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15.1 : Les anticorps sont produits en réponse aux antigènes - Biologie

15.1 : Les anticorps sont produits en réponse aux antigènes - Biologie


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Les anticorps sont des protéines produites par des vertébrés dotés d'un système immunitaire adaptatif capable de répondre à des antigènes étrangers. Les anticorps sont des protéines en forme de Y produites par les lymphocytes qui se lient aux épitopes avec une affinité élevée.

Anticorps se liant à un antigène.

Un antigène avec trois épitopes différents à sa surface est lié par trois molécules d'anticorps différentes, dont chacune se lie à un seul épitope avec une affinité élevée.

La disponibilité de cellules d'hybridomes qui sécrètent de grandes quantités d'anticorps avec une seule spécificité a grandement facilité les études structurales sur les anticorps. Les chercheurs sont capables de récolter des molécules d'anticorps sécrétées par des cellules d'hybridome en culture et de préparer des cristaux pour la diffraction des rayons X. Sur la base d'un grand nombre d'études cristallographiques, nous comprenons maintenant l'architecture de base des anticorps, plus précisément appelés immunoglobines. Les structures cristallines montrent que les immunoglobines (Igs) sont composées de trois domaines qui sont facilement apparents dans la structure cristalline (ci-dessous). Les deux Fun B les régions (fragments de liaison à l'antigène) qui forment les bras du « Y » sont des régions hypervariables impliquées dans la liaison à l'antigène. Le Fc région (fragment cristallisable) qui forme la base du « Y » est reconnue par les cellules effectrices non immunitaires, telles que les mastocytes et les macrophages, qui traitent les complexes antigène-anticorps. Chaque classe d'Ig a une chaîne lourde caractéristique, qui donne son nom à la classe. Nous utilisons des anticorps de la classe IgG des immunoglobines, qui ont des chaînes lourdes gamma. (Les IgG sont également connues sous le nom de gamma globulines.) Les molécules IgA ont des chaînes alpha, les molécules IgM ont des chaînes mu, etc.

Structure cristalline d'un anticorps IgG.

Ce chiffre est dérivé de Protein Data Bankentry 1IGT (Harris et al., 1997).


Attaque d'anticorps

Découvrez comment votre système immunitaire recherche et désactive les agents pathogènes et prépare votre corps à de futures attaques.

Note d'apprentissage COVID-19 : Le nouveau coronavirus qui cause COVID-19 n'a pas été introduit auparavant dans la population humaine, donc personne dans le monde n'a d'immunité préalable contre lui. Cette collation modélise la façon dont votre corps développe une immunité contre les envahisseurs étrangers en produisant des anticorps qui les attaquent. Le but d'un vaccin est d'amener les gens à créer ces anticorps sans jamais être infectés.

Outils et matériaux

  • Une impression de ces modèles d'antigène et d'anticorps de table (pour les individus et les petits groupes) ou ces modèles en taille réelle (pour un groupe plus important).
  • Cinq feuilles de papier cartonné ou de papier de construction, chacune dans une couleur différente (donc une feuille de papier vert, une de jaune, une de bleu, une d'orange et une de violet, par exemple)
  • Cinq morceaux de papier cartonné blanc ou de papier de construction (ou deux morceaux, si vous utilisez les modèles de table)
  • Marqueurs noirs (pour le traçage)
  • Ciseaux
  • Sac poubelle en plastique
  • Un espace ouvert pour travailler, comme une grande table ou au sol
  • Facultatif : ruban de masquage (pour maintenir les modèles s'ils se déplacent pendant que vous tracez)

Assemblée

À faire et à noter

Placez tous les antigènes et anticorps sur une surface plane, comme une table ou le sol (cette surface représente le corps). Déplacez tous les anticorps d'un côté et tous les antigènes de l'autre.

Antigènes (représentés par les formes colorées) sont des protéines présentes à la surface des agents pathogènes, tels que les virus, les bactéries et autres envahisseurs étrangers dans le corps. Que remarquez-vous sur les antigènes ? Y a-t-il des similitudes entre eux ? Des différences ?

Anticorps (représentées par les formes blanches) sont des protéines produites par cellules B, qui sont des cellules spécialisées produites par votre système immunitaire. Que remarquez-vous sur les anticorps? Y a-t-il des similitudes entre eux ? Des différences ?

Faites glisser les anticorps sur la surface et connectez-les à leurs antigènes correspondants. Les matchs sont-ils toujours parfaits ? Un anticorps peut-il se connecter à plusieurs antigènes ? Un anticorps peut-il se connecter à plusieurs taper d'antigène ? Que se passe-t-il lorsque les antigènes se connectent aux anticorps ?

Attachez autant d'anticorps aux antigènes que possible et remarquez que tous les antigènes finissent par se retrouver piégés dans des groupes interconnectés.

Phagocytes- un autre type de cellule de votre système immunitaire - sont attirés par des collections connectées d'anticorps et d'antigènes comme ceux-ci, et les reconnaissent comme des déchets. Votre sac poubelle en plastique est votre phagocyte ! Demandez au sac d'engloutir, d'ingérer (d'avaler) et d'éliminer ces grosses boules de matière. Comment ce processus peut-il aider le corps à combattre une infection ?

Ce qui se passe?

Cette activité est un modèle simple de la réponse immunitaire adaptative, une partie de la réponse du système immunitaire du corps humain. Bien que ce ne soit pas la première étape d'une véritable réponse immunitaire, c'est une étape importante qui est unique aux humains et aux vertébrés supérieurs, et permet au corps de cibler des agents pathogènes spécifiques et de s'en souvenir en vue d'un contact futur.

Les agents pathogènes peuvent envahir votre corps par des lésions cutanées ou par les muqueuses des yeux, du nez et de la bouche, créant des infections internes. Alors que les bactéries se développent souvent dans les fluides entre vos cellules et peuvent se reproduire et se propager dans le corps via la circulation sanguine, les virus ont une stratégie différente. Les virus ne peuvent pas se reproduire par eux-mêmes, ils insèrent donc leur matériel génétique dans vos cellules et les utilisent comme usines de fabrication de virus. Les virus nouvellement copiés sortent ensuite des cellules et se propagent dans tout le corps.

En réponse, le système immunitaire du corps lance une cascade de processus complexes qui aboutissent à la liaison de l'antigène de l'envahisseur extérieur avec un anticorps correspondant. Cette jonction a lieu dans les ganglions lymphatiques, à la surface d'une cellule immunitaire spécialisée appelée cellule B. Parce qu'il n'y a que quelques cellules B avec des anticorps qui correspondent à un antigène donné, le premier contact avec un antigène spécifique déclenche une réponse qui peut prendre plusieurs jours pour devenir efficace.

Une fois le match effectué, les cellules B se divisent rapidement. Certains deviennent des usines de fabrication d'anticorps appelées plasmocytes, et certains deviennent cellules de mémoire, qui conservent la « mémoire » de cet antigène particulier pour le futur.

Les cellules plasmatiques produisent et libèrent des millions d'anticorps dans la circulation sanguine et le système lymphatique. Ces anticorps recherchent et se lient à des antigènes spécifiques, les désarmant et empêchant la propagation de l'agent pathogène. Comme vous l'avez peut-être remarqué dans l'activité, l'ajustement n'est pas toujours parfait, mais dans le corps, il continue de s'améliorer à mesure que les cellules B fabriquent de plus en plus d'anticorps.

Parce que la forme en Y unique de l'anticorps crée deux sites de liaison pour les antigènes, plusieurs antigènes et anticorps peuvent s'agglutiner, créant des globules de cellules appelés agglutinations. Ces agglutinations attirent les phagocytes qui les trouvent, les ingèrent et les digèrent, éliminant ainsi le pathogène dangereux et les cellules infectées du corps. Ce processus de production d'anticorps et de « nettoyage » – représenté dans l'activité par le sac en plastique « engloutissant » les boules de matière – se poursuit pendant quelques jours jusqu'à ce que l'agent pathogène soit éliminé.

Cette activité correspond à seulement cinq types d'anticorps et cinq types d'antigènes. En réalité, il existe des millions de types différents de chacun. Les animaux avec des réponses immunitaires adaptatives ont développé la capacité non seulement de cibler des agents pathogènes spécifiques, mais aussi de créer des cellules mémoire qui rappelles toi les agents pathogènes auxquels ils ont été exposés. Lorsqu'un agent pathogène familier réintègre le corps, le système immunitaire est préparé, le lancement d'anticorps est rapide et abondant, et l'agent pathogène est souvent rapidement éradiqué. Nous appelons cela « avoir une immunité ».

Aller plus loin

Comment fonctionne le reste du système immunitaire ?

Pour en savoir plus sur le système immunitaire, regardez Our Amazing Immune System (vidéo, 8 h 40) ou écoutez The Drama of the Immune System (podcast, 13 h 11), tous deux créés par l'Exploratorium Teacher Institute.

Les vaccins, tels que ceux que les enfants reçoivent pour les protéger de la variole, de la rougeole, des oreillons et de la varicelle, agissent en préparant le système immunitaire à une attaque par un virus.

Les vaccins sont développés en utilisant des morceaux de virus endommagés (souvent juste l'enveloppe extérieure, sans aucun matériel génétique interne) qui contiennent des antigènes viraux mais ne peuvent pas nous rendre malades. Lorsque ces matériaux sont injectés dans le corps, le système immunitaire alerte les cellules B du corps pour qu'elles reconnaissent les antigènes introduits et créent des cellules mémoire. Si le virus pénètre dans le corps à une date ultérieure, le corps réagit comme s'il s'agissait d'une deuxième exposition et la réponse immunitaire est rapide, éliminant souvent le virus avant même que nous remarquions le moindre symptôme.

Parce que les virus contiennent du matériel génétique, ils sont capables de muter et d'évoluer avec le temps. Leur capacité à se reproduire rapidement entraîne des changements tout aussi rapides du virus. Certains virus, tels que la grippe, évoluent si rapidement que les scientifiques développent chaque année un nouveau vaccin en fonction de la souche qui, selon eux, sera la plus susceptible d'affecter le public.

Réfléchissez à la manière dont vous pourriez adapter cette activité afin que la simulation inclue le corps ayant la « mémoire » d'un virus grâce à la vaccination, créant ainsi une réponse immunitaire rapide qui évite généralement la maladie. Quelles étapes ajouteriez-vous à la procédure ? Quels nouveaux matériaux pourriez-vous utiliser ?

Conseils pédagogiques

Vous pouvez faire cette activité soit en petits groupes en utilisant les modèles de table comme expliqué ci-dessus, soit avec toute la classe en utilisant les modèles en taille réelle. Pour faire l'activité en classe, divisez les élèves en « anticorps » et « antigènes ». côtés de la pièce. Demandez au groupe d'antigènes de tendre les bras (comme des agents pathogènes avec des antigènes sur leur « surface »). Ensuite, demandez aux élèves représentant les anticorps de se déplacer à travers la pièce et de trouver leurs antigènes correspondants. Lorsque toutes les correspondances ont été faites, vous peut agir comme le phagocyte, en utilisant le sac poubelle pour éliminer les amas d'anticorps et d'agents pathogènes jusqu'à ce que le «corps» (l'espace de la classe) soit exempt de tout agent pathogène simulé.

Au fur et à mesure que vous terminez cette activité avec les élèves, réfléchissez aux informations supplémentaires dont ils pourraient avoir besoin. Pensez également à quels moments vous pourriez demander aux élèves d'évaluer si certains aspects de cette simulation modélisent avec précision la réponse immunitaire. Comment les élèves pourraient-ils modifier le modèle pour le rendre plus précis ? Où sont les trous dans le modèle qui sont les plus difficiles à réparer ?

Se connecter aux normes d'enseignement

Cette activité et ses extensions se concentrent sur les concepts transversaux de systèmes et modèles de systèmes, structure et fonction, et cause et effet. Pour les étudiants plus âgés, les subtilités des structures protéiques qui permettent la liaison antigène/anticorps et la création de cellules mémoire qui en résulte offrent une entrée élégante dans l'exploration de ces concepts transversaux. Pour les élèves plus jeunes, la simple idée que les antigènes peuvent correspondre à des anticorps pour nous empêcher de tomber malades peut suffire à mettre l'accent sur ces concepts.

Au niveau élémentaire, permettre aux élèves d'acquérir une compréhension de base de la façon dont notre corps utilise des anticorps pour nous protéger des virus fournirait une profondeur d'étude suffisante, tout en engageant les élèves dans un sujet intéressant. La mise en évidence de la diversité virale et bactérienne renforcerait les idées de base disciplinaires (ICD) autour de la biodiversité dans la nature, et introduirait un apprentissage autour de la résilience d'une espèce dans un écosystème et l'idée de survie adaptative.

Au niveau du collège, cette activité se rapporte au DCI selon lequel, dans les organismes multicellulaires, des groupes de cellules spécialisées travaillent ensemble en tant que membres d'organes et de systèmes d'organes de manière incroyablement complexe. De plus, les enseignants peuvent souligner l'évolution de la réponse immunitaire adaptative comme étant avantageuse pour la survie, en mettant en évidence les DCI autour de la sélection naturelle.

Au niveau secondaire, les enseignants peuvent choisir d'approfondir les mécanismes de rétroaction dans le processus de réponse immunitaire afin de mettre l'accent sur l'homéostasie au sein d'un organisme. Ils voudront peut-être également mettre l'accent sur l'organisation hiérarchique des systèmes corporels, sur la façon dont le système immunitaire est intimement lié à d'autres systèmes et sur l'impact de l'évolution virale sur la réponse immunitaire.


Réponses des anticorps aux infections virales : une perspective structurelle à travers trois virus enveloppés différents

Les anticorps constituent des barrières essentielles à l'infection virale. L'immunité humorale contre un virus est obtenue grâce au double rôle des anticorps en communiquant la présence d'agents pathogènes envahissants dans les cellules infectées aux cellules effectrices et en interférant avec les processus essentiels au cycle de vie viral (principalement l'entrée dans la cellule hôte). Pour les personnes qui contrôlent avec succès l'infection, les anticorps provoqués par le virus peuvent assurer une surveillance à vie et une protection contre de futures agressions. Une approche pour comprendre la nature d'une réponse immunitaire réussie a été d'utiliser la biologie structurelle pour découvrir les détails moléculaires des anticorps dérivés de vaccins ou d'une infection naturelle et comment ils interagissent avec leurs antigènes microbiens apparentés. La capacité d'isoler des cellules B spécifiques d'un antigène et de résoudre rapidement les structures d'anticorps monoclonaux fonctionnels en complexe avec des antigènes de surface des glycoprotéines virales a considérablement élargi notre connaissance des sites de vulnérabilité sur les virus. Dans cette revue, nous comparons les réponses immunitaires humorales adaptatives au virus de l'immunodéficience humaine (VIH), à la grippe et aux filovirus, en mettant particulièrement l'accent sur les anticorps neutralisants. La pathogenèse de chacun de ces virus est assez différente, offrant une opportunité de comparaison des réponses immunitaires : le VIH provoque une infection chronique persistante, la grippe, une infection aiguë avec de multiples expositions au cours d'une vie et la vaccination annuelle des filovirus, une infection virulente et aiguë. Les anticorps neutralisants qui se développent sous ces différentes contraintes sont donc des sentinelles qui peuvent donner un aperçu des réponses immunitaires humorales sous-jacentes, ainsi que des enseignements importants pour guider le développement futur de vaccins et d'immunothérapies.

Les figures

Figure 1.. Points de blocage des anticorps à…

Figure 1.. Points de blocage des anticorps à l'entrée et à la sortie du virus enveloppé.

Figure 2. Structure de l'anticorps et topologie du domaine.

Figure 2. Structure de l'anticorps et topologie du domaine.

Lors de la discussion sur les anticorps dans le contexte de virus…

Figure 3.. Caractéristiques structurelles communes de type…

Figure 3.. Caractéristiques structurelles partagées des glycoprotéines de type I.

A) Les glycoprotéines du VIH (PDB…

Figure 4.. Exemples de virus enveloppés communs…

Figure 4.. Exemples de virus enveloppés de sites de vulnérabilité communs et divergents ciblés en neutralisant…

Figure 5.. Le paysage immunogène des enveloppes…

Figure 5.. Le paysage immunogène des virus enveloppés éclairé par la biologie structurale.


BIO 140 - Biologie humaine I - Manuel

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Chapitre 23

Typage sanguin

  • Décrire les deux conséquences physiologiques fondamentales de la transfusion de sang incompatible
  • Comparer et contraster les groupes sanguins ABO et Rh
  • Identifier les groupes sanguins qui peuvent être transfusés en toute sécurité à des patients présentant différents types d'ABO
  • Discuter de la physiopathologie de la maladie hémolytique du nouveau-né

Les transfusions sanguines chez l'homme étaient des procédures risquées jusqu'à la découverte des principaux groupes sanguins humains par Karl Landsteiner, un biologiste et médecin autrichien, en 1900. Jusque-là, les médecins ne comprenaient pas que la mort suivait parfois les transfusions sanguines, lorsque le type de sang du donneur infusé au patient était incompatible avec son propre sang. Les groupes sanguins sont déterminés par la présence ou l'absence de molécules marqueurs spécifiques sur les membranes plasmiques des érythrocytes. Avec leur découverte, il est devenu possible pour la première fois de faire correspondre les groupes sanguins des patients et des donneurs et de prévenir les réactions transfusionnelles et les décès.

Antigènes, anticorps et réactions transfusionnelles

Les antigènes sont des substances que l'organisme ne reconnaît pas comme appartenant au "soi-même" et qui déclenchent donc une réponse défensive des leucocytes du système immunitaire. (Recherchez plus de contenu pour des informations supplémentaires sur l'immunité.) Ici, nous nous concentrerons sur le rôle de l'immunité dans les réactions de transfusion sanguine. Avec les globules rouges en particulier, vous pouvez voir les antigènes appelés isoantigènes ou agglutinogènes (antigènes de surface) et les anticorps appelés isoanticorps ou agglutinines. Dans ce chapitre, nous utiliserons les termes plus courants d'antigènes et d'anticorps.

Les antigènes sont généralement de grosses protéines, mais peuvent inclure d'autres classes de molécules organiques, notamment des glucides, des lipides et des acides nucléiques. Suite à une perfusion de sang incompatible, des érythrocytes contenant des antigènes étrangers apparaissent dans la circulation sanguine et déclenchent une réponse immunitaire. Des protéines appelées anticorps (immunoglobulines), qui sont produites par certains lymphocytes B appelés plasmocytes, se fixent aux antigènes sur les membranes plasmiques des érythrocytes infusés et les font adhérer les uns aux autres.

  • Parce que les bras des anticorps en forme de Y se fixent au hasard à plus d'une surface érythrocytaire non-soi, ils forment des amas d'érythrocytes. Ce processus est appelé agglutination.
  • Les amas d'érythrocytes bloquent les petits vaisseaux sanguins dans tout le corps, privant les tissus d'oxygène et de nutriments.
  • Au fur et à mesure que les amas érythrocytaires se dégradent, dans un processus appelé hémolyse, leur hémoglobine est libérée dans la circulation sanguine. Cette hémoglobine se dirige vers les reins, qui sont responsables de la filtration du sang. Cependant, la charge d'hémoglobine libérée peut facilement dépasser la capacité des reins à l'éliminer et le patient peut rapidement développer une insuffisance rénale.

Plus de 50 antigènes ont été identifiés sur les membranes érythrocytaires, mais les plus importants en termes de danger potentiel pour les patients sont classés en deux groupes : le groupe sanguin ABO et le groupe sanguin Rh.

Le groupe sanguin ABO

Bien que le nom du groupe sanguin ABO se compose de trois lettres, le groupe sanguin ABO désigne la présence ou l'absence de seulement deux antigènes, A et B. Les deux sont des glycoprotéines. Les personnes dont les érythrocytes ont des antigènes A sur la surface de leur membrane érythrocytaire sont désignées du groupe sanguin A, et celles dont les érythrocytes ont des antigènes B sont du groupe sanguin B. Les personnes peuvent également avoir des antigènes A et B sur leurs érythrocytes, auquel cas elles sont du groupe sanguin AB. . Les personnes n'ayant ni les antigènes A ni B sont désignées du groupe sanguin O. Les groupes sanguins ABO sont déterminés génétiquement.

Normalement, le corps doit être exposé à un antigène étranger avant qu'un anticorps puisse être produit. Ce n'est pas le cas pour le groupe sanguin ABO. Les personnes atteintes de sang de type A et sans aucune exposition préalable à du sang incompatible ont des anticorps préformés contre l'antigène B circulant dans leur plasma sanguin. Ces anticorps, appelés anticorps anti-B, provoqueront une agglutination et une hémolyse s'ils rencontrent des érythrocytes avec des antigènes B. De même, un individu avec du sang de type B a des anticorps anti-A préformés. Les personnes dont le sang est de type AB, qui contient les deux antigènes, n'ont pas d'anticorps préformés contre l'un ou l'autre. Les personnes atteintes de sang de type O manquent d'antigènes A et B sur leurs érythrocytes, mais les anticorps anti-A et anti-B circulent dans leur plasma sanguin.

Groupes sanguins Rh

Le groupe sanguin Rh est classé selon la présence ou l'absence d'un deuxième antigène érythrocytaire identifié comme Rh. (Il a été découvert pour la première fois chez un type de primate connu sous le nom de macaque rhésus, qui est souvent utilisé dans la recherche, car son sang est similaire à celui des humains.) Bien que des dizaines d'antigènes Rh aient été identifiés, un seul, désigné D, est cliniquement important. Ceux qui ont l'antigène Rh D présent sur leurs érythrocytes&mdashenviron 85 pour cent des Américains&mdashare décrits comme Rh positif (Rh + ) et ceux qui en manquent sont Rh négatif (Rh & minus ). Notez que le groupe Rh est distinct du groupe ABO, donc tout individu, quel que soit son groupe sanguin ABO, peut avoir ou ne pas avoir cet antigène Rh. Lors de l'identification du groupe sanguin d'un patient, le groupe Rh est désigné en ajoutant le mot positif ou négatif au type ABO. Par exemple, A positif (A + ) signifie sang ABO groupe A avec l'antigène Rh présent, et AB négatif (AB & moins ) signifie sang ABO groupe AB sans antigène Rh.

Le tableau 1 résume la distribution des groupes sanguins ABO et Rh aux États-Unis.

Tableau 1 : Résumé des groupes sanguins ABO et Rh aux États-Unis

Groupe sanguin Afro-américains Américains d'origine asiatique Américains de race blanche Latino/latino-américains
Un + 24 27 33 29
Un &moins 2 0.5 7 2
B + 18 25 9 9
B &moins 1 0.4 2 1
AB + 4 7 3 2
AB &moins 0.3 0.1 1 0.2
O + 47 39 37 53
O &moins 4 1 8 4

Contrairement aux anticorps du groupe ABO, qui sont préformés, les anticorps contre l'antigène Rh ne sont produits que chez les individus Rh & moins après exposition à l'antigène. Ce processus, appelé sensibilisation, survient suite à une transfusion de sang Rh-incompatible ou, plus communément, lors de la naissance d'un bébé Rh+ d'une mère Rh&moins. Les problèmes sont rares lors d'une première grossesse, car les cellules Rh + du bébé traversent rarement le placenta (l'organe d'échange de gaz et de nutriments entre le bébé et la mère). Cependant, pendant ou immédiatement après la naissance, la mère Rh & moins peut être exposée aux cellules Rh + du bébé (Figure 1). La recherche a montré que cela se produit dans environ 13 à moins 14 pour cent de ces grossesses. Après exposition, le système immunitaire de la mère commence à générer des anticorps anti-Rh. Si la mère devait ensuite concevoir un autre bébé Rh +, les anticorps Rh qu'elle a produits peuvent traverser le placenta dans la circulation sanguine fœtale et détruire les globules rouges fœtaux. Cette affection, connue sous le nom de maladie hémolytique du nouveau-né (HDN) ou érythroblastose fœtale, peut provoquer une anémie dans les cas bénins, mais l'agglutination et l'hémolyse peuvent être si graves que sans traitement, le fœtus peut mourir dans l'utérus ou peu de temps après la naissance.

Figure 1 : La première exposition d'une mère Rh & moins aux érythrocytes Rh + pendant la grossesse induit une sensibilisation. Les anticorps anti-Rh commencent à circuler dans le sang de la mère. Une deuxième exposition survient lors d'une grossesse ultérieure avec un fœtus Rh + dans l'utérus. Les anticorps maternels anti-Rh peuvent traverser le placenta et pénétrer dans la circulation sanguine fœtale, provoquant l'agglutination et l'hémolyse des érythrocytes fœtaux.

Un médicament connu sous le nom de RhoGAM, abréviation d'immunoglobuline Rh, peut empêcher temporairement le développement d'anticorps Rh chez la mère Rh & moins, évitant ainsi cette maladie potentiellement grave pour le fœtus. Les anticorps RhoGAM détruisent tous les érythrocytes Rh + fœtaux susceptibles de traverser la barrière placentaire. RhoGAM est normalement administré aux mères Rh et moins pendant les semaines 26 et moins 28 de la grossesse et dans les 72 heures suivant la naissance. Il s'est avéré remarquablement efficace pour réduire l'incidence de l'HDN. Auparavant, nous avons noté que l'incidence de HDN dans une grossesse ultérieure Rh + à une mère Rh & moins est d'environ 13 & ndash 14% sans traitement préventif. Depuis l'introduction de RhoGAM en 1968, l'incidence a chuté à environ 0,1 pour cent aux États-Unis.

Détermination des groupes sanguins ABO

Les cliniciens sont en mesure de déterminer rapidement et facilement le groupe sanguin d'un patient à l'aide d'anticorps préparés commercialement. Un échantillon de sang inconnu est réparti dans des puits séparés. Dans un puits, une petite quantité d'anticorps anti-A est ajoutée et dans un autre une petite quantité d'anticorps anti-B. Si l'antigène est présent, les anticorps provoqueront une agglutination visible des cellules (Figure 2). Le sang doit également être testé pour les anticorps Rh.

Figure 2 : Cet échantillon d'une carte & ldquobedside & rdquo produite commercialement permet une saisie rapide du sang d'un receveur et d'un donneur avant la transfusion. La carte contient trois sites ou puits de réaction. L'un est recouvert d'un anticorps anti-A, l'autre d'un anticorps anti-B et l'autre d'un anticorps anti-D (tests de présence du facteur Rh D). Le mélange d'une goutte de sang et de solution saline dans chaque puits permet au sang d'interagir avec une préparation d'anticorps spécifiques au type, également appelés anti-sérums. L'agglutination des globules rouges dans un site donné indique une identification positive des antigènes sanguins, dans ce cas les antigènes A et Rh pour le groupe sanguin A + . Aux fins de la transfusion, les groupes sanguins du donneur et du receveur doivent correspondre.

Protocoles de transfusion ABO

Pour éviter les réactions transfusionnelles, il est préférable de ne transfuser que des groupes sanguins correspondants, c'est-à-dire qu'un receveur de type B + devrait idéalement recevoir du sang uniquement d'un donneur de type B + et ainsi de suite. Cela dit, dans les situations d'urgence, lorsqu'une hémorragie aiguë menace la vie du patient, il n'y aura peut-être pas le temps de procéder à une comparaison croisée pour identifier le groupe sanguin. Dans ces cas, le sang d'un donneur universel &mdashan individuel de type O &moins de sang&mdash peut être transfusé. Rappelons que les érythrocytes de type O ne présentent pas d'antigènes A ou B. Ainsi, les anticorps anti-A ou anti-B qui pourraient circuler dans le plasma sanguin du patient ne rencontreront aucun antigène de surface érythrocytaire sur le sang donné et ne seront donc pas provoqués dans une réponse. Un problème avec cette désignation de donneur universel est que si l'individu O&moins a été préalablement exposé à l'antigène Rh, des anticorps Rh peuvent être présents dans le sang donné. De plus, l'introduction de sang de type O chez un individu avec du sang de type A, B ou AB introduira néanmoins des anticorps contre les antigènes A et B, car ceux-ci circulent toujours dans le plasma sanguin de type O. Cela peut poser des problèmes pour le receveur, mais comme le volume de sang transfusé est bien inférieur au volume de sang du patient, les effets indésirables des relativement peu d'anticorps plasmatiques perfusés sont généralement limités. Le facteur Rh joue également un rôle. Si les individus Rh&moins recevant du sang ont déjà été exposés à l'antigène Rh, des anticorps pour cet antigène peuvent être présents dans le sang et déclencher une agglutination dans une certaine mesure. Bien qu'il soit toujours préférable d'effectuer une comparaison du sang d'un patient avant la transfusion, dans une véritable situation d'urgence mettant en jeu le pronostic vital, cela n'est pas toujours possible et ces procédures peuvent être mises en œuvre.

Un patient de groupe sanguin AB+ est appelé receveur universel. Ce patient peut théoriquement recevoir n'importe quel type de sang, parce que le patient possède du sang et qu'il possède à la fois des antigènes A et B à la surface des érythrocytes et qu'il ne produit pas d'anticorps anti-A ou anti-B. De plus, un patient Rh + peut recevoir à la fois du sang Rh + et Rh & moins. Cependant, gardez à l'esprit que le sang du donneur contiendra des anticorps circulants, encore une fois avec des implications négatives possibles. La figure 3 résume les types sanguins et les compatibilités.

Sur les lieux d'accidents impliquant plusieurs véhicules, d'engagements militaires et de catastrophes naturelles ou d'origine humaine, de nombreuses victimes peuvent souffrir simultanément d'une hémorragie aiguë, mais le sang de type O peut ne pas être immédiatement disponible. Dans ces circonstances, les médecins peuvent au moins essayer de remplacer une partie du volume de sang qui a été perdu. Cela se fait par l'administration intraveineuse d'une solution saline qui fournit des fluides et des électrolytes dans des proportions équivalentes à celles du plasma sanguin normal. Des recherches sont en cours pour développer un sang artificiel sûr et efficace qui remplirait la fonction de transport d'oxygène du sang sans les globules rouges, permettant des transfusions sur le terrain sans souci d'incompatibilité. Ces substituts sanguins contiennent normalement des transporteurs d'oxygène à base d'hémoglobine et de perfluorocarbone.

Figure 3 : Ce graphique résume les caractéristiques des groupes sanguins du groupe sanguin ABO. Voir le texte pour en savoir plus sur le concept de donneur ou receveur universel.

Revue de chapitre

Les antigènes sont des molécules non-soi, généralement de grosses protéines, qui provoquent une réponse immunitaire. Dans les réactions transfusionnelles, les anticorps se fixent aux antigènes à la surface des érythrocytes et provoquent une agglutination et une hémolyse. Les antigènes des groupes sanguins ABO sont désignés A et B. Les personnes ayant du sang de type A ont des antigènes A sur leurs érythrocytes, tandis que celles ayant du sang de type B ont des antigènes B. Ceux qui ont du sang AB ont à la fois les antigènes A et B, et ceux qui ont du sang de type O n'ont ni les antigènes A ni B. Le plasma sanguin contient des anticorps préformés contre les antigènes non présents sur les érythrocytes d'une personne.

Un deuxième groupe d'antigènes sanguins est le groupe Rh, dont le plus important est Rh D. Les personnes ayant du sang Rh & moins n'ont pas cet antigène sur leurs érythrocytes, contrairement à celles qui sont Rh +. Environ 85 pour cent des Américains sont Rh +. Lorsqu'une femme Rh & moins tombe enceinte d'un fœtus Rh +, son corps peut commencer à produire des anticorps anti-Rh. Si elle tombe par la suite enceinte d'un deuxième fœtus Rh + et n'est pas traitée préventivement avec RhoGAM, le fœtus sera à risque de réaction antigène-anticorps, y compris l'agglutination et l'hémolyse. C'est ce qu'on appelle la maladie hémolytique du nouveau-né.

L'appariement croisé pour déterminer le groupe sanguin est nécessaire avant de transfuser du sang, à moins que le patient ne souffre d'une hémorragie qui constitue une menace immédiate pour sa vie, auquel cas du sang de type O et moins peut être transfusé.


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Paul Ehrlich a inventé le terme anticorps (en allemand Antikörper) dans sa théorie des chaînes latérales à la fin du 19e siècle. [7] En 1899, Ladislas Deutsch (László Detre) (1874-1939) nomma les substances hypothétiques à mi-chemin entre les constituants bactériens et les anticorps « substances immunogenes ou antigenes » (substances antigéniques ou immunogènes). Il croyait à l'origine que ces substances étaient des précurseurs d'anticorps, tout comme le zymogène est un précurseur d'une enzyme. Mais, en 1903, il a compris qu'un antigène induit la production de corps immunitaires (anticorps) et a écrit que le mot antigène est une contraction d'antisomatogène (Immunkörperbildner). Les Dictionnaire anglais d'oxford indique que la construction logique doit être "anti(body)-gen". [8]

    – les caractéristiques de surface distinctes d'un antigène, sa déterminant antigénique.
    Les molécules antigéniques, normalement de « gros » polymères biologiques, présentent généralement des caractéristiques de surface qui peuvent servir de points d'interaction pour des anticorps spécifiques. Une telle caractéristique constitue un épitope. La plupart des antigènes ont le potentiel d'être liés par plusieurs anticorps, dont chacun est spécifique à l'un des épitopes de l'antigène. En utilisant la métaphore du "serrure et clé", l'antigène peut être vu comme une chaîne de clés (épitopes) dont chacune correspond à une serrure différente (anticorps). Anticorps différent idiotypes, chacun a des régions distinctement formées déterminant la complémentarité.
    – A substance capable of causing an allergic reaction .The (detrimental) reaction may result after exposure via ingestion, inhalation, injection, or contact with skin. – A class of antigens that cause non-specific activation of T-cells, resulting in polyclonal T-cell activation and massive cytokine release. – A substance that invokes a specific immune non-responsiveness due to its molecular form. If its molecular form is changed, a tolerogen can become an immunogen. -binding protein – Proteins such as protein A, protein G, and protein L that are capable of binding to antibodies at positions outside of the antigen-binding site. While antigens are the "target" of antibodies, immunoglobulin-binding proteins "attack" antibodies.
  • T-dependent antigen – Antigens that require the assistance of T cells to induce the formation of specific antibodies.
  • T-independent antigen – Antigens that stimulate B cells directly.
  • Immunodominant antigens – Antigens that dominate (over all others from a pathogen) in their ability to produce an immune response. T cell responses typically are directed against a relatively few immunodominant epitopes, although in some cases (e.g., infection with the malaria pathogen Plasmodium spp.) it is dispersed over a relatively large number of parasite antigens. [9]

Antigen-presenting cells present antigens in the form of peptides on histocompatibility molecules. The T cells selectively recognize the antigens depending on the antigen and the type of the histocompatibility molecule, different types of T cells will be activated. For T-cell receptor (TCR) recognition, the peptide must be processed into small fragments inside the cell and presented by a major histocompatibility complex (MHC). [10] The antigen cannot elicit the immune response without the help of an immunologic adjuvant. [4] Similarly, the adjuvant component of vaccines plays an essential role in the activation of the innate immune system. [11] [12]

An immunogen is an antigen substance (or adduct) that is able to trigger a humoral (innate) or cell-mediated immune response. [13] It first initiates an innate immune response, which then causes the activation of the adaptive immune response. An antigen binds the highly variable immunoreceptor products (B-cell receptor or T-cell receptor) once these have been generated. Immunogens are those antigens, termed immunogenic, capable of inducing an immune response. [14]

At the molecular level, an antigen can be characterized by its ability to bind to an antibody's paratopes. Different antibodies have the potential to discriminate among specific epitopes present on the antigen surface. A hapten is a small molecule that changes the structure of an antigenic epitope. In order to induce an immune response, it needs to be attached to a large carrier molecule such as a protein (a complex of peptides). Antigens are usually carried by proteins and polysaccharides, and less frequently, lipids. This includes parts (coats, capsules, cell walls, flagella, fimbriae, and toxins) of bacteria, viruses, and other microorganisms. Lipids and nucleic acids are antigenic only when combined with proteins and polysaccharides. [ citation requise ] Non-microbial non-self antigens can include pollen, egg white, and proteins from transplanted tissues and organs or on the surface of transfused blood cells.

Antigens can be classified according to their source.

Exogenous antigens Edit

Exogenous antigens are antigens that have entered the body from the outside, for example, by inhalation, ingestion or injection. The immune system's response to exogenous antigens is often subclinical. By endocytosis or phagocytosis, exogenous antigens are taken into the antigen-presenting cells (APCs) and processed into fragments. APCs then present the fragments to T helper cells (CD4 + ) by the use of class II histocompatibility molecules on their surface. Some T cells are specific for the peptide:MHC complex. They become activated and start to secrete cytokines, substances that activate cytotoxic T lymphocytes (CTL), antibody-secreting B cells, macrophages and other particles.

Some antigens start out as exogenous and later become endogenous (for example, intracellular viruses). Intracellular antigens can be returned to circulation upon the destruction of the infected cell.

Endogenous antigens Edit

Endogenous antigens are generated within normal cells as a result of normal cell metabolism, or because of viral or intracellular bacterial infection. The fragments are then presented on the cell surface in the complex with MHC class I molecules. If activated cytotoxic CD8 + T cells recognize them, the T cells secrete various toxins that cause the lysis or apoptosis of the infected cell. In order to keep the cytotoxic cells from killing cells just for presenting self-proteins, the cytotoxic cells (self-reactive T cells) are deleted as a result of tolerance (negative selection). Endogenous antigens include xenogenic (heterologous), autologous and idiotypic or allogenic (homologous) antigens. Sometimes antigens are part of the host itself in an autoimmune disease. [2]

Autoantigens Edit

An autoantigen is usually a self-protein or protein complex (and sometimes DNA or RNA) that is recognized by the immune system of patients suffering from a specific autoimmune disease. Under normal conditions, these self-proteins should not be the target of the immune system, but in autoimmune diseases, their associated T cells are not deleted and instead attack.

Neoantigens Edit

Neoantigens are those that are entirely absent from the normal human genome. As compared with nonmutated self-proteins, neoantigens are of relevance to tumor control, as the quality of the T cell pool that is available for these antigens is not affected by central T cell tolerance. Technology to systematically analyze T cell reactivity against neoantigens became available only recently. [15] Neoantigens can be directly detected and quantified through a method called MANA-SRM developed by a molecular diagnostics company, Complete Omics Inc., through collaborating with a team in Johns Hopkins University School of Medicine. [16]

Viral antigens Edit

For virus-associated tumors, such as cervical cancer and a subset of head and neck cancers, epitopes derived from viral open reading frames contribute to the pool of neoantigens. [15]

Tumor antigens Edit

Tumor antigens are those antigens that are presented by MHC class I or MHC class II molecules on the surface of tumor cells. Antigens found only on such cells are called tumor-specific antigens (TSAs) and generally result from a tumor-specific mutation. More common are antigens that are presented by tumor cells and normal cells, called tumor-associated antigens (TAAs). Cytotoxic T lymphocytes that recognize these antigens may be able to destroy tumor cells. [15]

Tumor antigens can appear on the surface of the tumor in the form of, for example, a mutated receptor, in which case they are recognized by B cells. [15]

For human tumors without a viral etiology, novel peptides (neo-epitopes) are created by tumor-specific DNA alterations. [15]

Process Edit

A large fraction of human tumor mutations is effectively patient-specific. Therefore, neoantigens may also be based on individual tumor genomes. Deep-sequencing technologies can identify mutations within the protein-coding part of the genome (the exome) and predict potential neoantigens. In mice models, for all novel protein sequences, potential MHC-binding peptides were predicted. The resulting set of potential neoantigens was used to assess T cell reactivity. Exome–based analyses were exploited in a clinical setting, to assess reactivity in patients treated by either tumor-infiltrating lymphocyte (TIL) cell therapy or checkpoint blockade. Neoantigen identification was successful for multiple experimental model systems and human malignancies. [15]

The false-negative rate of cancer exome sequencing is low—i.e.: the majority of neoantigens occur within exonic sequence with sufficient coverage. However, the vast majority of mutations within expressed genes do not produce neoantigens that are recognized by autologous T cells. [15]

As of 2015 mass spectrometry resolution is insufficient to exclude many false positives from the pool of peptides that may be presented by MHC molecules. Instead, algorithms are used to identify the most likely candidates. These algorithms consider factors such as the likelihood of proteasomal processing, transport into the endoplasmic reticulum, affinity for the relevant MHC class I alleles and gene expression or protein translation levels. [15]

The majority of human neoantigens identified in unbiased screens display a high predicted MHC binding affinity. Minor histocompatibility antigens, a conceptually similar antigen class are also correctly identified by MHC binding algorithms. Another potential filter examines whether the mutation is expected to improve MHC binding. The nature of the central TCR-exposed residues of MHC-bound peptides is associated with peptide immunogenicity. [15]

Nativity Edit

A native antigen is an antigen that is not yet processed by an APC to smaller parts. T cells cannot bind native antigens, but require that they be processed by APCs, whereas B cells can be activated by native ones.

Antigenic specificity is the ability of the host cells to recognize an antigen specifically as a unique molecular entity and distinguish it from another with exquisite precision. Antigen specificity is due primarily to the side-chain conformations of the antigen. It is measurable and need not be linear or of a rate-limited step or equation. [2] [6] Both T cells and B cells are cellular components of adaptive immunity. [2] [17]


Antibody Testing

Because immunoglobulins are matched to a specific pathogen, they can be used to diagnose some diseases based on their unique structure. Antibody tests are used to detect disease-specific antibodies in a blood sample.

Antibody tests are available to diagnose (or help diagnose) a wide variety of infectious and autoimmune diseases, including:

Antibody tests do not detect the actual pathogens that cause an infection—they detect the antibodies that are produced in response to the infection. A positive result means "yes," the test has detected the antibody or antigen. A negative result means "no," while borderline results are considered inconclusive.

Depending on the disease, it may take time for enough antibodies to be produced to reach detectable levels. If it's done too soon, during the early window period, the test may deliver a false negative result.

An antibody test can confirm that an infection has taken place, as with COVID-19 or HIV, although it cannot tell you when.

Sometimes, immunoglobulin levels can be used to characterize the stage of an infection. Because IgM levels usually increase before the IgG response kicks in, a disease-specific IgM and IgG test can help determine whether an infection has occurred recently. For example, herpes simplex is an infection for which IgM and IgG tests can help determine the timing of the infection.  

In people with allergies, IgE tests can be used to confirm that an allergic response has occurred. These tests can also be used as part of the diagnostic process to determine whether IgE levels increase when you are intentionally exposed to an allergen.


Antigenic Characterization

&ldquoAntigens&rdquo are molecular structures on the surface of viruses that are recognized by the immune system and are capable of triggering an immune response (antibody production). On influenza viruses, the major antigens are found on the virus&rsquo surface proteins (see Figure 1).

When someone is exposed to an influenza virus (either through infection or vaccination) their immune system makes specific antibodies against the antigens (surface proteins) on that particular influenza virus. The term &ldquoantigenic properties&rdquo is used to describe the antibody or immune response triggered by the antigens on a particular virus. &ldquoAntigenic characterization&rdquo refers to the analysis of a virus&rsquo antigenic properties to help assess how related it is to another virus.

CDC antigenically characterizes about 2,000 influenza viruses every year to compare how similar currently circulating influenza viruses are to those that were included in the influenza vaccine and to monitor for changes in circulating influenza viruses. Antigenic characterization can give an indication of the flu vaccine&rsquos ability to produce an immune response against the influenza viruses circulating in people. This information also helps experts decide what viruses should be included in the upcoming season&rsquos influenza vaccine.

Other information that determines how similar a circulating virus is to a vaccine virus or another virus are the results of serology tests and genetic sequencing.

The above image shows the different features of an influenza virus, including the surface proteins hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA). Following influenza infection or receipt of the influenza vaccine, the body&rsquos immune system develops antibodies that recognize and bind to &ldquoantigenic sites,&rdquo which are regions found on an influenza virus&rsquo surface proteins. By binding to these antigenic sites, antibodies neutralize flu viruses, which prevents them from causing further infection.

The Hemagglutinin Inhibition Assay (HI Test)

Scientists use a test called the hemagglutinin inhibition (HI) assay to antigenically characterize influenza viruses. The HI test works by measuring how well antibodies bind to (and thus inactivate) influenza viruses.

Scientists use the HI test to assess the antigenic similarity between influenza viruses. This test is particularly useful for helping to select the vaccine viruses used in the seasonal flu vaccine. HI test results can tell us whether antibodies developed against vaccination with one virus are antigenically similar enough to another circulating influenza virus to produce an immune response against that circulating virus. Scientists also use the HI test to compare antigenic changes in currently circulating influenza viruses with influenza viruses that have circulated in the past.

The HI test involves three main components: antibodies, influenza virus, and red blood cells that are mixed together in the wells (i.e., cups) of a microtiter plate. (See Image 1.)

A microtiter plate is used to perform the HI test. The plate contains wells (i.e., cup-like depressions that can hold a small amount of liquid) where the solution of antibodies, influenza virus and red blood cells are inserted and allowed to interact. These wells are arranged according to rows and columns (which are identified on the microtiter plate by letters and numbers, respectively). The rows of the plate can be used to test different influenza viruses against the same set of antibodies. The columns can be used to differentiate between greater dilutions of antibodies, like a scale from low to high going from left to right (see Figures 3 and 4 for an example).

The antibodies used in the HI test are obtained by infecting an animal (usually a ferret) that is immunologically naïve (i.e., it has not been exposed to any influenza virus or vaccine previously in its lifetime). The animal&rsquos immune system creates antibodies in response to the antigens on the surface of the specific flu virus that was used to infect that animal. To study these antibodies, a sample of blood (serum) is drawn from the animal. The HI test measures how well these antibodies recognize and bind to other influenza viruses (for example, influenza viruses that have been isolated from flu patients). If the ferret antibodies (that resulted from exposure to the vaccine virus) recognize and bind to the influenza virus from a sick patient, this indicates that the vaccine virus is antigenically similar to the influenza virus obtained from the sick patient. This finding has implications for how well the vaccine might work in people. See Flu Vaccine Effectiveness: Questions and Answers for Health Professionals for more information.

As previously mentioned, the influenza viruses used in the HI test are taken from samples from sick people. CDC and other WHO collaborating centers collect specimens from people all over the world to track which influenza viruses are infecting humans and to monitor how these viruses are changing.

For the HI test, red blood cells (RBCs) are taken from animals (usually turkeys or guinea pigs). They are used in the HI test because influenza viruses bind to them. Normally, RBCs in a solution will sink to the bottom of the assay well and form a red dot at the bottom (Figure 2A). However, when an influenza virus is added to the RBC solution, the virus&rsquo hemagglutinin (HA) surface proteins will bind to multiple RBCs. When influenza viruses bind to the RBCs, the red cells form a lattice structure (Figure 2B). This keeps the RBCs suspended in solution instead of sinking to the bottom and forming the red dot. The process of the influenza virus binding to RBCs to form the lattice structure is called &ldquohemagglutination.&rdquo

The HI test involves the interaction of red blood cells (RBCs), antibody and influenza virus. Row A shows that in the absence of virus, RBCs in a solution will sink to the bottom of a microtiter plate well and look like a red dot. Row B shows that influenza viruses will bind to red blood cells when placed in the same solution. This is called hemagglutination and is represented by the formation of the lattice structure, depicted in the far right column under &ldquoMicrotiter Results.&rdquo Row C shows how antibodies that are antigenically similar to a virus being tested will recognize and bind to that influenza virus. This prevents the virus and RBCs from binding, and therefore, hemagglutination does not occur (i.e., hemagglutination inhibition occurs instead).

When antibodies are pre-mixed with influenza virus followed by RBCs, the antibodies will bind to influenza virus antigens that they recognize, covering the virus so that its HA surface proteins can no longer bind to RBCs (Figure 2C). The reaction between the antibody and the virus inhibits (i.e., prevents) hemagglutination from occurring, which results in hemagglutination inhibition (as shown in Figure 2C). This is why the assay is called a &ldquohemagglutinin inhibition (HI) test.&rdquo Hemagglutination (as depicted in Figure 2B) occurs when antibodies do not recognize and bind to the influenza viruses in the solution, and as a result, the influenza viruses bind to the red blood cells in the solution, forming the lattice structure. When the antibodies do recognize and bind to the influenza viruses in the solution, this shows that the vaccine virus (like the one the ferrets were infected with) has produced an immune response against the influenza virus obtained from the sick patient. When this happens, the influenza virus being tested is said to be &ldquoantigenically like&rdquo the influenza virus that created the antibodies (from ferrets).

When a circulating influenza virus is antigenically different from a vaccine or reference virus, the antibodies (developed in response to the vaccine or reference virus) will not recognize and bind to the circulating influenza virus&rsquo surface antigens. In the HI test this will cause hemagglutination to occur (see Figure 2B). This indicates that the vaccine virus or reference virus has not caused an immune response (i.e., the creation of antibodies) that recognizes and targets the circulating influenza virus. Circulating influenza viruses tested via the HI test are typically obtained from respiratory samples collected from ill patients.

Assessing Antigenic Similarity Using the HI Test

The HI test assesses the degree of antigenic similarity between two viruses using a scale based on greater dilutions of antibodies. As previously mentioned, the HI test is performed using a microtiter plate. The microtiter plate contains rows and columns of wells (i.e., cups) where RBCs, influenza virus and antibodies (developed against a comparison virus, such as a vaccine virus) are mixed. Dilutions are marked across the top of the microtiter plate. These dilutions function as a scale for assessing antigenic similarity and immune response. By testing the ability of greater dilutions of antibody to prevent hemagglutination, scientists measure how well those antibodies recognize and bind to (and therefore inactivate) an influenza virus. The higher the dilution, the fewer antibodies are needed to block hemagglutination and the more antigenically similar the two viruses being compared are to each other. The highest dilution of antibody that results in hemagglutinin inhibition is considered a virus&rsquos HI titer (Figure 3). Higher HI titers are associated with greater antigenic similarity. Greater antigenic similarity suggests that vaccination would produce an immune response against the test virus.

This virus sample has an HI titer of 1280, which means that the greatest dilution of antibody that still blocked hemagglutination from occurring was at 1280 dilution. At this dilution, the antibodies were still capable of recognizing and binding to the antigens on the virus.

When CDC antigenically characterizes influenza viruses to inform decisions on the formulation of the seasonal flu vaccine, the HI test is used to compare currently circulating viruses (B&C) with vaccine viruses (A). This allows scientists to quickly determine if a virus used in the seasonal flu vaccine is antigenically similar to circulating influenza viruses and therefore capable of producing an immune response against them.

Public health experts consider influenza viruses to be antigenically similar or &ldquolike&rdquo each other if their HI titers differ by two dilutions or less. (This is equivalent to a two-well (i.e., a four-fold dilution) or less difference). Using figure 4 as an example, when circulating virus 1 is compared to a vaccine virus, circulating virus 1 differs by one dilution (a 2-fold difference) and therefore is &ldquolike&rdquo the previous season&rsquos vaccine virus. However, circulating virus 2 differs by five dilutions (a 32-fold difference) and therefore is not like the previous season&rsquos vaccine virus. Circulating viruses that are antigenically dissimilar (i.e., not &ldquolike&rdquo) the reference panel are considered &ldquolow reactors.&rdquo

Limitations

Antigenic characterization gives important information about whether a vaccine made using a specific vaccine virus will protect against circulating influenza viruses, but there are several limitations to antigenic characterization test methodology, which are described below.

Egg Adaptations

Right now, most flu vaccines are made using viruses grown in eggs. As human influenza viruses adapt to grow in eggs, genetic changes can occur in the viruses. These are called &ldquoegg-adapted&rdquo changes. Some egg-adapted changes may change the virus&rsquo antigenic (or immunogenic) properties while others may not. Egg-adapted changes have become a particular problem for selection of candidate vaccine viruses (CVVs) for the influenza A(H3N2) virus component of the flu vaccine. Influenza A(H3N2) viruses tend to grow less well in chicken eggs than influenza A(H1N1) viruses and they also are more prone to egg-adapted changes. Such changes can reduce the immune protection provided by the flu vaccine against circulating A(H3N2) viruses.


10) Diseases and immunity

Pathogen: is a disease-causing organism.

Transmissible disease: is a disease in which the pathogen can be passed from one host to another.

Pathogens responsible for transmissible diseases can be spread either through direct contact, eg. through blood or other body fluids, or indirectly,, eg. from contaminated surfaces or food, from animals, or from the air.

Mechanical barriers – skin and hair in the nose.

Chemical barriers – stomach acid, mucus produced by the lining of the trachea and bronchi, and tears which contain an enzyme called lysozyme.

Cells – phagocytosis and antibody production by white blood cells.

Vaccination – can enhance the body’s defense.

  • On the surface of all cells there are chemical substances called antigens.
  • Lymphocytes produce proteins called antibodies which attack the antigens of bacteria that invade the body.
  • The antibodies may attach to the surface of the bacteria to mark them, making it easier for the phagocytes to find and ingest them.
  • Each pathogen has its own antigens, which have specific shapes, so specific antibodies which fit the specific shapes of the antigens are needed.

Active immunity: is the defence against a pathogen by antibody production in the body. This is gained after an infection by a pathogen, or by vaccination.


Contenu

Paul Ehrlich coined the term antibody (in German Antikörper) in his side-chain theory at the end of the 19th century. [7] In 1899, Ladislas Deutsch (László Detre) (1874–1939) named the hypothetical substances halfway between bacterial constituents and antibodies "substances immunogenes ou antigenes" (antigenic or immunogenic substances). He originally believed those substances to be precursors of antibodies, just as zymogen is a precursor of an enzyme. But, by 1903, he understood that an antigen induces the production of immune bodies (antibodies) and wrote that the word antigen is a contraction of antisomatogen (Immunkörperbildner). Les Oxford English Dictionary indicates that the logical construction should be "anti(body)-gen". [8]

    – the distinct surface features of an antigen, its antigenic determinant.
    Antigenic molecules, normally "large" biological polymers, usually present surface features that can act as points of interaction for specific antibodies. Any such feature constitutes an epitope. Most antigens have the potential to be bound by multiple antibodies, each of which is specific to one of the antigen's epitopes. Using the "lock and key" metaphor, the antigen can be seen as a string of keys (epitopes) each of which matches a different lock (antibody). Different antibody idiotypes, each have distinctly formed complementarity-determining regions.
    – A substance capable of causing an allergic reaction .The (detrimental) reaction may result after exposure via ingestion, inhalation, injection, or contact with skin. – A class of antigens that cause non-specific activation of T-cells, resulting in polyclonal T-cell activation and massive cytokine release. – A substance that invokes a specific immune non-responsiveness due to its molecular form. If its molecular form is changed, a tolerogen can become an immunogen. -binding protein – Proteins such as protein A, protein G, and protein L that are capable of binding to antibodies at positions outside of the antigen-binding site. While antigens are the "target" of antibodies, immunoglobulin-binding proteins "attack" antibodies.
  • T-dependent antigen – Antigens that require the assistance of T cells to induce the formation of specific antibodies.
  • T-independent antigen – Antigens that stimulate B cells directly.
  • Immunodominant antigens – Antigens that dominate (over all others from a pathogen) in their ability to produce an immune response. T cell responses typically are directed against a relatively few immunodominant epitopes, although in some cases (e.g., infection with the malaria pathogen Plasmodium spp.) it is dispersed over a relatively large number of parasite antigens. [9]

Antigen-presenting cells present antigens in the form of peptides on histocompatibility molecules. The T cells selectively recognize the antigens depending on the antigen and the type of the histocompatibility molecule, different types of T cells will be activated. For T-cell receptor (TCR) recognition, the peptide must be processed into small fragments inside the cell and presented by a major histocompatibility complex (MHC). [10] The antigen cannot elicit the immune response without the help of an immunologic adjuvant. [4] Similarly, the adjuvant component of vaccines plays an essential role in the activation of the innate immune system. [11] [12]

An immunogen is an antigen substance (or adduct) that is able to trigger a humoral (innate) or cell-mediated immune response. [13] It first initiates an innate immune response, which then causes the activation of the adaptive immune response. An antigen binds the highly variable immunoreceptor products (B-cell receptor or T-cell receptor) once these have been generated. Immunogens are those antigens, termed immunogenic, capable of inducing an immune response. [14]

At the molecular level, an antigen can be characterized by its ability to bind to an antibody's paratopes. Different antibodies have the potential to discriminate among specific epitopes present on the antigen surface. A hapten is a small molecule that changes the structure of an antigenic epitope. In order to induce an immune response, it needs to be attached to a large carrier molecule such as a protein (a complex of peptides). Antigens are usually carried by proteins and polysaccharides, and less frequently, lipids. This includes parts (coats, capsules, cell walls, flagella, fimbriae, and toxins) of bacteria, viruses, and other microorganisms. Lipids and nucleic acids are antigenic only when combined with proteins and polysaccharides. [ citation requise ] Non-microbial non-self antigens can include pollen, egg white, and proteins from transplanted tissues and organs or on the surface of transfused blood cells.

Antigens can be classified according to their source.

Exogenous antigens Edit

Exogenous antigens are antigens that have entered the body from the outside, for example, by inhalation, ingestion or injection. The immune system's response to exogenous antigens is often subclinical. By endocytosis or phagocytosis, exogenous antigens are taken into the antigen-presenting cells (APCs) and processed into fragments. APCs then present the fragments to T helper cells (CD4 + ) by the use of class II histocompatibility molecules on their surface. Some T cells are specific for the peptide:MHC complex. They become activated and start to secrete cytokines, substances that activate cytotoxic T lymphocytes (CTL), antibody-secreting B cells, macrophages and other particles.

Some antigens start out as exogenous and later become endogenous (for example, intracellular viruses). Intracellular antigens can be returned to circulation upon the destruction of the infected cell.

Endogenous antigens Edit

Endogenous antigens are generated within normal cells as a result of normal cell metabolism, or because of viral or intracellular bacterial infection. The fragments are then presented on the cell surface in the complex with MHC class I molecules. If activated cytotoxic CD8 + T cells recognize them, the T cells secrete various toxins that cause the lysis or apoptosis of the infected cell. In order to keep the cytotoxic cells from killing cells just for presenting self-proteins, the cytotoxic cells (self-reactive T cells) are deleted as a result of tolerance (negative selection). Endogenous antigens include xenogenic (heterologous), autologous and idiotypic or allogenic (homologous) antigens. Sometimes antigens are part of the host itself in an autoimmune disease. [2]

Autoantigens Edit

An autoantigen is usually a self-protein or protein complex (and sometimes DNA or RNA) that is recognized by the immune system of patients suffering from a specific autoimmune disease. Under normal conditions, these self-proteins should not be the target of the immune system, but in autoimmune diseases, their associated T cells are not deleted and instead attack.

Neoantigens Edit

Neoantigens are those that are entirely absent from the normal human genome. As compared with nonmutated self-proteins, neoantigens are of relevance to tumor control, as the quality of the T cell pool that is available for these antigens is not affected by central T cell tolerance. Technology to systematically analyze T cell reactivity against neoantigens became available only recently. [15] Neoantigens can be directly detected and quantified through a method called MANA-SRM developed by a molecular diagnostics company, Complete Omics Inc., through collaborating with a team in Johns Hopkins University School of Medicine. [16]

Viral antigens Edit

For virus-associated tumors, such as cervical cancer and a subset of head and neck cancers, epitopes derived from viral open reading frames contribute to the pool of neoantigens. [15]

Tumor antigens Edit

Tumor antigens are those antigens that are presented by MHC class I or MHC class II molecules on the surface of tumor cells. Antigens found only on such cells are called tumor-specific antigens (TSAs) and generally result from a tumor-specific mutation. More common are antigens that are presented by tumor cells and normal cells, called tumor-associated antigens (TAAs). Cytotoxic T lymphocytes that recognize these antigens may be able to destroy tumor cells. [15]

Tumor antigens can appear on the surface of the tumor in the form of, for example, a mutated receptor, in which case they are recognized by B cells. [15]

For human tumors without a viral etiology, novel peptides (neo-epitopes) are created by tumor-specific DNA alterations. [15]

Process Edit

A large fraction of human tumor mutations is effectively patient-specific. Therefore, neoantigens may also be based on individual tumor genomes. Deep-sequencing technologies can identify mutations within the protein-coding part of the genome (the exome) and predict potential neoantigens. In mice models, for all novel protein sequences, potential MHC-binding peptides were predicted. The resulting set of potential neoantigens was used to assess T cell reactivity. Exome–based analyses were exploited in a clinical setting, to assess reactivity in patients treated by either tumor-infiltrating lymphocyte (TIL) cell therapy or checkpoint blockade. Neoantigen identification was successful for multiple experimental model systems and human malignancies. [15]

The false-negative rate of cancer exome sequencing is low—i.e.: the majority of neoantigens occur within exonic sequence with sufficient coverage. However, the vast majority of mutations within expressed genes do not produce neoantigens that are recognized by autologous T cells. [15]

As of 2015 mass spectrometry resolution is insufficient to exclude many false positives from the pool of peptides that may be presented by MHC molecules. Instead, algorithms are used to identify the most likely candidates. These algorithms consider factors such as the likelihood of proteasomal processing, transport into the endoplasmic reticulum, affinity for the relevant MHC class I alleles and gene expression or protein translation levels. [15]

The majority of human neoantigens identified in unbiased screens display a high predicted MHC binding affinity. Minor histocompatibility antigens, a conceptually similar antigen class are also correctly identified by MHC binding algorithms. Another potential filter examines whether the mutation is expected to improve MHC binding. The nature of the central TCR-exposed residues of MHC-bound peptides is associated with peptide immunogenicity. [15]

Nativity Edit

A native antigen is an antigen that is not yet processed by an APC to smaller parts. T cells cannot bind native antigens, but require that they be processed by APCs, whereas B cells can be activated by native ones.

Antigenic specificity is the ability of the host cells to recognize an antigen specifically as a unique molecular entity and distinguish it from another with exquisite precision. Antigen specificity is due primarily to the side-chain conformations of the antigen. It is measurable and need not be linear or of a rate-limited step or equation. [2] [6] Both T cells and B cells are cellular components of adaptive immunity. [2] [17]


Voir la vidéo: Au coeur des organes: Limmunité adaptative (Mai 2022).