- Eigenschaften
- Praktischer Nutzen
- Eigenschaften
- Immunantworten im Zusammenhang mit Haptenen und ein bisschen Geschichte
- Eigenschaften der durch die Hapten-Träger-Komplexe induzierten Reaktionen
- Verweise
Ein Hapten ist ein nicht-antigenes Nicht-Protein-Molekül mit niedrigem Molekulargewicht, das nur dann eine Immunantwort auslösen kann, wenn es an einen Protein- oder Kohlenhydrat- „molekularen Transporter oder Träger“ bindet. Es sollte beachtet werden, dass viele Autoren es als "sehr kleines Antigen" beschreiben.
Ein antigenes Molekül oder Antigen wird in einigen Texten als jede Substanz definiert, die in der Lage ist, mit hoher Spezifität an einen von einer B-Zelle produzierten Antikörper oder an einen Rezeptor auf der Membran einer T-Zelle zu binden, die die Lymphozyten sind, die für die humorale und zelluläre Immunität verantwortlich sind. , beziehungsweise.
Antigen-Antikörper-Komplex (Quelle: Alejandro Porto über Wikimedia Commons)
Antigene können Moleküle jeglicher Art sein, wie Proteine, Metaboliten, Zucker, Lipide und deren Derivate, Hormone, Arzneimittel, Nukleinsäuren usw.
Nur große Makromoleküle haben jedoch die antigenen Eigenschaften, die die für die Produktion von Antikörpern erforderlichen Lymphozytenreaktionen hervorrufen können.
Jede Substanz, die einem Organismus fremd ist, kann als Antigen betrachtet werden. Der Begriff "Immunogen" wird jedoch häufig verwendet, um jene Antigene zu bezeichnen, die eine Reaktion durch Antikörper produzierende B-Lymphozyten wirksam auslösen.
Ein Hapten ist daher ein nicht immunogenes Antigen, dessen Assoziation mit einem Makromolekül erforderlich ist, um die für ein Immunogen charakteristischen Immunantworten auszulösen.
Eigenschaften
Da das Immunsystem unter anderem die wichtigste "Waffe" zur Abwehr von Infektionen mit verschiedenen Arten von Krankheitserregern und gegen Fremdkörper oder Substanzen ist, investiert der Körper eines Menschen viel Mühe und Energie in seinen Betrieb .
Während seines gesamten Lebens ist eine Person jedoch regelmäßig mehreren Antigenen ausgesetzt, für die das Immunsystem "entscheiden" kann, auf welche Art von Molekülen sie reagieren und welche Art von Molekülen sie ignorieren soll.
Einer der Mechanismen, mit denen das Immunsystem entscheidet, ob es auf ein bestimmtes Antigen reagiert oder nicht, ist seine Größe. Wie oben diskutiert, fungieren daher nur "große" Moleküle wie Proteine, Phospholipide, komplexe Kohlenhydrate und Nukleinsäuren als echte Immunogene.
Haptene haben keine immunogenen Funktionen, da sie sehr kleine Moleküle sind, es sei denn, sie sind mit einer Art Makromolekül konjugiert. Wissenschaftler auf dem Gebiet der Medizin, die als Immunologie bekannt sind, betrachten Haptene jedoch als immunologische "Werkzeuge".
Der Grund für die obige Aussage hat damit zu tun, dass sich einige Forscher der Aufgabe widmen, bestimmte Haptene mit anderen größeren Molekülen zu konjugieren, die in ihrem "Transport" funktionieren und sie immunogen machen, um dies zu erreichen. A. Individuum produziert spezifische Antikörper gegen ein bestimmtes Hapten.
Das Molekül, das aus der Vereinigung zwischen einem Hapten und einem Trägermolekül resultiert, ist als "System" oder "Hapten-Träger-Komplex" bekannt, und Personen, die diesem System ausgesetzt sind (wirklich immunogen), produzieren Antikörper mit der Fähigkeit, spezifisch an diese Moleküle in ihrem zu binden Freie Form.
Praktischer Nutzen
Eine der Hauptfunktionen von Hapten-Trägersystemen besteht darin, die Produktion von Antikörpern zu stimulieren, die häufig bei der Entwicklung verschiedener analytischer Tests verwendet werden, sodass sie aus Sicht der Forschung und Diagnose nützlich sind. .
Ein Versuchstier, das beispielsweise einem mit einem Protein gekoppelten Hapten ausgesetzt ist, produziert Antikörper gegen das Hapten, gegen Epitope oder antigene Determinanten des Trägermoleküls und gegen Stellen, die an der Verbindungsstelle zwischen dem Hapten und seinem Transporter gebildet werden.
Diese Eigenschaft des Hapten-Träger- oder Transportersystems ist nützlich, um die immunologischen Auswirkungen kleiner Variationen in der Struktur eines Antigens auf die Spezifität der Immunantwort zu untersuchen.
Eigenschaften
Haptene zeichnen sich hauptsächlich durch ihre Größe und die Tatsache aus, dass sie im Allgemeinen nicht-proteinorganische Moleküle sind. Hier ist eine kurze Liste der Hauptmerkmale dieser Moleküle:
- Chemische Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht (weniger als 5 kDa). Sie können sogar sehr kleine funktionelle Gruppen sein.
Hapten-Träger-Komplex. Das Hapten in diesem Bild ist eine Dinitrophenylgruppe (Quelle: MantOs via Wikimedia Commons)
- Sie sind Moleküle mit antigener Spezifität, aber ohne immunogene Kraft, oder sie lösen nicht die Produktion von Antikörpern aus, sondern können von ihnen in mit Hapten-Träger-Komplexen immunisierten Organismen spezifisch erkannt werden.
- Nur an ein "Träger" - oder "Transporter" -Molekül (vom englischen Träger) gebunden, erwerben sie Immunogenität als Antigene, da sie vom Immunsystem erkannt werden.
- Sie sind unter antigenen Gesichtspunkten einwertig, dh die Anzahl der funktionellen antigenen Determinanten, die Haptene besitzen und einen Antikörper binden können, beträgt nur eine (im Gegensatz zu einem natürlichen Antigen, das polyvalent ist).
Immunantworten im Zusammenhang mit Haptenen und ein bisschen Geschichte
Ein Großteil des aktuellen Wissens über den Prozess der Präsentation von Antigenen durch B-Lymphozyten sowie die Rolle dieser Zellen bei der Entwicklung humoraler Immunantworten stammt aus verschiedenen Studien, in denen die Antikörperantwort in einem immunisierten Organismus beobachtet werden wollte. mit einem Hapten-Transporter-Komplex.
Karl Landsteiner widmete seine Forschungen zwischen 1920 und 1930 der Schaffung eines chemisch definierten Systems zur Untersuchung der Bindung einzelner Antikörper, wobei dazu mit Hapten-Träger-Konjugaten immunisierte Tiere verwendet und deren Seren mit denen anderer Tiere verglichen wurden. immunisiert mit ähnlichen Haptenen, die an verschiedene Moleküle gekoppelt sind.
Seine Vergleichsexperimente zielten darauf ab zu bestimmen, ob es Kreuzreaktionen (dass derselbe Antikörper mehr als ein Antigen erkennt) zwischen Antikörpern gab, die als Reaktion auf verschiedene Hapten-Träger-Komplexe hergestellt wurden, mit denen er analysieren konnte, welche Modifikationen diese Reaktionen verhinderten oder erlaubten.
Landsteiners Arbeit gelang es, die Spezifität des Immunsystems für kleine strukturelle Variationen in den immunogenen Determinanten von Antigenen sowie die große Vielfalt von Epitopen herauszustellen, die dieses System erkennen kann.
Eigenschaften der durch die Hapten-Träger-Komplexe induzierten Reaktionen
Aus den Studien von Landsteiner und anderen Forschern auf diesem Gebiet konnten einige besondere Merkmale der Immunantworten erkannt werden, die durch Immunisierung mit Hapten-Träger-Protein-Komplexen induziert wurden.
- Immunantworten erfordern die Teilnahme spezifischer B-Lymphozyten für jedes Hapten und spezifischer Helfer-T-Lymphozyten für den Proteinanteil des Transporters.
- Das Auslösen einer Antwort ist nur möglich, wenn das Hapten physikalisch an sein Trägerprotein gebunden ist.
- Die Antikörper-Antigen-Wechselwirkung wird durch die Moleküle des Haupthistokompatibilitätskomplexsystems der Klasse II eingeschränkt.
Später in der Geschichte der Immunologie wurde erkannt, dass diese Eigenschaften auch für Antikörperreaktionen auf ein Proteinantigen charakteristisch sind.
Verweise
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