Les interactions antigène-anticorps sont fondamentales pour la réponse immunitaire adaptative. La spécificité exquise de la liaison des anticorps permet au système immunitaire de reconnaître et d’éliminer les agents pathogènes et constitue la base d’un large éventail d’applications de diagnostic et de recherche.
Structure des anticorps
Les immunoglobulines (Ig) sont des glycoprotéines en forme de Y composées de quatre chaînes polypeptidiques : deux chaînes lourdes identiques (50 à 70 kDa) et deux chaînes légères identiques (25 kDa), maintenues ensemble par des liaisons disulfure. La région Fab (fragment antigène-binding) contient les domaines variables qui forment le site de liaison à l’antigène, avec des régions hypervariables (régions déterminant la complémentarité, CDR) déterminant la spécificité. La région Fc (fragment cristallisable) détermine la classe d’anticorps et assure la médiation des fonctions effectrices telles que l’opsonisation, l’activation du complément et la liaison aux récepteurs Fc des cellules immunitaires.
Classes d’anticorps
Il existe cinq classes d’anticorps. Les IgG sont les plus abondantes dans le sérum (75 %), sont monomères, traversent le placenta et fournissent la réponse immunitaire secondaire. L’IgM est pentamérique, le premier anticorps produit dans la réponse immunitaire primaire, et est très efficace pour l’activation du complément. Les IgA sont dimères dans les sécrétions (salive, larmes, muqueuse) et confèrent une immunité muqueuse, tout en étant monomères dans le sérum. Les IgE sont monomères et impliquées dans les réactions allergiques et la défense contre les parasites via la dégranulation des mastocytes. L’IgD est monomère et principalement exprimée sur les cellules B naïves en tant que récepteur de l’antigène.
Nature de la liaison à l’antigène
L’interaction entre un anticorps et son épitope correspondant est non covalente et implique des liaisons hydrogène, des interactions électrostatiques, des forces de Van der Waals et des effets hydrophobes. La liaison est hautement spécifique : chaque anticorps reconnaît un épitope unique (généralement 5 à 15 acides aminés ou 3 à 5 résidus sucre) sur l’antigène. L’affinité décrit la force de liaison entre un seul paratope et un épitope (Kd généralement de 10 ^ -7 à 10 ^ -11 M), tandis que l’avidité décrit la force de liaison globale d’un anticorps multimère (par exemple, l’IgM a une avidité élevée en raison de sa structure pentamérique).
Antigènes et épitopes
Un antigène est toute molécule capable de déclencher une réponse immunitaire, la plupart des antigènes étant des protéines ou des polysaccharides. Un épitope (déterminant antigénique) est la partie spécifique de l’antigène reconnue par un anticorps ou un récepteur de lymphocytes T. Les épitopes linéaires sont constitués de séquences d’acides aminés contiguës, tandis que les épitopes conformationnels dépendent du repliement tridimensionnel de la protéine.
Précipitation et agglutination
Lors de la précipitation, les antigènes et les anticorps solubles forment des complexes immuns visibles (formation de réseau) dans des rapports optimaux (zone d’équivalence), utilisés dans des techniques telles que la double diffusion d’Ouchterlony et l’immunoélectrophorèse. Lors de l’agglutination, les antigènes particulaires (cellules, bactéries, billes de latex) sont réticulés par des anticorps, formant des amas visibles, utilisés dans le groupage sanguin, le sérotypage bactérien (par exemple, Salmonella, E. coli) et les tests d’agglutination au latex.
Techniques d’immunoessai
ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) détecte les antigènes ou les anticorps à l’aide de réactifs marqués par des enzymes et de substrats chromogéniques. Le Western blot sépare les protéines par électrophorèse, les transfère sur une membrane et détecte des protéines spécifiques à l’aide d’anticorps marqués. L’immunohistochimie localise les antigènes dans des coupes de tissus à l’aide d’anticorps marqués par des enzymes ou des fluorophores. La cytométrie en flux utilise des anticorps marqués par fluorescence pour analyser et trier les cellules individuelles.
Applications cliniques
Les interactions antigène-anticorps permettent le diagnostic sérologique des maladies infectieuses (VIH, hépatite, maladie de Lyme) en détectant les anticorps spécifiques d’un pathogène. Ils sont utilisés pour la détection des autoanticorps dans les maladies auto-immunes (facteur rhumatoïde dans la PR, anticorps antinucléaires dans le LED), pour surveiller les réponses vaccinales en mesurant les titres d’anticorps contre les antigènes vaccinaux et pour développer des anticorps monoclonaux thérapeutiques pour le cancer, les maladies auto-immunes et les maladies infectieuses.
