Антигени - видове и свойства

Антигените са вещества, способни да стимулират имунен отговор, те могат да бъдат протеини или полизахариди. На повърхността на антигените се намират области, наречени антигенни детерминанти, които се свързват с рецепторните молекули на имунната система. Свързването на рецепторите на лимфоцитите с повърхностните молекули на антигените стимулира деленето на лимфоцитите и инициира имунен отговор - включително производството на антитела и активирането на цитотоксични клетки. Количеството на антитялото, образувано в отговор на стимулацията, зависи от вида и количеството на участващия антиген, пътя на влизане в тялото и индивидуалните характеристики на гостоприемника. Въпреки че всички антигени се разпознават от специфични лимфоцити или от антитела, само някои антигени са способни да активират лимфоцитите. Молекулите, които стимулират имунния отговор, се наричат имуногени. Епитопът е имунологично активна област на имуногена (антигена), който се свързва с антиген специфични мембранни рецептори на лимфоцитите или секреторните антитела. Той се нарича още антигенна детерминанта. Въз основа на способността на антигените да изпълняват своите функции, те се разделят на два вида-пълни антигени и непълни антигени (хаптени). Пълният антиген е способен да индуцира образуването на антитела и да произведе специфична и измерима реакция с антитялото. Хаптените са частици, които сами по себе си не могат да индуцират образуването на антитела, но могат да бъдат способни да индуцират антитела при комбиниране с по-големи молекули (обикновено протеини), които служат като носители. Хаптените могат да реагират специфично с индуцираните антитела. Тези антитела се произвеждат не само срещу хаптените, но и срещу протеиновите носители.

Видове антигени

Познати са две основни групи антигени: чужди антигени (екзогенни антигени или хетероантигени) и автоантигени (ендогенни антигвени, собствени антигени).

• Хетероантигени

Екзогенните антигени (хетероантигени) са тези антигени, които влизат в организма гостоприемника от външната среда. Те са основно замърсители, микроорганизми, полени, лекарства и др. Чуждите антигени са части или вещества, произведени от вируси или микроорганизми (като бактерии и протозои), както и някои протеини в храните и компоненти на серума и червените кръвни клетки от други индивиди.

• Ендогенни антигени

Тези типове антигени се намират в самия индивид. Ендогенните антигени отново се класифицират в три подкатегории, наречени:
Ксеноантигени - Ксеногенните антигени са тези групи чуждестранни продукти, които са свързани с тъканна трансплантация и серология.

Когато част от тъкан или присадка се трансплантира на индивид, тя може да се третира като чужд, тогава тези молекули се считат за ксеноантигени. Алоантигени - Алоантигените са антигени, открити в различни членове на същия вид (например антигени на червените кръвни клетки). Автоантигени - Автоантигени са собствени антигени, например ДНК, роговична тъкан и др.

Свойства на антигените

Антигените притежават свойствата чуждородност, специфичност, имуногенност и антигенност.

• Чуждородност - това антигенно свойство съществува поради факта, че антигените и хаптените са продукт на чужда за организма генетична информация.
• Специфичност - отнася се до специфичността на всяка антигенна молекула. Всеки антиген носи много епитопи. Всяка Y-образна молекула на антитялото притежава най-малко две свързващи места, които могат да се прикрепят към специфичен епитоп върху антигена. Антитялото може също така да се свързва с идентични епитопи от две различни клетки по едно и също време, което може да доведе до агрегация на съседни клетки. Антигените се комбинират с антитялото. Комбинацията много прилича на заключването и ключовата аналогия.
• Имуногенност - Имуногенността е способността на определено вещество, като например антиген или епитоп, да провокира имунен отговор. Съществува разлика между желана и нежелана имуногенност. Желаната имуногенност обикновено е свързана с ваксини, при които инжектирането на антиген (ваксината) провокира имунен отговор срещу патогена (вирус, бактерия) с цел защита на организма. Развитието на ваксината е сложен многостепенен процес, като имуногенността е в центъра на ефективността на ваксината. Нежеланата имуногенност е имунен отговор от организма срещу терапевтичен антиген (например рекомбинантен протеин или моноклонално антитяло). Тази реакция води до производство на анти-лекарствени антитела, които инактивират терапевтичните ефекти на лечението и в редки случаи предизвикват нежелани ефекти.
• Антигенност - антигенността характеризира силата на развилият се имунен отговор. В зависимост от своята антигенност антигените се разделят на силни и слаби. Дори малка доза от силния антиген ще предизвика синтез на голямо количество антитела. При въвеждането на слаби антигени предизвиканият имунен отговор е слаб дори при въвеждане на голямо количество.

В зависимост от начина, по който антигените реагират с имунната система се различават:

• Т-зависими антигени - Антигени, които изискват помощта на Т-клетките за да индуцират образуването на специфични антитела.
• Т-независими антигени - Антигени, които стимулират В-клетките директно.
• Имунодоминантни антигени - Антигени, които доминират в способността си да продуцира имунен отговор. Т-клетъчните отговори обикновено са насочени срещу относително малко имунодоминантни епитопи.
• Алерген - вещество, способно да причини алергична реакция.
• Суперантиген - клас антигени, които причиняват неспецифично активиране на Т-клетките, което води до активиране на поликлонални Т-клетки и масивно освобождаване на цитокини.

Видове антигенни детерминанти

Епитопите на протеиновите антигени се разделят на две категории въз основа на техните структури и взаимодействие с паратопа. Конформационните епитопи се състоят от аминокиселинни последователности на антигена. Тези епитопи взаимодействат с паратопа въз основа на третичната структура (цялостната форма) на антигена. Повечето епитопи са конформационни. Линейните епитопи взаимодействат с паратопа въз основа на тяхната първична структура (формата на компонентите на протеина). Линеен епитоп се образува от непрекъсната последователност от аминокиселини от антигена, която създава "линия" от видовете, които изграждат протеиновата структура. Антигенните детерминанти, разпознати от В-клетките и антителата, секретирани от В-клетките могат да бъдат или конформационни или линейни епитопи. Антигенните детерминанти, разпознати от Т-клетките обикновено са линейни епитопи. Т-клетките не разпознават полизахариди или антигени на нуклеинови киселини. Ето защо полизахаридите обикновено са Т-независими антигени, а протеините обикновено са Т-зависими антигени.

Пътища за обработка на антигените

За да се получи антиген представяща клетка (APC), която да представи антигена на наивна Т-клетка, тя трябва първо да бъде обработена, за да бъде разпознавана от Т-клетъчния рецептор. Това се случва във вътрешността на антиген-предтавящата клетка (АРС), която фагоцитира антигена и след това го усвоява чрез фрагментация (протеолиза) на антигенния протеин, асоцииране на фрагментите с МНС молекули и експресиране на пептид на клетъчната повърхност. Там те се разпознават от Т-клетъчния рецептор. Пътят водещ до асоциирането на протеинови фрагменти с МНС молекулите обаче, се различава между MHC клас I и клас II, които са представени съответно на цитотоксични или хелперни Т-клетки. Има два различни начина на обработка на антигените:

• Ендогенната пътека се появява, когато молекулите на МНС клас I съдържат антигени, получени от вътреклетъчни (ендогенни) протеини в цитоплазмата, като например протеините, продуцирани в клетки, инфектирани с вируси. Като цяло, протеозомите се използват за разграждане на вирусните протеини и комбинирането им с МНС1.
• Екзогенният път се среща, когато молекулите на МНС клас II представят фрагменти, получени от екстрацелуларни (екзогенни) протеини, които се намират в клетката. Първо, патогени са фагоцитизирани, след това ендозомите в клетките разграждат антигените с протеази, които след това се комбинират с МНС II.