Interaksi antigen-antibodi merupakan hal mendasar dalam respon imun adaptif. Kekhususan pengikatan antibodi yang luar biasa memungkinkan sistem kekebalan mengenali dan menghilangkan patogen, dan memberikan dasar untuk berbagai aplikasi diagnostik dan penelitian.
Struktur Antibodi
Imunoglobulin (Ig) adalah glikoprotein berbentuk Y yang terdiri dari empat rantai polipeptida: dua rantai berat identik (50-70 kDa) dan dua rantai ringan identik (25 kDa), disatukan oleh ikatan disulfida. Wilayah Fab (pengikatan antigen fragmen) berisi domain variabel yang membentuk situs pengikatan antigen, dengan wilayah hipervariabel (wilayah penentu komplementer, CDR) yang menentukan spesifisitas. Wilayah Fc (fragment crystallizable) menentukan kelas antibodi dan memediasi fungsi efektor seperti opsonisasi, aktivasi komplemen, dan pengikatan reseptor Fc pada sel imun.
Kelas Antibodi
Ada lima kelas antibodi. IgG paling banyak terdapat dalam serum (75%), bersifat monomer, melintasi plasenta, dan memberikan respon imun sekunder. IgM bersifat pentamerik, antibodi pertama yang diproduksi dalam respon imun primer, dan sangat efisien dalam aktivasi komplemen. IgA bersifat dimerik dalam sekresi (air liur, air mata, mukosa) dan memberikan kekebalan mukosa, sekaligus bersifat monomerik dalam serum. IgE bersifat monomer dan terlibat dalam reaksi alergi dan pertahanan melawan parasit melalui degranulasi sel mast. IgD bersifat monomer dan terutama diekspresikan pada sel B naif sebagai reseptor antigen.
Sifat Pengikatan Antigen
Interaksi antara antibodi dan epitop terkaitnya bersifat non-kovalen, melibatkan ikatan hidrogen, interaksi elektrostatik, gaya van der Waals, dan efek hidrofobik. Pengikatan sangat spesifik: setiap antibodi mengenali epitop unik (biasanya 5-15 asam amino atau 3-5 residu gula) pada antigen. Afinitas menggambarkan kekuatan pengikatan antara satu paratope dan epitop (Kd biasanya 10^-7 hingga 10^-11 M), sedangkan aviditas menggambarkan kekuatan pengikatan keseluruhan antibodi multimerik (misalnya, IgM memiliki aviditas tinggi karena struktur pentameriknya).
Antigen dan Epitop
Antigen adalah molekul apa pun yang dapat menimbulkan respons imun, dengan sebagian besar antigen berupa protein atau polisakarida. Epitop (penentu antigenik) adalah bagian spesifik dari antigen yang dikenali oleh antibodi atau reseptor sel T. Epitop linier terdiri dari rangkaian asam amino yang berdekatan, sedangkan epitop konformasi bergantung pada lipatan tiga dimensi protein.
Curah Hujan dan Aglutinasi
Dalam presipitasi, antigen dan antibodi terlarut membentuk kompleks imun yang terlihat (pembentukan kisi) pada rasio optimal (zona ekivalen), digunakan dalam teknik seperti difusi ganda Ouchterlony dan imunoelektroforesis. Dalam aglutinasi, antigen partikulat (sel, bakteri, manik-manik lateks) dihubungkan silang oleh antibodi, membentuk gumpalan yang terlihat, digunakan dalam golongan darah, serotipe bakteri (misalnya Salmonella, E. coli), dan tes aglutinasi lateks.
Teknik Immunoassay
ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) mendeteksi antigen atau antibodi menggunakan reagen berlabel enzim dan substrat kromogenik. Western blotting memisahkan protein melalui elektroforesis, memindahkannya ke membran, dan mendeteksi protein tertentu menggunakan antibodi berlabel. Imunohistokimia melokalisasi antigen di bagian jaringan menggunakan antibodi berlabel enzim atau fluorofor. Flow cytometry menggunakan antibodi berlabel fluoresensi untuk menganalisis dan menyortir sel individual.
Aplikasi Klinis
Interaksi antigen-antibodi memungkinkan diagnosis serologis penyakit menular (HIV, hepatitis, penyakit Lyme) dengan mendeteksi antibodi spesifik patogen. Mereka digunakan untuk deteksi autoantibodi pada gangguan autoimun (faktor reumatoid pada RA, antibodi anti-nuklir pada SLE), memantau respons vaksin dengan mengukur titer antibodi terhadap antigen vaksin, dan mengembangkan antibodi monoklonal terapeutik untuk kanker, penyakit autoimun, dan penyakit menular.
