Imunoglobulina

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
(Redirecionado de Gamaglobulina)
Ir para: navegação, pesquisa
Molécula de imunoglobulina tipicamente com a sua forma em Y. Em azul observam-se as cadeias pesadas com quatro domínios Ig, enquanto que em verde mostram-se as correntes ligeiras. Entre o pé do Y (fracção constante, Fc) e os braços (Fab) existe uma parte mais fina conhecida como "região bisagra".

Os anticorpos (também conhecidos como imunoglobulinas, abreviado Ig) são glicoproteínas do tipo gamaglobulina, a fracção de globulinas mais abundante no plasma sanguíneo. Podem encontrar-se em forma solúvel no sangue ou noutros fluídos corporais dos vertebrados, ou podem estar inseridos na membrana plasmática, onde actuam como receptores nos linfócitos B e são empregues pelo sistema imunitário para identificar e neutralizar elementos estranhos tais como bactérias, vírus, parasitas etc.[1] Em geral, considera-se que tanto anticorpo como imunoglobulina são termos equivalentes, sendo que o primeiro termo faz referência à função, enquanto que o segundo alude à estrutura. O termo gamaglobulina refere-se às propriedades electroforéticas das imunoglobulinas solúveis no soro sanguíneo, se bem que algumas imunoglobulinas migram com as fracções alfa, beta e inclusive com a albumina.

Um anticorpo é tipicamente constituído por unidades estruturais básicas, cada uma das quais com duas grandes cadeias pesadas e duas cadeias leves de menor peso molecular. A molécula de anticorpo tem forma de Y; as extremidades dos braços do Y são o fragmento Fab por onde se ligam ao antígeno; o pé do Y é o fragmento Fc. As moléculas dos anticorpos podem aparecer em separado, como monómeros, ou associarem-se entre si formando dímeros com duas unidades ou pentámeros com cinco unidades. Os anticorpos são sintetizados por um tipo de leucócito denominado linfócito B ou célula B. Existem diferentes tipos de anticorpos, chamados isótipos, diferenciados pela forma da cadeia pesada que apresentem.São conhecidas cinco classes de isótipos em mamíferos que desempenham funções diferentes, contribuíndo para dirigir a resposta imunitária conforme cada tipo de corpo estranho que encontram, que são: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM.[2]

Embora a estrutura geral de todos os anticorpos seja muito semelhante, uma pequena região do ápice da proteína é extremamente variável, o qual permite a existência de milhões de anticorpos, cada um com uma extremidade ligeiramente diferente. Esta parte da proteína é conhecida como região hipervariável e dá lugar a milhões de anticorpos diferentes. Cada uma destas variantes pode ligar-se a um "alvo" diferente, que é o antígeno[3] Esta enorme diversidade de anticorpos permite ao sistema imunitário reconhecer uma diversidade igualmente elevada de antígenos. O anticorpo não reconhece o antígeno na sua globalidade, mas apenas reconhece certas partes dele. Essa parte do antígeno reconhecida pelo anticorpo denomina-se epítopo. Um antígeno pode ter múltiplos epítopos na sua superfície. Estes epítopos unem-se ao seu anticorpo numa interacção altamente específica que se denomina adaptação induzida, que permite aos anticorpos identificar e unir-se apenas ao seu único antígeno no meio dos milhões de moléculas diferentes que compõem um organismo.

O reconhecimento dum antígeno por um anticorpo deixa o antígeno marcado para ser atacado por outros componentes do sistema imunitário. Os anticorpos também podem neutralizar os seus objectivos directamente, mediante, por exemplo, a ligação a uma porção dum patógeno necessária para que este provoque uma infecção.

A extensa população de anticorpos e a sua diversidade é gerada por combinações ao acaso de um jogo de segmentos genéticos que codificam diferentes lugares de ligação ao antígeno (ou parátopos), que posteriormente, durante o desenvolvimento do linfócito, sofrem mutações aleatórias nesta zona do gene do anticorpo, o qual origina uma diversidade ainda maior.[2][4] Os genes dos anticorpos também se reorganizam num processo conhecido como mudança de classe das imunoglobulinas que troca a cadeia pesada por outra, criando um isótipo de anticorpo diferente mantendo, contudo, a região variável específica para o antígeno alvo. Isto possibilita que um só anticorpo possa ser usado pelas diferentes partes do sistema imunitário. A produção de anticorpos é a função principal do sistema imunitário humoral.[5]

A escultura Anjo do oeste (Angel of the West) (2008) de Julian Voss-Andreae basea-se na estrutura do anticorpo publicada por E. Padlan.[6] Desenhada para o campus Flórida do Instituto de Investigação Scripps,[7] o anticorpo está situado dentro dum anel que faz lembrar o Homem vitruviano de Leonardo da Vinci, destacando assim as dimensões similares do anticorpo e do corpo humano.[8]

História[editar | editar código-fonte]

Em 1890 foi quando se começou o estudo dos anticorpos, quando Emil Adolf von Behring e Shibasaburo Kitasato descreveram a actividade dos anticorpos contra as toxinas da difteria e do tétano. Behring e Kitasato propuseram a teoria da imunidade humoral, que estabelecia a existência dum mediador no soro sanguíneo que poderia reagir com um antígeno estranho, dando-lhe o nome de anticorpo.[9][10] A sua ideia fez com que, em 1897, Paul Ehrlich proposesse a teoria da cadeia lateral sobre a interacção entre antígeno e anticorpo e elaborasse a hipótese de que existiam receptores (descritos como "correntes laterais") na superfície das células que se poderiam unir especificamente a toxinas — numa interacção de tipo chave e fechadura— e que esta reacção de acoplamento era a causa da produção de anticorpos.[11]

Em 1904, seguindo a ideia de outros investigadores de que os anticorpos se encontravam livres no sangue, Almroth Wright sugeriu que os anticorpos solúveis recubriam as bactérias para assinalá-las para a sua fagocitose e destruição num processo denominado opsonização.[12]

Michael Heidelberger

Na década de 1920, Michael Heidelberger e Oswald Avery descobriram a natureza dos anticorpos  postulados ao observar que os antígenos podiam ser precipitados por eles e demonstrando que estes eram um tipo de proteínas.[13]

Universidade Rockefeller (antigo Instituto), onde se desenvolveram boa parte dos avanços no estudo dos anticorpos.

Em finais da década de 1930 John Marrack examinou as propriedades bioquímicas das uniões antígeno-anticorpo.[14] Logo, na década de 1940 teve lugar o próximo passo de maior importância, quando Linus Pauling confirmou a teoria da chave e a fechadura proposta por Ehrlich mostrando que as interacções entre anticorpos e antígenos dependiam mais da sua forma do que da sua composição química.[15] Em 1948, Astrid Fagreaus descobriu que os linfócitos B transformados em células plasmáticas eram responsáveis pela produção de anticorpos.[16]

Os trabalhos  de investigação que se seguiram concentraram-se na caracterização da estrutura molecular dos anticorpos:

Formas de anticorpos[editar | editar código-fonte]

Diagrama de fitas da estrutura molecular duma imunoglobulina A, um tipo de Ig segregável.

Os linfócitos B activados diferenciam-se em células plasmáticas, cuja função é a produção de anticorpos solúveis ou ainda em linfócitos B de memória, que sobrevivem no organismo durante os anos seguintes para possibilitar que o sistema imunitário se lembre do antígeno e responda mais rápido a futuras exposições ao agente imunógeno.[25] Os anticorpos são, portanto, um produto essencial do sistema imunitário adaptativo que aprendem e lembram-se das respostas a patógenos invasores. Os anticorpos encontram-se em duas formas: na forma solúvel segregada no sangue e noutros fluídos do corpo e na forma unida à membrana celular que está ancorada à superfície dum linfócito B.

Forma solúvel[editar | editar código-fonte]

Os anticorpos solúveis são segregados por um linfócito B activado (na sua forma de célula plasmática) para unir-se a substâncias estranhas e sinalizá-las para a sua destruição pelo resto do sistema imunitário. Também se lhes poderia chamar anticorpos livres até que se unam a um antígeno e acabem como parte dum complexo antígeno-anticorpo ou denominá-los anticorpos segregados. Nesta forma solúvel as imunoglobulinas unem-se a moléculas adicionais. Nas IgM, por exemplo, encontramos uma glicoproteína unida à fracção constante através de pontes dissulfeto com cerca de 15 KDa, chamada cadeia J. Ao isotipo IgA une-se-lhe a chamada "peça de secreção". Trata-se duma glicoproteína que se forma nas células epiteliais e glândulas exócrinas e que, posteriormente, se une à imunoglobulina para facilitar a sua secreção.[26]

Isotipos[editar | editar código-fonte]

Isotipos de anticorpos dos mamíferos
Nome Tipos Descrição Complexos
IgA 2 Encontrado em áreas de mucosas, como os intestinos, trato respiratório e trato urogenital, prevenindo sua colonização por patógenos. É passado para o neonato via aleitamento.[27] Some antibodies form complexes that bind to multiple antigen molecules.
IgD 1 Funciona principalmente como uma receptor de antígeno nas células B virgens.[28] Suas funções são menos definidas do que as dos outros isotérmicos.
IgE 1 Se liga a alérgenos e ativam os mastócitos - responsáveis pela liberação de histamina- e basófilos. (Reação de hipersensibilidade Inata)=alergia. Também protege contra parasitas helmintos.[5]
IgG 4 Participa da opsonização; ativação do sistema de complemento (inflamação e fagocitose); citotoxicidade mediada por células dependentes de anticorpo; Inibição por feedback das células B. Além de ser o único tipo de Ig que ultrapassa a barreira placentária[5]
IgM 1 Expressa na superfície das células B virgens. Elimina patógenos nos estágios iniciais da imunidade mediada pelas células B antes que haja IgG suficiente - ativação do sistema de complemento. [5][28]

Os anticorpos podem existir em diferentes formas conhecidas como isotipos ou classes. Nos mamíferos existem cinco isotipos diferentes de anticorpos, conhecidos como IgA, IgD, IgE,IgG e IgM. Eles possuem o prefixo "Ig" que significa imunoglobulina, um outro nome utilizado para anticorpo. Os diferentes tipos se diferenciam pela suas propriedades biológicas, localizações funcionais e habilidade para lidar com diferentes antígenos, como mostrado na tabela ao lado.[29]

Estrutura[editar | editar código-fonte]

1) Região Variável; 2) Região Constante
a) Cadeia Leve
b) Cadeia Pesada
c) Pontes Dissulfeto

As imunoglobulinas são moléculas e possuem estrutura tridimensional. Qualquer imunoglobulina possui duas cadeias pesadas. Cada uma das cadeias pesadas está unida a uma cadeia leve por duas pontes de enxofre e as duas cadeias pesadas estão unidas entre si.

Existem cinco tipos de cadeias pesadas e estes tipos são caracterizados pela seqüência de aminoácidos na cadeia. Para cada tipo de cadeia pesada há uma classe de Ig.

Existem dois tipos de cadeia leve. Em cada molécula de Ig as duas cadeias são idênticas.

A Região Constante determina as funções efetoras do Anticorpo, enquanto a Região Variável determina a especificidade para cada antígeno.

Anti-DNA[editar | editar código-fonte]

Os anticorpos anti-DNA são duas populações de auto anticorpos: uma dirigida para DNA de dupla cadeia (dsDNA) e outra para DNA de cadeia única (ssDNA). O anti-ds DNA é o único anticorpo claramente implicado na patogênese de LES (Lupus Eritematoso Sistêmico) com formação de imuncomplexos, deposição renal e inflamação local.

Referências

  1. Litman GW, Rast JP, Shamblott MJ; et al. (1993). «Phylogenetic diversification of immunoglobulin genes and the antibody repertoire». Mol. Biol. Evol. 10 (1): 60–72. PMID 8450761 
  2. a b Eleonora Market, F. Nina Papavasiliou (2003) V(D)J Recombination and the Evolution of the Adaptive Immune System PLoS Biology1(1): e16.doi:10.1371/journal.pbio.0000016
  3. Janeway CA, Jr; et al. (2001). Immunobiology. 5th ed. ed. [S.l.]: Garland Publishing. ISBN 0-8153-3642-X 
  4. Diaz M, Casali P (2002). «Somatic immunoglobulin hypermutation». Curr Opin Immunol. 14 (2): 235–40. PMID 11869898. doi:10.1016/S0952-7915(02)00327-8 
  5. a b c d Pier GB, Lyczak JB, Wetzler LM (2004). Immunology, Infection, and Immunity. [S.l.]: ASM Press. ISBN 1-55581-246-5  Erro de citação: Código <ref> inválido; o nome "Pier" é definido mais de uma vez com conteúdos diferentes
  6. Padlan, Eduardo (1994). «Anatomy of the antibody molecule». Mol. Immunol. 31 (3): 169–217. PMID 8114766. doi:10.1016/0161-5890(94)90001-9 
  7. «New Sculpture Portraying Human Antibody as Protective Angel Installed on Scripps Florida Campus». Consultado em 12 de dezembro de 2008. Cópia arquivada em 18 de novembro de 2010 
  8. «Protein sculpture inspired by Vitruvian Man». Consultado em 12 de dezembro de 2008. Cópia arquivada em 18 de novembro de 2010 
  9. «Emil von Behring — Biography». Consultado em 5 June 2007. Cópia arquivada em 18 de novembro de 2010  Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
  10. AGN (1931). «The Late Baron Shibasaburo Kitasato». Canadian Medical Association Journal. 25 (2): 206. PMC 382621Acessível livremente. PMID 20318414 
  11. Winau F, Westphal O, Winau R (2004). «Paul Ehrlich—in search of the magic bullet». Microbes Infect. 6 (8): 786–789. PMID 15207826. doi:10.1016/j.micinf.2004.04.003 
  12. Silverstein AM (2003). «Cellular versus humoral immunology: a century-long dispute». Nat. Immunol. 4 (5): 425–428. PMID 12719732. doi:10.1038/ni0503-425 
  13. Van Epps HL (2006). «Michael Heidelberger and the demystification of antibodies» (PDF). J. Exp. Med. 203 (1): 5. PMC 2118068Acessível livremente. PMID 16523537. doi:10.1084/jem.2031fta. Cópia arquivada (PDF) em 18 November 2010  Verifique data em: |arquivodata= (ajuda)
  14. Marrack, JR (1938). Chemistry of antigens and antibodies 2nd ed. London: His Majesty's Stationery Office. OCLC 3220539 
  15. «The Linus Pauling Papers: How Antibodies and Enzymes Work». Consultado em 5 June 2007. Cópia arquivada em 18 November 2010  Verifique data em: |acessodata=, |arquivodata= (ajuda)
  16. Silverstein AM (2004). «Labeled antigens and antibodies: the evolution of magic markers and magic bullets» (PDF). Nat. Immunol. 5 (12): 1211–1217. PMID 15549122. doi:10.1038/ni1140. Arquivado do original (PDF) em 18 December 2009  Verifique data em: |arquivodata= (ajuda)
  17. Edelman GM, Gally JA (1962). «The nature of Bence-Jones proteins. Chemical similarities to polypetide chains of myeloma globulins and normal gamma-globulins». J. Exp. Med. 116 (2): 207–227. PMC 2137388Acessível livremente. PMID 13889153. doi:10.1084/jem.116.2.207 
  18. Stevens FJ, Solomon A, Schiffer M (1991). «Bence Jones proteins: a powerful tool for the fundamental study of protein chemistry and pathophysiology». Biochemistry. 30 (28): 6803–6805. PMID 2069946. doi:10.1021/bi00242a001 
  19. a b Raju TN (1999). «The Nobel chronicles. 1972: Gerald M Edelman (b 1929) and Rodney R Porter (1917–85)». Lancet. 354 (9183): 1040. PMID 10501404. doi:10.1016/S0140-6736(05)76658-7 
  20. Tomasi TB (1992). «The discovery of secretory IgA and the mucosal immune system». Immunol. Today. 13 (10): 416–418. PMID 1343085. doi:10.1016/0167-5699(92)90093-M 
  21. Preud'homme JL; Petit I; Barra A; Morel F; Lecron JC; Lelièvre E (2000). «Structural and functional properties of membrane and secreted IgD». Mol. Immunol. 37 (15): 871–887. PMID 11282392. doi:10.1016/S0161-5890(01)00006-2 
  22. Johansson SG (2006). «The discovery of immunoglobulin E». Allergy and Asthma Proceedings. 27 (2 Suppl 1): S3–6. PMID 16722325 
  23. Raju, T N (2000). «The Nobel chronicles. 1984: Niels Kai Jerne, (1911-94); César Milstein (b 1926); and Georges Jean Franz Köhler (1946-95)». The Lancet. 355 (9197). 75 páginas. PMID 10615922. doi:10.1016/S0140-6736(05)72025-0 
  24. Hozumi N, Tonegawa S (1976). «Evidence for somatic rearrangement of immunoglobulin genes coding for variable and constant regions». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 73 (10): 3628–3632. PMC 431171Acessível livremente. PMID 824647. doi:10.1073/pnas.73.10.3628 
  25. Borghesi L, Milcarek C (2006). «From B cell to plasma cell: regulation of V(D)J recombination and antibody secretion». Immunol Res. 36 (1-3): 27–32. PMID 17337763. doi:10.1385/IR:36:1:27 
  26. Peña Martínez, J (Coordinador) (1998). Imunologia. [S.l.]: Pirámide. ISBN 84-368-1213-1  Disponivel uma versão online em http://www.uco.es
  27. Underdown B, Schiff J (1986). «Immunoglobulin A: strategic defense initiative at the mucosal surface». Annu Rev Immunol. 4: 389-417. PMID 3518747 
  28. a b Geisberger R, Lamers M, Achatz G (2006). «The riddle of the dual expression of IgM and IgD». Immunology. 118 (4): 429-37. PMID 16895553 
  29. Woof J, Burton D (2004). «Human antibody-Fc receptor interactions illuminated by crystal structures». Nat Rev Immunol. 4 (2): 89-99. PMID 15040582