Los anticuerpos, también llamados inmunoglobulinas, son glicoproteínas en forma de Y producidas por los linfocitos B que reconocen y neutralizan patógenos. Son las moléculas efectoras de la inmunidad humoral, uniéndose con alta especificidad a antígenos a través de sus regiones variables.
Estructura Básica
Todas las inmunoglobulinas comparten un marco estructural común que consiste en cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas pesadas idénticas y dos cadenas ligeras idénticas, unidas por puentes disulfuro e interacciones no covalentes. Cada cadena se pliega en dominios globulares llamados dominios de inmunoglobulina, que consisten en aproximadamente 110 aminoácidos dispuestos en un sándwich de dos hojas beta estabilizadas por un puente disulfuro conservado, un ejemplo clásico de estructura de proteínas.
El monómero en forma de Y tiene varias regiones. Los fragmentos Fab contienen los sitios de unión a antígenos, formando cada brazo de la Y un sitio de unión. El fragmento Fc media las funciones efectoras incluyendo la activación del complemento y la unión a receptores. La región bisagra proporciona flexibilidad entre las regiones Fab y Fc, permitiendo que los dos sitios de unión a antígenos se muevan independientemente.
Regiones Variables y Constantes
Las regiones N-terminales de las cadenas pesadas y ligeras son altamente variables entre diferentes moléculas de anticuerpo, formando las regiones variables que determinan la especificidad antigénica. Dentro de las regiones variables, tres bucles hipervariables llamados regiones determinantes de complementariedad crean la superficie de unión al antígeno. La diversidad de las secuencias CDR, generada por recombinación VDJ e hipermutación somática, permite al sistema inmunitario reconocer una vasta gama de antígenos potenciales.
Las regiones C-terminales son constantes dentro de cada clase de anticuerpo. La cadena ligera tiene un dominio constante, mientras que la cadena pesada tiene tres o cuatro dominios constantes dependiendo del isotipo. Las regiones constantes determinan la clase de anticuerpo y sus funciones efectoras.
Clases de Inmunoglobulinas
Los mamíferos tienen cinco clases de inmunoglobulinas. La IgG es la más abundante en suero, con cuatro subclases en humanos. Atraviesa la placenta, proporcionando inmunidad pasiva al feto, y es el principal anticuerpo producido durante las respuestas inmunitarias secundarias. La IgM es el primer anticuerpo producido durante una respuesta inmunitaria y existe como un pentámero de cinco unidades en forma de Y. Su gran tamaño la mantiene principalmente en el torrente sanguíneo, y es altamente efectiva para activar el complemento. La IgA es el principal anticuerpo en las secreciones mucosas, protegiendo los tractos respiratorio, digestivo y reproductivo. Existe como un dímero con una cadena J. La IgE se une a mastocitos y basófilos y media respuestas alérgicas y defensa contra parásitos. La IgD se encuentra principalmente en la superficie de los linfocitos B vírgenes, funcionando como un receptor de antígenos.
Unión al Antígeno
La unión al antígeno ocurre mediante complementariedad conformacional y química entre los bucles CDR y el epítopo antigénico. La interacción implica puentes de hidrógeno, interacciones iónicas, fuerzas de van der Waals e interacciones hidrofóbicas. A diferencia de las interacciones enzima-sustrato, la unión anticuerpo-antígeno es típicamente no covalente y reversible. La afinidad de unión se describe mediante la constante de disociación, teniendo los anticuerpos de alta afinidad valores de Kd en el rango nanomolar a picomolar.
Funciones Efetoras
La región Fc media varias funciones efectoras después de la unión al antígeno. La citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos ocurre cuando los receptores Fc en las células asesinas naturales reconocen IgG unida a células diana, desencadenando la liberación de gránulos citotóxicos. La activación del complemento comienza cuando la IgM o IgG se une al antígeno, exponiendo sitios de unión para C1q e iniciando la cascada del complemento clásica. La opsonización implica recubrir patógenos con IgG, mejorando la fagocitosis por macrófagos y neutrófilos que expresan receptores Fc gamma. En la inmunidad mucosal, el receptor de inmunoglobulina polimérica transporta IgA a través de las células epiteliales hacia las secreciones.
Anticuerpos Monoclonales
Los anticuerpos monoclonales son anticuerpos idénticos producidos por un solo clon de linfocito B. Se producen mediante tecnología de hibridoma, fusionando linfocitos B productores de anticuerpos con células de mieloma inmortalizadas. Los anticuerpos monoclonales han revolucionado el diagnóstico (incluyendo ELISA) y la terapia. Los anticuerpos monoclonales terapéuticos tratan el cáncer bloqueando receptores de factores de crecimiento, como el trastuzumab dirigido a HER2, o reclutando células inmunitarias mediante citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos. Otros anticuerpos terapéuticos bloquean citoquinas inflamatorias en enfermedades autoinmunes, como el adalimumab dirigido al factor de necrosis tumoral.
