Imunoglobuliny (protilátky) jsou nejdůležitějšími proteiny specifické imunitní reakce a jejich úkolem je mimo jiné chránit tělo před hrozbami. z mikroorganismů. Nedostatek nebo nadbytek protilátek může být známkou různých patologií, proto je jejich stanovení v krvi důležitým prvkem v diagnostice mnoha onemocnění. Pokrok biomedicínských věd navíc umožnil použití syntetických protilátek při léčbě některých nemocí.

Imunoglobuliny , také známé jakoprotilátky , neboli gamaglobuliny, jsou imunitní proteiny produkované buňkami imunitního systému – plazmatickými buňkami, které jsou typem B lymfocytů.

Protilátky jsou přítomny v tělesných tekutinách všech obratlovců a vznikají kontaktem s chemickými částicemi (antigeny), např. bakteriemi, viry, a v některých případech i kontaktem s vlastními tkáněmi (tzv. autoantigeny).

Protilátky jsou součástí humorální imunitní odpovědi a působí velmi specificky, protože jsou vždy namířeny proti specifickému antigenu.

Název "humorální" pochází z humorální teorie, která byla běžná v lékařství ve starověku a předpokládala přítomnost tělních tekutin (humorů) v lidském těle. Ačkoli tato teorie byla dlouho vyvrácena, některé její formulace se stále používají v lékařské terminologii.

Humorální imunitní odpověď se skládá z B lymfocytů (včetně plazmatických buněk) a protilátek, které produkují. Humorální výraz naráží na skutečnost, že prvky imunitního systému, které jej zahrnují, se nacházejí v tělesných tekutinách (humorech), jako je lymfa nebo plazma.

Imunoglobuliny (protilátky) - typy a struktury

Protilátky mají tvar písmene „Y“ a skládají se ze dvou párů proteinových řetězců – lehkého a těžkého, které jsou spolu spojeny disulfidovými vazbami. Na základě rozdílů ve struktuře těžkých řetězců bylo rozlišeno několik tříd (typů) protilátek:

  • imunoglobulin typu A (IgA) - (alfa těžký řetězec) je protilátka, která je vylučována hlavně přes sliznice, např. střeva, dýchací cesty, a sekrety např. sliny, zajišťující lokální humorální imunitu
  • imunoglobulin typu D (IgD) - (delta těžkého řetězce) je nejméně známá protilátka a tvoří až 1 procento.všechny protilátky v krvi
  • imunoglobulinu typu E (IgE) - (těžký řetězec epsilon) je pouze 0,002 procenta. všechny protilátky v krvi a má jedinečnou vlastnost aktivovat žírné buňky a bazofily, což vede mimo jiné k jejich uvolnění. histaminy
  • imunoglobuliny typu G (IgG) - (gama těžký řetězec) jsou nejpočetnější (80 % všech protilátek) a nejperzistentnější protilátky v těle, protože mohou zůstat v krvi i několik desítek let po kontaktu s antigenem
  • imunoglobuliny typu M (IgM) - (mi těžký řetězec) jsou produkovány jako první v průběhu imunitní odpovědi, jsou méně perzistentní a jsou postupně nahrazovány IgG protilátkami

Většina protilátek (IgG, IgD, IgE) existuje jako jediná molekula "Y" (monomer). Výjimkou je protilátka IgA, která je ve dvojí formě (dimer) a protilátka IgM, která tvoří tvar tzv. sněhová vločka (pentamer).

Protilátky v oblasti lehkého a těžkého řetězce mají variabilní oblast, což je specifická aminokyselinová sekvence, která se téměř dokonale shoduje se sekvencí na antigenu. Tato oblast se nazývá paratop a je odpovědná za specifickou vazebnou specifitu antigenu každé protilátky.

Následně každá protilátka pasuje na antigen jako klíč a zámek a vzájemným spojením tvoří tzv. imunitní komplex. Je však třeba mít na paměti, že protilátky přesto vykazují flexibilitu vázat se na různé antigeny, což znamená, že mohou být přiřazeny různým antigenům, což může vést ke zkříženým reakcím. Tento jev je pozorován velmi často u alergií.

  • KŘÍŽOVÁ ALERGIE - příznaky. Tabulka křížových alergenů

Imunoglobuliny (protilátky) - role v těle

Úlohou všech protilátek v těle je účastnit se imunitních reakcí. Protilátky jsou schopny tvořit imunitní komplexy s molekulami antigenu a aktivovat systém komplementu a zánět. To slouží k neutralizaci antigenu a jeho bezpečnému odstranění z těla.

Díky svým různorodým biochemickým vlastnostem mohou různé třídy protilátek vykonávat specializované funkce:

  • neutralizovat parazity (IgE)
  • neutralizuje mikroorganismy (IgM, IgG)
  • chránit před onemocněním, např. příušnicemi (IgG)
  • chránit sliznice před mikroorganismy a alergeny (IgA)
  • podílet se na zrání a vývoji lymfocytů (IgD)
  • poskytují imunitu plodu (IgG) a novorozenci (IgA)

Imunoglobuliny(protilátky) - imunitní paměť

V imunitní odpovědi existuje primární a sekundární odpověď.Primární imunitní odpověďse rozvine při prvním kontaktu s antigenem, poté tělo produkuje převážně IgM protilátky, které jsou postupně nahrazovány specifičtějšími a trvalejšími IgG protilátkami, a sekundární imunologická odpověďvzniká při opakovaném kontaktu se stejným antigenem. Je intenzivnější než primární odpověď a koncentrace protilátek dosahuje vyšších hladin než u primární odpovědi. imunitní paměť a přítomnost paměťových B lymfocytů. Takové buňky žijí v těle léta a když se znovu dostanou do kontaktu s antigenem, začnou se velmi intenzivně dělit a produkovat specifické protilátky

Imunoglobuliny (protilátky) - antigenní variabilita protilátek

Jedním z nejvíce fascinujících fenoménů v oblasti protilátek je proces jejich tvorby a obrovská rozmanitost, které jsou schopny dosáhnout, protože počet kombinací protilátek se odhaduje až na bilion. Tajemství spočívá ve struktuře genů kódujících protilátky a v procesech rekombinace genů pro protilátky a jejich hypermutace

Tyto procesy lze označit jako řízené zavádění mutací do genomu za účelem pokusu a omylu shody vhodných protilátek. I když to nezní příliš složitě, je to ve skutečnosti velmi složitý proces, který vyžaduje extrémní přesnost a v případě chyb může vést až ke vzniku novotvarů.

Imunoglobuliny (protilátky) - vakcíny

Protilátky hrají klíčovou roli ve vývoji imunity po očkování. Když se buňky imunitního systému dostanou do kontaktu s antigenem obsaženým ve vakcíně, produkují protilátky.

Nejprve méně perzistentní a specifické IgM, poté perzistentní a perzistentní po léta v krvi IgG. Například během vakcinace proti viru hepatitidy B (HBV) se podávají v intervalech tři dávky vakcíny k navození trvalé imunity. Měřítkem účinnosti takového očkování je měření hladiny IgG protilátek proti virovým antigenům v krvi

  • Antigeny a protilátky hepatitidy B
  • Antineuronální protilátky – co to je? Jaké nemoci indikují?
  • Anti-TPO protilátky - normální. Jak interpretovat výsledky testu?
  • TRAb Anti-thyroidní protilátky – standardy a výsledky testů
  • Anti-TG Antithyroidní protilátky

Imunoglobuliny (protilátky) - sérologický konflikt

Jedním z nejdůležitějších testů u těhotných žen je posouzení přítomnosti a sledování protilátek proti antigenům červených krvinek plodu. V sérologickém konfliktu mohou takové protilátky procházet placentou k plodu a zničit jeho červené krvinky, což způsobí hemolytické onemocnění. K tomu dochází, když má matka krevní skupinu Rh (-) a plod je Rh (+).

Imunoglobuliny (protilátky) - testy

Protilátky tvoří 12-18 % sérových proteinů. Pro posouzení množství jednotlivých proteinových frakcí včetně protilátek se provádí proteinogram. Tento test je založen na elektroforéze sérových proteinů, tj. jejich separaci v elektrickém poli.

Testování protilátek se provádí ze žilní krve (IgM, IgG, IgE, IgA) nebo ze slin a stolice (IgA). Ve vybraných klinických situacích lze provést vyšetření jiného materiálu, např. mozkomíšního moku.

Koncentrace celkového IgG, IgM, IgA a lehkého řetězce protilátek se běžně stanovují imunonefelometrickými a imunoturbidimetrickými metodami. Naproti tomu celková koncentrace IgE protilátek je nejčastěji testována pomocí imunochemiluminiscenčních metod

Imunoturbidimetrické a imunonefelometrické metody využívají schopnost zakalit roztoky a rozptylovat světlo tvorbou komplexů antigen-protilátka. Imunonefelometrická metoda měří intenzitu světla rozptýleného testovacím roztokem a imunoturbidimetrická metoda měří intenzitu světla procházejícího testovacím roztokem. Tyto metody se používají mj. pro stanovení celkové koncentrace různých tříd protilátek

Patologické formy protilátek lze také označit v laboratoři. Příkladem je monoklonální protilátka (M protein), což je neúplná protilátka (např. postrádající fragment těžkého nebo lehkého řetězce) nacházející se u monoklonálních gamapatií nebo lymfomů. Dalším příkladem je protein Bence-Jones nalezený v moči lidí s mnohočetným myelomem.

Stojí za to vědět

Imunoglobuliny (protilátky) - normy

Normy pro celkové hladiny protilátek v krvi jsou závislé na věku a pro dospělé jsou:

  • IgG - 6,62-15,8 g / l
  • IgM - 0,53-3,44 g / l
  • IgA – 0,52–3,44 g / l
  • IgE – až 0,0003 g / l
  • IgD – až 0,03 g / l

Imunoglobuliny (protilátky) - výsledky a jejich interpretace

Mnoho klinických situací může vést ke zvýšení hladin protilátek (hypergamaglobulinémie) nebo poklesu protilátek (hypogamaglobulinémie).

Zvýšit nebo snížitmůže se vztahovat na celkové množství protilátek i pouze na vybrané třídy. Klinický význam má také stanovení přítomnosti specifických protilátek namířených proti specifickým mikroorganismům nebo vlastním tkáním

Imunoglobulin (protilátky) – co znamená zvýšená hladina protilátek?

Polyklonální hypergamaglobulinémie je důsledkem nadprodukce mnoha tříd protilátek různými plazmatickými buňkami a může být důsledkem:

  • akutní a chronický zánět
  • parazitární, bakteriální, virová nebo plísňová onemocnění
  • autoimunitní onemocnění
  • cirhóza jater
  • sarkoidóza
  • AIDS

Imunoglobulin (protilátky) - což znamená nízkou hladinu protilátek?

Monoklonální hypergamaglobulinémie je důsledkem nadměrné produkce protilátek jedním klonem rakovinné buňky a může být důsledkem:

  • mnohočetný myelom
  • Neznámá příčina Gammapatii (MGUS)
  • lymfom
  • Walderströmova makroglobulinémie

Hypogamaglobulinémie může být způsobena:

  • genetické dědičné imunodeficience, např. těžká kombinovaná imunodeficience (SCID)
  • léky, např. antimalarika, cytostatika, glukokortikosteroidy
  • podvýživa
  • infekcí, např. HIV, EBV
  • rakovina, např. leukémie, lymfomy
  • nefrotický syndrom
  • rozsáhlé popáleniny
  • těžký průjem

Imunoglobuliny (protilátky) - používané v laboratorní diagnostice

Protilátky (hlavně IgG) se běžně používají v laboratorním výzkumu. Takové protilátky se získávají v laboratorních podmínkách a nazývají se monoklonální protilátky. Pocházejí z jediného buněčného klonu a jsou namířeny proti specifickému antigenu.

Primární metoda produkce monoklonálních protilátek využívá laboratorní myši a buněčné kultury. Jde o kombinaci dvou typů buněk: rakovinných buněk (myelom) a B lymfocytů, které produkují specifické protilátky.

Poté mohou být monoklonální protilátky modifikovány připojením enzymů, radioizotopů a fluorescenčních barviv k nim. Protilátkové metody využívají schopnost specificky se vázat na antigen.

  • metoda ELISA

ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) je jednou z nejčastěji používaných metod v diagnostice a vědeckém výzkumu. Metoda ELISA využívá monoklonální protilátky, které jsou navázány na enzym. Pro niS pomocí je možné kvantifikovat různé antigeny v biologickém materiálu. Výhodou metody ELISA je její jednoduchost a vysoká citlivost. Metoda ELISA se provádí pomocí speciálních plastových destiček s jamkami naplněnými např. boreliovými antigeny a specifickými monoklonálními protilátkami, které jsou určeny k detekci protilátek ve vzorku pacienta.

  • metoda RIA

Metoda radioimunoanalýzy (RIA) spočívá v detekci antigenů pomocí protilátek značených radioaktivními izotopy, např. uhlíkem 14C. Z důvodu bezpečnosti práce s radioaktivními látkami se však častěji používá metoda ELISA

  • metoda Westernblot

Metoda Westernblot spočívá v oddělení testovaného antigenu v elektrickém poli a následném přenesení na speciální membránu. Na antigenní membránu jsou pak aplikovány specifické protilátky značené barvivem nebo enzymem. Metoda Westernblot umožňuje velmi specifickou detekci antigenů, proto se používá v testech, které potvrzují neprůkazné výsledky, např. v sérologické diagnostice lymské boreliózy.

  • Průtoková cytometrie

Metoda spočívá v detekci specifických markerů na povrchu buněk (imunofenotypizace). V cytometrii se používají fluorescenčně značené monoklonální protilátky specifické pro konkrétní povrchový marker na buňce. Označené buňky jsou pak detekovány detektorem. Průtoková cytometrie se používá např. v testu CD57.

  • Imunohistochemie

Díky imunohistochemickým metodám je možné detekovat antigeny ve tkáňových fragmentech pomocí značených protilátek, které jsou následně pozorovány pod mikroskopem

  • Protein microarray

Protein microarray je moderní metoda, jejíž princip je podobný metodě ELISA. Díky miniaturizaci a možnosti jednorázové detekce až několika stovek různých proteinů našel uplatnění ve vědeckém výzkumu a alergologii.

Imunoglobuliny (protilátky) - použití v terapii

Monoklonální protilátky lze také použít při léčbě určitých onemocnění. Poprvé byly použity v roce 1981 při léčbě lymfomu. Monoklonální protilátky se používají v:

  • zabíjení nádorových buněk, např. Ofatumumab (IgG proti markeru CD20)
  • inhibice vybraných buněk imunitního systému při transplantaci, např. Muronomab (IgG proti CD3 markeru)
  • inhibice imunitních reakcí u autoimunitních onemocnění, např. adalimumab (IgG proti nekrotickému faktorurakovina alfa)

Bibliografie:

  1. Pietrucha B. Vybrané problémy klinické imunologie - protilátkové deficity a buněčné deficity (část I) Pediatr Pol, 2011, 86 (5), 548-558
  2. Paul W.E. Základní imunologie, Philadelphia: Wolters Kluwer / Lippincott Williams & Wilkin 2008, 6. vydání.
  3. Laboratorní diagnostika s prvky klinické biochemie, učebnice pro studenty medicíny vydaná Dembińska-Kieć A. a Naskalski J.W., Elsevier Urban & Partner Wydawnictwo Wrocław 2009, 3. vydání
  4. Vnitřní nemoci, edited by Szczeklik A., Medycyna Praktyczna Kraków 2010
O autoroviKarolina Karabin, MD, PhD, molekulární bioložka, laboratorní diagnostika, Cambridge Diagnostics PolskaProfesí biolog se specializací na mikrobiologii a laboratorní diagnostik s více než 10letou praxí v laboratorních pracích. Absolvent Vysoké školy molekulární medicíny a člen Polské společnosti humánní genetiky Vedoucí výzkumných grantů v Laboratoři molekulární diagnostiky na Klinice hematologie, onkologie a vnitřních nemocí Lékařské univerzity ve Varšavě. Titul doktora lékařských věd v oboru lékařská biologie obhájila na 1. lékařské fakultě Lékařské univerzity ve Varšavě. Autor mnoha vědeckých a populárně vědeckých prací z oblasti laboratorní diagnostiky, molekulární biologie a výživy. Denně jako specialista v oblasti laboratorní diagnostiky vede obsahové oddělení v Cambridge Diagnostics Polska a spolupracuje s týmem nutričních specialistů CD Dietary Clinic. Své praktické poznatky z diagnostiky a dietoterapie nemocí sdílí s odborníky na konferencích, školeních, v časopisech a na webových stránkách. Zajímá se zejména o vliv moderního životního stylu na molekulární procesy v těle.

Kategorie:

Imunitní systém