Las interacciones antígeno-anticuerpo son fundamentales para la respuesta inmune adaptativa. La exquisita especificidad de la unión de anticuerpos permite que el sistema inmunológico reconozca y elimine patógenos y proporciona la base para una amplia gama de aplicaciones de diagnóstico e investigación.
Estructura del anticuerpo
Las inmunoglobulinas (Ig) son glicoproteínas en forma de Y compuestas por cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas pesadas idénticas (50-70 kDa) y dos cadenas ligeras idénticas (25 kDa), unidas por enlaces disulfuro. La región Fab (unión al antígeno del fragmento) contiene los dominios variables que forman el sitio de unión al antígeno, con regiones hipervariables (regiones determinantes de la complementariedad, CDR) que determinan la especificidad. La región Fc (fragmento cristalizable) determina la clase de anticuerpo y media en funciones efectoras como la opsonización, la activación del complemento y la unión a receptores Fc en las células inmunitarias.
Clases de anticuerpos
Hay cinco clases de anticuerpos. La IgG es la más abundante en el suero (75%), es monomérica, atraviesa la placenta y proporciona la respuesta inmune secundaria. La IgM es pentamérica, el primer anticuerpo producido en la respuesta inmune primaria y es muy eficaz en la activación del complemento. La IgA es dimérica en las secreciones (saliva, lágrimas, mucosas) y proporciona inmunidad a las mucosas, mientras que es monomérica en el suero. La IgE es monomérica y participa en reacciones alérgicas y defensa contra parásitos mediante la desgranulación de los mastocitos. La IgD es monomérica y se expresa principalmente en células B vírgenes como receptor de antígeno.
Naturaleza de la unión al antígeno
La interacción entre un anticuerpo y su epítopo correspondiente es no covalente e implica enlaces de hidrógeno, interacciones electrostáticas, fuerzas de van der Waals y efectos hidrofóbicos. La unión es muy específica: cada anticuerpo reconoce un epítopo único (normalmente de 5 a 15 aminoácidos o de 3 a 5 residuos de azúcar) en el antígeno. La afinidad describe la fuerza de unión entre un solo paratopo y un epítopo (Kd típicamente de 10^-7 a 10^-11 M), mientras que la avidez describe la fuerza de unión general de un anticuerpo multimérico (p. ej., la IgM tiene una alta avidez debido a su estructura pentamérica).
Antígenos y epítopos
Un antígeno es cualquier molécula que puede provocar una respuesta inmune; la mayoría de los antígenos son proteínas o polisacáridos. Un epítopo (determinante antigénico) es la porción específica del antígeno reconocida por un anticuerpo o receptor de células T. Los epítopos lineales consisten en secuencias de aminoácidos contiguas, mientras que los epítopos conformacionales dependen del plegamiento tridimensional de la proteína.
Precipitación y Aglutinación
En la precipitación, los antígenos y anticuerpos solubles forman complejos inmunes visibles (formación de red) en proporciones óptimas (zona de equivalencia), utilizados en técnicas como la doble difusión de Ouchterlony y la inmunoelectroforesis. En la aglutinación, los antígenos particulados (células, bacterias, perlas de látex) se entrecruzan mediante anticuerpos, formando grumos visibles, que se utilizan en la tipificación sanguínea, el serotipo bacteriano (p. ej., Salmonella, E. coli) y las pruebas de aglutinación de látex.
Técnicas de inmunoensayo
ELISA (ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas) detecta antígenos o anticuerpos utilizando reactivos marcados con enzimas y sustratos cromogénicos. La transferencia Western separa proteínas mediante electroforesis, las transfiere a una membrana y detecta proteínas específicas mediante anticuerpos marcados. La inmunohistoquímica localiza antígenos en secciones de tejido utilizando anticuerpos marcados con enzimas o fluoróforos. La citometría de flujo utiliza anticuerpos marcados con fluorescencia para analizar y clasificar células individuales.
Aplicaciones clínicas
Las interacciones antígeno-anticuerpo permiten el diagnóstico serológico de enfermedades infecciosas (VIH, hepatitis, enfermedad de Lyme) mediante la detección de anticuerpos específicos de patógenos. Se utilizan para la detección de autoanticuerpos en trastornos autoinmunes (factor reumatoide en la AR, anticuerpos antinucleares en el LES), el seguimiento de las respuestas a las vacunas midiendo los títulos de anticuerpos contra los antígenos de las vacunas y el desarrollo de anticuerpos monoclonales terapéuticos para el cáncer, las enfermedades autoinmunes y las enfermedades infecciosas.
