Anticuerpos: Estructura y Funciones
Categorías: Función Inmune, Sistema Inmune
Los anticuerpos o inmunoglobulinas son glucoproteínas producidas por linfocitos B en respuesta a antígenos. Su estructura Y característica les permite unir antígenos específicamente y reclutar otros efectores inmunes. Los diferentes isotipos (IgG, IgA, IgM, IgD, IgE) tienen funciones especializadas. La comprensión de su estructura ha permitido el desarrollo de anticuerpos monoclonales terapéuticos que revolucionan la medicina moderna.
Resumen Simplificado
Los anticuerpos tienen estructura Y con regiones variables de unión a antígeno y regiones constantes que median funciones efectoras. Los isotipos IgG, IgA, IgM, IgD, IgE tienen funciones especializadas.
Estructura básica del anticuerpo
Los anticuerpos son heterotetrámeros de dos cadenas pesadas y dos ligeras. Las cadenas pesadas tienen dominios VH y CH1-CH3. Las cadenas ligeras tienen dominios VL y CL. Los dominios variables forman los sitios de unión a antígeno. Los dominios constantes median funciones efectoras. Los brazos de la Y contienen regiones Fab (antigen-binding). La base de la Y contiene región Fc (crystallizable). La bisagra entre Fab y Fc permite flexibilidad. Las uniones disulfuro mantienen la estructura cuaternaria. La glicosilación en Fc es importante para funciones efectoras. El peso molecular es aproximadamente 150 kDa para IgG.
Regiones variables y especificidad
Los dominios VH y VL forman el sitio de unión a antígeno. Cada dominio tiene cuatro regiones framework y tres CDR (complementarity-determining regions). Los CDR son hipervariables y contactan directamente el antígeno. Los seis CDR (tres por cadena) forman el paratopo. El paratopo es complementario al epítopo del antígeno. Las regiones framework mantienen la estructura del dominio. La diversidad de CDR permite reconocer billones de antígenos diferentes. La afinidad de unión típicamente está en rango nanomolar. La avidez es la fuerza total de múltiples sitios de unión. IgM pentamérica tiene 10 sitios de unión con alta avidez.
Isotipos de inmunoglobulinas
IgG es el isotipo más abundante en suero, tiene cuatro subclases (IgG1-4). Cruza placenta protegiendo al feto. Opsoniza, activa complemento y neutraliza toxinas. IgM es el primero producido, es pentámero de alta avidez. Es muy eficiente activando complemento. Se encuentra principalmente en sangre. IgA existe como monómero en suero y dímero en secreciones. Es principal anticuerpo de mucosas. La pieza J une el dímero; la pieza secretoria protege de degradación. IgD se expresa en superficie de B vírgenes. Función exacta no completamente clara. IgE se une a receptores en mastocitos y basófilos. Media respuestas alérgicas y defensa antiparasitaria.
Mecanismos de acción de anticuerpos
La neutralización bloquea directamente función del patógeno. Impide unión a receptores de célula huésped. Neutraliza toxinas bacterianas. La opsonización recubre patógenos para fagocitosis. Fc gamma receptores en fagocitos reconocen IgG opsonizante. Mejora enormemente eficiencia de fagocitosis. La activación del complemento por vía clásica se inicia con IgG o IgM. C1q se une a Fc de anticuerpos unidos a antígeno. Conduce a lisis por MAC y opsonización por C3b. La citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC) es mediada por NK. CD16 (FcγRIII) en NK reconoce IgG unido a célula diana. NK libera perforina y granzima induciendo apoptosis.
Receptores Fc y funciones efectoras
Los receptores Fc unen regiones Fc de anticuerpos. FcγR se unen a IgG: FcγRI (CD64), FcγRII (CD32), FcγRIII (CD16). FcγRI es de alta afinidad, expresado en monocitos y macrófagos. FcγRII tiene isoformas activadoras (IIa) e inhibidoras (IIb). FcγRIII se expresa en NK y macrófagos, media ADCC. FcαRI (CD89) se une a IgA en neutrófilos y monocitos. FcεRI de alta afinidad se une IgE en mastocitos y basófilos. La agregación de receptores por anticuerpos unidos inicia señalización. Las isoformas activadoras tienen ITAM en su cadena. La isoforma inhibidora FcγRIIb tiene ITIM. El balance activación/inhibición regula respuesta inmune.
Anticuerpos monoclonales terapéuticos
Los anticuerpos monoclonales son clones idénticos con misma especificidad. Fueron desarrollados inicialmente con tecnología de hibridoma por Köhler y Milstein. Actualmente se producen con técnicas recombinantes. Los primeros eran de ratón (nomenclatura -omab). Los quiméricos combinan regiones de ratón y humano (-ximab). Los humanizados tienen solo CDR de ratón (-zumab). Los totalmente humanos se producen con bibliotecas humanas (-umab). Rituximab (anti-CD20) trata linfomas. Trastuzumab (anti-HER2) trata cáncer de mama. Adalimumab (anti-TNF) trata artritis reumatoide. Más de 100 anticuerpos terapéuticos están aprobados. Las aplicaciones se expanden continuamente.
Hallazgos Clave
- Los anticuerpos tienen estructura Y con cadenas pesadas y ligeras, dominios variables y constantes
- Los CDR en regiones variables forman el sitio de unión específico al antígeno
- Los cinco isotipos tienen funciones especializadas: IgG (sangre), IgA (mucosas), IgM (primaria), IgE (alergias)
- Los mecanismos de acción incluyen neutralización, opsonización, complemento y ADCC
- Los receptores Fc median funciones efectoras y regulan respuesta inmune
- Los anticuerpos monoclonales terapéuticos han revolucionado tratamiento de cáncer y enfermedades autoinmunes
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Preguntas frecuentes
- ¿Cuáles son los cinco isotipos de inmunoglobulinas?
- IgG (principal en sangre), IgM (primera respuesta), IgA (mucosas), IgD (B vírgenes), IgE (alergias y parásitos).
- ¿Qué funciones efectoras median los anticuerpos?
- Neutralización directa, opsonización para fagocitosis, activación del complemento, y ADCC por células NK.
- ¿Qué son los receptores Fc?
- Son receptores que unen la región Fc de anticuerpos, mediando funciones como fagocitosis, ADCC y liberación de mediadores inflamatorios.
- ¿Qué son los anticuerpos monoclonales terapéuticos?
- Son anticuerpos producidos in vitro de un solo clon, usados para tratar cáncer, enfermedades autoinmunes y otras condiciones.