény).

Protilátky sú súčasťou humorálnej imunitnej odpovede a pôsobia veľmi špecificky, keďže sú vždy namierené proti špecifickému antigénu.

Názov „humorálny“ pochádza z humorálnej teórie, ktorá bola bežná v medicíne v staroveku a predpokladala prítomnosť telesných tekutín (humorov) v ľudskom tele. Hoci bola táto teória už dávno vyvrátená, niektoré jej formulácie sa stále používajú v lekárskej terminológii.

Humorálna imunitná odpoveď pozostáva z B lymfocytov (vrátane plazmatických buniek) a protilátok, ktoré produkujú. Humorálny výraz poukazuje na skutočnosť, že prvky imunitného systému, ktoré ho zahŕňajú, sa nachádzajú v telesných tekutinách (humoroch), ako je lymfa alebo plazma.

Imunoglobulíny (protilátky) - typy a štruktúry

Protilátky majú tvar písmena „Y“ a skladajú sa z dvoch párov proteínových reťazcov – ľahkého a ťažkého, ktoré sú navzájom spojené disulfidovými väzbami. Na základe rozdielov v štruktúre ťažkých reťazcov bolo rozlíšených niekoľko tried (typov) protilátok:

  • imunoglobulín typu A (IgA) - (alfa ťažký reťazec) je protilátka, ktorá sa vylučuje hlavne cez sliznice, napr. črevá, dýchacie cesty a sekréty napr. sliny, čím zabezpečuje lokálnu humorálnu imunitu
  • imunoglobulín typu D (IgD) - (delta ťažkého reťazca) je najmenej známa protilátka a tvorí až 1 percento.všetky protilátky v krvi
  • imunoglobulínu typu E (IgE) - (epsilon ťažký reťazec) je len 0,002 percenta. všetkých protilátok v krvi a má jedinečnú vlastnosť aktivovať žírne bunky a bazofily, čo okrem iného vedie k ich uvoľneniu. histamíny
  • imunoglobulíny typu G (IgG) - (gama ťažký reťazec) sú najpočetnejšie (80% všetkých protilátok) a najperzistentnejšie protilátky v tele, pretože môžu zostať v krvi aj niekoľko desaťročí po kontakte s antigénom
  • imunoglobulíny typu M (IgM) - (mi ťažký reťazec) vznikajú ako prvé v priebehu imunitnej odpovede, sú menej perzistentné a postupne sú nahrádzané IgG protilátkami

Väčšina protilátok (IgG, IgD, IgE) existuje ako jedna molekula "Y" (monomér). Výnimkou je protilátka IgA, ktorá je v dvojitej forme (dimér) a protilátka IgM, ktorá tvorí tvar tzv. snehová vločka (pentamér).

Protilátky v oblasti ľahkého a ťažkého reťazca majú variabilnú oblasť, čo je špecifická aminokyselinová sekvencia, ktorá sa takmer dokonale zhoduje so sekvenciou na antigéne. Táto oblasť sa nazýva paratop a je zodpovedná za špecifickú antigén viažucu špecificitu každej protilátky.

Následne každá protilátka pasuje na antigén ako kľúč a zámok a vzájomným spojením tvoria tzv. imunitný komplex. Malo by sa však pamätať na to, že protilátky napriek tomu vykazujú flexibilitu pri naviazaní na rôzne antigény, čo znamená, že môžu byť spojené s rôznymi antigénmi, čo môže viesť ku krížovým reakciám. Tento jav sa veľmi často vyskytuje pri alergiách.

  • KRÍŽOVÁ ALERGIA - príznaky. Tabuľka krížových alergénov

Imunoglobulíny (protilátky) - úloha v tele

Úlohou všetkých protilátok v tele je podieľať sa na imunitných odpovediach. Protilátky sú schopné vytvárať imunitné komplexy s molekulami antigénu a aktivovať komplementový systém a zápal. Toto má neutralizovať antigén a bezpečne ho odstrániť z tela.

Vďaka svojim rôznorodým biochemickým vlastnostiam môžu rôzne triedy protilátok vykonávať špecializované funkcie:

  • neutralizovať parazity (IgE)
  • neutralizuje mikroorganizmy (IgM, IgG)
  • chrániť pred ochorením, napr. mumpsom (IgG)
  • chráňte sliznice pred mikroorganizmami a alergénmi (IgA)
  • podieľať sa na dozrievaní a vývoji lymfocytov (IgD)
  • dodáva imunitu plodu (IgG) a novorodencovi (IgA)

Imunoglobulíny(protilátky) - imunitná pamäť

V imunitnej odpovedi existuje primárna a sekundárna odpoveď.Primárna imunitná odpoveďsa vyvinie pri prvom kontakte s antigénom, potom telo produkuje najmä IgM protilátky, ktoré sú postupne nahrádzané špecifickejšími a perzistentnejšími IgG protilátkami a sekundárna imunologická odpoveďvzniká pri opakovanom kontakte s rovnakým antigénom. Je intenzívnejšia ako primárna odpoveď a koncentrácia protilátky dosahuje vyššie hladiny ako pri primárnej odpovedi. imunitnú pamäť a prítomnosť pamäťových B lymfocytov. Takéto bunky žijú v tele roky a keď sa opäť dostanú do kontaktu s antigénom, začnú sa veľmi intenzívne deliť a produkovať špecifické protilátky.

Imunoglobulíny (protilátky) - antigénna variabilita protilátok

Jedným z najfascinujúcejších fenoménov v oblasti protilátok je proces ich tvorby a obrovská rozmanitosť, ktorú dokážu dosiahnuť, keďže počet kombinácií protilátok sa odhaduje až na bilión. Tajomstvo spočíva v štruktúre génov kódujúcich protilátky a procesoch rekombinácie génov protilátok a ich hypermutácii.

Tieto procesy možno označiť ako riadené zavádzanie mutácií do genómu za účelom pokusu a omylu zhody vhodných protilátok. Aj keď to neznie príliš komplikovane, v skutočnosti ide o veľmi zložitý proces, ktorý si vyžaduje extrémnu presnosť a v prípade chýb môže viesť až k vzniku novotvarov.

Imunoglobulíny (protilátky) - vakcíny

Protilátky hrajú kľúčovú úlohu pri rozvoji imunity po očkovaní. Keď sa bunky imunitného systému dostanú do kontaktu s antigénom obsiahnutým vo vakcíne, produkujú protilátky.

Po prvé, menej perzistentné a špecifické IgM, potom perzistentné a perzistentné roky v krvi IgG. Napríklad počas očkovania proti vírusu hepatitídy B (HBV) sa podávajú tri dávky vakcíny v intervaloch na vyvolanie trvalej imunity. Meradlom účinnosti takéhoto očkovania je meranie hladiny IgG protilátok proti vírusovým antigénom v krvi

  • Antigény a protilátky hepatitídy B
  • Antineurónové protilátky – čo sú to? Aké choroby naznačujú?
  • Anti-TPO protilátky – normálne. Ako interpretovať výsledky testu?
  • TRAb Anti-thyroidné protilátky – štandardy a výsledky testov
  • Anti-TG antityroidné protilátky

Imunoglobulíny (protilátky) - sérologický konflikt

Jedným z najdôležitejších testov u tehotných žien je hodnotenie prítomnosti a sledovanie protilátok proti antigénom červených krviniek plodu. V sérologickom konflikte môžu takéto protilátky preniknúť cez placentu k plodu a zničiť jeho červené krvinky, čo spôsobí hemolytické ochorenie. Stáva sa to, keď má matka krvnú skupinu Rh (-) a plod je Rh (+).

Imunoglobulíny (protilátky) - testy

Protilátky tvoria 12-18% sérových bielkovín. Na posúdenie množstva jednotlivých proteínových frakcií vrátane protilátok sa robí proteinogram. Tento test je založený na elektroforéze sérových proteínov, t.j. ich separácii v elektrickom poli.

Testovanie protilátok sa vykonáva z venóznej krvi (IgM, IgG, IgE, IgA) alebo slín a stolice (IgA). Vo vybraných klinických situáciách je možné vykonať vyšetrenie iného materiálu, napr. cerebrospinálneho moku.

Celkové koncentrácie IgG, IgM, IgA a ľahkého reťazca protilátok sa bežne stanovujú imunonefelometrickými a imunoturbidimetrickými metódami. Naopak, celková koncentrácia IgE protilátok sa najčastejšie testuje pomocou imunochemiluminiscenčných metód

Imunoturbidimetrické a imunonefelometrické metódy využívajú schopnosť zakaliť roztoky a rozptyľovať svetlo tvorbou komplexov antigén-protilátka. Imunonefelometrická metóda meria intenzitu svetla rozptýleného testovacím roztokom a imunoturbidimetrická metóda meria intenzitu svetla prechádzajúceho testovacím roztokom. Tieto metódy sa používajú okrem iného. na určenie celkovej koncentrácie rôznych tried protilátok.

Patologické formy protilátok možno označiť aj v laboratóriu. Príkladom je monoklonálna protilátka (M proteín), čo je neúplná protilátka (napr. chýba jej fragment ťažkého alebo ľahkého reťazca) nachádzajúca sa v monoklonálnych gamapatiách alebo lymfómoch. Ďalším príkladom je proteín Bence-Jones nachádzajúci sa v moči ľudí s mnohopočetným myelómom.

Stojí za to vedieť

Imunoglobulíny (protilátky) - normy

Normy pre celkové hladiny protilátok v krvi sú závislé od veku a pre dospelých sú:

  • IgG - 6,62-15,8 g / l
  • IgM - 0,53-3,44 g / l
  • IgA - 0,52-3,44 g / l
  • IgE – do 0,0003 g / l
  • IgD – do 0,03 g / l

Imunoglobulíny (protilátky) - výsledky a ich interpretácia

Mnohé klinické situácie môžu viesť k zvýšeniu hladín protilátok (hypergamaglobulinémia) alebo zníženiu protilátok (hypogamaglobulinémia).

Zvýšiť alebo znížiťmôže sa vzťahovať na celkové množstvo protilátok, ako aj len na vybrané triedy. Klinický význam má aj stanovenie prítomnosti špecifických protilátok namierených proti špecifickým mikroorganizmom alebo vlastným tkanivám

Imunoglobulín (protilátky) - čo znamená zvýšená hladina protilátok?

Polyklonálna hypergamaglobulinémia je výsledkom nadprodukcie mnohých tried protilátok rôznymi plazmatickými bunkami a môže byť výsledkom:

  • akútny a chronický zápal
  • parazitárne, bakteriálne, vírusové alebo plesňové ochorenia
  • autoimunitné ochorenia
  • cirhóza pečene
  • sarkoidóza
  • AIDS

Imunoglobulín (protilátky) - čo znamená nízku hladinu protilátok?

Monoklonálna hypergamaglobulinémia je výsledkom nadmernej produkcie protilátok jedným klonom rakovinovej bunky a môže byť výsledkom:

  • mnohopočetný myelóm
  • Neznáma príčina Gammapatii (MGUS)
  • lymfóm
  • Walderströmova makroglobulinémia

Hypogamaglobulinémia môže byť spôsobená:

  • geneticky dedičné imunodeficiencie, napr. závažná kombinovaná imunodeficiencia (SCID)
  • lieky, napr. antimalariká, cytostatiká, glukokortikosteroidy
  • podvýživa
  • infekcie, napr. HIV, EBV
  • rakovina, napr. leukémie, lymfómy
  • nefrotický syndróm
  • rozsiahle popáleniny
  • ťažká hnačka

Imunoglobulíny (protilátky) - používané v laboratórnej diagnostike

Protilátky (hlavne IgG) sa bežne používajú v laboratórnom výskume. Takéto protilátky sa získavajú v laboratórnych podmienkach a nazývajú sa monoklonálne protilátky. Pochádzajú z jediného bunkového klonu a sú namierené proti špecifickému antigénu.

Primárna metóda produkcie monoklonálnych protilátok využíva laboratórne myši a bunkové kultúry. Ide o kombináciu dvoch typov buniek: rakovinových buniek (myelóm) a B lymfocytov, ktoré produkujú špecifické protilátky.

Potom môžu byť monoklonálne protilátky modifikované pripojením enzýmov, rádioizotopov a fluorescenčných farbív na ne. Protilátkové metódy využívajú schopnosť špecificky sa viazať na antigén.

  • ELISA metóda

ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) je jednou z najčastejšie používaných metód v diagnostickom a vedeckom výskume. Metóda ELISA využíva monoklonálne protilátky, ktoré sú naviazané na enzým. Pre ňuPomocou je možné kvantifikovať rôzne antigény v biologickom materiáli. Výhodou metódy ELISA je jej jednoduchosť a vysoká citlivosť. Metóda ELISA sa vykonáva pomocou špeciálnych plastových doštičiek s jamkami naplnenými napr. boréliovými antigénmi a špecifickými monoklonálnymi protilátkami, ktoré sú určené na detekciu protilátok vo vzorke pacienta.

  • metóda RIA

Metóda rádioimunoanalýzy (RIA) spočíva v detekcii antigénov pomocou protilátok značených rádioaktívnymi izotopmi, napr. uhlíkom 14C. Z dôvodu bezpečnosti práce s rádioaktívnymi látkami sa však častejšie používa metóda ELISA

  • metóda Westernblot

Metóda Westernblot spočíva v oddelení testovaného antigénu v elektrickom poli a jeho prenose na špeciálnu membránu. Špecifické protilátky značené farbivom alebo enzýmom sa potom aplikujú na antigénnu membránu. Metóda Westernblot umožňuje veľmi špecifickú detekciu antigénov, preto sa používa v testoch, ktoré potvrdzujú nepresvedčivé výsledky, napríklad pri sérologickej diagnostike lymskej boreliózy.

  • Prietoková cytometria

Metóda spočíva v detekcii špecifických markerov na povrchu buniek (imunofenotypizácia). V cytometrii sa používajú fluorescenčne značené monoklonálne protilátky špecifické pre konkrétny povrchový marker na bunke. Označené bunky sa potom detegujú detektorom. Prietoková cytometria sa používa napríklad v teste CD57.

  • Imunohistochémia

Vďaka imunohistochemickým metódam je možné pomocou značených protilátok detegovať antigény v tkanivových fragmentoch, ktoré sú následne pozorované pod mikroskopom

  • Protein microarray

Protein microarray je moderná metóda, ktorej princíp je podobný metóde ELISA. Vďaka miniaturizácii a možnosti jednorazovej detekcie až niekoľkých stoviek rôznych proteínov našiel uplatnenie vo vedeckom výskume a alergológii

Imunoglobulíny (protilátky) - použitie v terapii

Monoklonálne protilátky možno použiť aj pri liečbe určitých ochorení. Prvýkrát boli použité v roku 1981 pri liečbe lymfómu. Monoklonálne protilátky sa používajú v:

  • zabíjanie nádorových buniek, napr. Ofatumumab (IgG proti markeru CD20)
  • inhibícia vybraných buniek imunitného systému pri transplantácii, napr. Muronomab (IgG proti CD3 markeru)
  • inhibícia imunitných reakcií pri autoimunitných ochoreniach, napr. adalimumab (IgG proti nekrotickému faktorurakovina alfa)

Bibliografia:

  1. Pietrucha B. Vybrané problémy z klinickej imunológie - protilátkové deficity a bunkové deficity (I. časť) Pediatr Pol, 2011, 86 (5), 548-558
  2. Paul W.E. Fundamentálna imunológia, Philadelphia: Wolters Kluwer / Lippincott Williams & Wilkin 2008, 6. vydanie.
  3. Laboratórna diagnostika s prvkami klinickej biochémie, učebnica pre študentov medicíny, ktorú vydali Dembińska-Kieć A. a Naskalski J.W., Elsevier Urban & Partner Wydawnictwo Wrocław 2009, 3. vydanie
  4. Vnútorné choroby, edited by Szczeklik A., Medycyna Praktyczna Kraków 2010
O autoroviKarolina Karabin, MD, PhD, molekulárna biologička, laboratórna diagnostika, Cambridge Diagnostics PolskaPovolaním biológ so špecializáciou na mikrobiológiu a laboratórny diagnostik s viac ako 10-ročnou praxou v laboratórnych prácach. Absolvent Vysokej školy molekulárnej medicíny a člen Poľskej spoločnosti humánnej genetiky Vedúci výskumných grantov v Laboratóriu molekulárnej diagnostiky na Katedre hematológie, onkológie a vnútorných chorôb Lekárskej univerzity vo Varšave. Titul doktora lekárskych vied v odbore lekárska biológia obhájila na 1. lekárskej fakulte Lekárskej univerzity vo Varšave. Autor mnohých vedeckých a populárno-náučných prác z oblasti laboratórnej diagnostiky, molekulárnej biológie a výživy. Denne ako špecialista v oblasti laboratórnej diagnostiky vedie obsahové oddelenie v Cambridge Diagnostics Polska a spolupracuje s tímom nutričných špecialistov na CD Dietary Clinic. Svoje praktické poznatky z diagnostiky a diétnej terapie chorôb zdieľa s odborníkmi na konferenciách, školeniach, v časopisoch a na webových stránkach. Zaujíma ju najmä vplyv moderného životného štýlu na molekulárne procesy v tele.

Kategórie:

Imunitný systém