Антигены. Свойства, классификация. Процессинг и презентация

1. Антигены. Свойства, классификация. Процессинг и презентация.

АНТИГЕНЫ.
СВОЙСТВА, КЛАССИФИКАЦИЯ.
ПРОЦЕССИНГ И ПРЕЗЕНТАЦИЯ.
Обухова Елена Сергеевна,
канд.биол.наук,
доцент курса микробиологии
МИ ПетрГУ

2. Антигены

АНТИГЕНЫ
Антигены-
вещества различного
происхождения, несущие признаки
генетической чужеродности и
вызывающие развитие иммунных
реакций :
гуморальных, клеточных,
иммунологической толерантности,
иммунологической памяти и др.

3. Антигенами могут быть:

АНТИГЕНАМИ МОГУТ БЫТЬ:
белки,
полисахариды и нуклеиновые
кислоты в комбинации между собой
или липидами;
любые структуры, несущие признаки
генетической чужеродности и
распознаваемые в этом качестве иммунной
системой.
Наибольшей иммуногенностью обладают
белковые антигены, в том числе
бактериальные экзотоксины,
вирусная нейраминидаза.

4. Происхождение антигенов

ПРОИСХОЖДЕНИЕ АНТИГЕНОВ
Продукт жизнедеятельности любого
чужеродного организма;
вещества образовывавшиеся в
собственном организме при
нарушении процессов биосинтеза или
биодеградации молекул.

5. Свойства антигенов

СВОЙСТВА АНТИГЕНОВ
Антигенность
Специфичность
Чужеродность
Иммуногенность
толерогенность
и

6. антигенность

АНТИГЕННОСТЬ
- способность молекулы
антигена
взаимодействовать с
факторами иммунитета
(антителами,
клоном эффекторных
лимфоцитов)

7. Специфичность

СПЕЦИФИЧНОСТЬ
- способность антигена индуцировать
иммунный ответ к строго
определенному эпитопу.
Эпитоп
(антигенная детерминанта) –
структура обладающая индивидуальной
антигенной специфичностью
Эпитоп
в белковой молекуле – 6-25
аминокислот.
ВАЛЕНТНОСТЬ – это количество
эпитопов.

8. Структура антигена

СТРУКТУРА АНТИГЕНА
(эпитопы)

9. Структура антигена

СТРУКТУРА АНТИГЕНА
АГ
Несущая
часть
Эпитоп
Индукция
иммунного ответа
Взаимодействие с
АТ и ТКР

10. Чужеродность

ЧУЖЕРОДНОСТЬ
- наличие в антигене структур,
отсутствующих в данном организме
Собственные антигены в организме под
действием внешних физических или
химических факторов могут приобрести
свойство чужеродности.
Часто служат причиной аллергий
Чужеродность определяется молекулярной
массой, размерами и строением
биополимера, его макромолекулярностью и
жесткостью структуры.

11. Иммуногенность

ИММУНОГЕННОСТЬ
-
способность антигена вызывать
специфический продуктивный ответ
-
При этом АГ действует на лимфоцит ,
имеющий рецепторы к АГ (антигенреактивная клетка - АРК), этот
лимфоцит выделяет цитокины и
пролиферирует в клон эффекторных
клеток (либо Т-киллеры, либо Влимфоциты)

12. Факторы влияющие на иммуногенность

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ИММУНОГЕННОСТЬ
1 группа факторов
Химический состав. Наибольшей
иммуногенностью обладают белки и
полисахариды, наименьшей- НК и
липиды.
Размер и молекулярная масса. Для
белков и полисахаридов наблюдается
увеличение иммуногенности с массой
молекулы.

13. Факторы влияющие на иммуногенность

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ИММУНОГЕННОСТЬ
1 группа факторов.
Пространственная структура. Глобулярные
белки обладают большей иммуногенностью,
чем фибриллярные. Корпускулярные
частицы (бактерии) индуцируют иммунный
ответ лучше.
Стерическая стабильность (жесткость). При
утере жесткости иммуногенность снижается
(желатин для инфузий).
Растворимость. Не растворимые вещества –
не иммуногенны (шелк, кеткут – шовный
материал)

14. Факторы влияющие на иммуногенность

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ИММУНОГЕННОСТЬ
2 группа факторов
Иммуногенность зависит от места и способа
введения АГ в организм
Это обусловлено строением иммунной системы.
Вакцину БЦЖ вводят внутрикожно.
Вакцину против полиомиелита – перорально.
Чрезмерное количество АГ может вызвать
иммунологическую толерантность.

15. Факторы влияющие на иммуногенность

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ИММУНОГЕННОСТЬ
3 группа факторов
Объединят свойства организма от которых
зависит иммуногенность :
Наследственность (различная
чувствительность к антигенам, вакцинам)
Функциональные характеристики (в т.ч.
психоэмоциональное состояние и
гормональный фон)

16. Толерогенность (иммунологическая толерантность)

ТОЛЕРОГЕННОСТЬ (ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ
ТОЛЕРАНТНОСТЬ)
-
не способность антигена вызывать
специфический продуктивный ответ
-
АГ действует на лимфоцит , имеющий
рецепторы к АГ (АРК); АРК не
подвергается стимуляции, не
пролиферирует, не образует
эффекторов, может погибнуть или
лишиться рецепторов к АГ.

17. Классификация антигенов

КЛАССИФИКАЦИЯ АНТИГЕНОВ
1. По происхождению:
Экзогенные (возникшие вне организма)
Эндогенные (возникшие внутри
организма)

18. Классификация антигенов

КЛАССИФИКАЦИЯ АНТИГЕНОВ
К эндогенным относятся:
Аутоантигены. В норме не иммуногенны
вследствие иммунологической
толерантности или их недоступности для
факторов иммунитета (забарьерные АГ – АГ
нервной системы, глаз, репродуктивных
органов).
Неоантигены возникают в организме в
результате генетических мутаций

19. Классификация антигенов

КЛАССИФИКАЦИЯ АНТИГЕНОВ
Патологические антигены.
Появляются при различных
патологических изменениях тканей в
результате изменения химических
соединений клетки, что изменяет
нормальную антигенную специфичность.
“Ожоговые”,“лучевые”,“раковые”антигены и
др.
Вызывают иммунопатологические реакции

20. 2. По природе

2. ПО ПРИРОДЕ
Антигены белковой природы (протеиды)
Антигены небелковой природы
(полисахариды, липиды, ЛПС, НК и др.)
3. По молекулярной структуре
Глобулярные
Фибоиллярные

21. 4. По степени иммуногенности

4. ПО СТЕПЕНИ ИММУНОГЕННОСТИ
Полноценные антигены – обладают
выраженной антигенностью и
иммуногенностью, на их введение есть
иммунный ответ. Большая молекулярная
масса (более 10 кД).
Неполноценные антигены (гаптены) –
обладают антигенностью (способны
реагировать с готовыми факторами
иммунитета – АТ, лимфоцитами),
иммуногенностью не обладают (не способны
индуцировать образование факторов
иммунитета). Низкомолекулярные
соединения (менее 10 кД).

22. 4. По степени иммуногенности

4. ПО СТЕПЕНИ ИММУНОГЕННОСТИ
Неполноценные антигены (гаптены)
при присоединении к белковому носителю
(который действует как укрупнитель)
приобретают свойство иммуногенности.
Используют для получения антител к
гормонам, лекарственным препаратам.

23. 5. По степени чужеродности

5. ПО СТЕПЕНИ ЧУЖЕРОДНОСТИ
Индивидуальные (изогенные) характерны для
генетически идентичных организмов (у людей – АГ
гистосовместимости).
Групповые (аллогенные)- внутри вида
(изоантигены, которые характерны для отдельных
групп). Пример- группы крови (АВО и др.).
Видовые - характерны для всех особей одного вида
(общие эпитопы).
Гетероспецифичные (ксеногенные)- имеют
общие антигенные детерминанты у организмов
различных таксономических групп.

24. 5. По степени чужеродности

5. ПО СТЕПЕНИ ЧУЖЕРОДНОСТИ
а. Белок А стрептококка и ткани миокарда
(клапанный аппарат).
б. Антиген Форсмана- типичный перекрестнореагирующий антиген, выявлен в эритроцитах
кошек, собак, овец, почке морской свинки.
в. Известны общие антигенные детерминанты
эритроцитов человека и палочки чумы, вирусов оспы
и гриппа.
Подобная антигенная мимикрия обманывает
иммунную систему, защищает микроорганизмов от
ее воздействия.

25. 6. По характеру реакции макроорганизма

6. ПО ХАРАКТЕРУ РЕАКЦИИ МАКРООРГАНИЗМА
Иммуногены - способны индуцировать нормальную
реакцию иммунной системы (антитела, Т киллеры).
Используются для иммунодиагностики,
иммунотерапии и иммунопрофилактики
Толерогены – формируют иммунологическую
толерантность. Используют для профилактики и
лечения аллергии
Аллергены – формируют патологическую реакцию
организма в виде реакций гиперчувствительности.
Применяются для диагностики инфекционных и
аллергических реакций

26. 6. По необходимости вовлечения Т-лимфоцитов

6. ПО НЕОБХОДИМОСТИ ВОВЛЕЧЕНИЯ Т-ЛИМФОЦИТОВ
Т-зависимые. Иммунная реакция реализуется при
обязательном участии Т-хелперов. Большинство
антигенов.
Т-независимые. Для развития иммунного ответа не
требуют участия Т-хелперов. Способны
самостоятельно стимулировать В-лимфоциты.
Являются митогенами для В-лимфоцитов (ЛПС,
туберкулин)

27.

Т-зависимый
Т- независимый

28. 7. суперантигены

7. СУПЕРАНТИГЕНЫ
Способны активировать 20% АРГ (АГ-реактивных
клеток) –Т-лимфоцитов.
Они активируют вариабельный домен в СД4
рецепторе Т-лимфоцита (который входит в состав АГ
распознающего рецептора Т лимфоцитов - ТКР) без
участия MHC .
Этот домен одинаков у многих Т лимфоцитов →
активация многих Т-клеток → формирование
иммунологического ответа на многие АГ (в т.ч. и на
свои), по средством активации многих В клеток
(поликлональная активация).
Примеры : энтеротоксин стафилококков, белки
некоторых вирусов

29. 8. Антигены гистосовместимости

8. АНТИГЕНЫ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ
При пересадках органов возникает проблема
совместимости тканей, связанная со
степенью их генетического родства,
реакциями отторжения чужеродных
аллогенных и ксеногенных трансплантатов,
т.е. проблемами трансплантационного
иммунитета.
Сопокупность генов, определяющих синтез
трансплантационных антигенов, получила
название главной системы
гистосовместимости.
У людей она часто называется системой HLA
(Human leucocyte antigens)

30. 8. Антигены гистосовместимости

8. АНТИГЕНЫ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ
Спектр молекул МНС уникален для
организма, позволяет различать “своечужое”.
Антигены МНС класса 1
определяют индивидуальную антигенную
специфичность, они представляют любые
чужеродные антигены Т- цитотоксическим
лимфоцитам (Т-киллерам).
представлены на поверхности всех
ядросодержащих клеток.
взаимодействуют с молекулой CD8,
находящейся на мембране Т-киллеров

31. 8. Антигены гистосовместимости

8. АНТИГЕНЫ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ
Антигены МНС класса 2
обеспечивают взаимодействие между
макрофагами и В- лимфоцитами, участвуют
во всех стадиях иммунного ответа .
принимают участие в формировании
противомикробного, противоопухолевого,
трансплантационного и других видов
иммунитета.

32. 8. Антигены гистосовместимости

8. АНТИГЕНЫ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ
Антигены МНС класса 2
экспрессированы преимущественно на
мембране иммунокомпетентных клеток
(прежде всего макрофагов и Влимфоцитов, дендритных клетках).
контролируют ответ к тимусзависимым
антигенам.

33. Процессинг и презентация антигена

ПРОЦЕССИНГ И ПРЕЗЕНТАЦИЯ АНТИГЕНА
Процессинг
- переработка антигена, в
результате которой пептидные фрагменты
антигена (эпитопы), необходимые для
передачи (представления), отбираются и
связываются с белками МНС класса 2 (или
класса 1).
Презентация
– передача антигенной
информации лимфоцитам

34. Процессинг и презентация антигена

ПРОЦЕССИНГ И ПРЕЗЕНТАЦИЯ АНТИГЕНА
Процессинг
осуществляют макрофаги,
В-лимфоциты и дендритные клетки (т.е.
все АПК).
Дендритные
клетки имеют значение в
фиксации и длительном хранении
(депонировании) переработанного
антигена.

35. Процессинг экзогенных антигенов

ПРОЦЕССИНГ ЭКЗОГЕННЫХ АНТИГЕНОВ
Экзогенные
антигены подвергаются
эндоцитозу и расщеплению в антигенпредставляющих (презентирующих)
клетках.
Фрагмент антигена, содержащий
антигенную детерминанту, в комплексе с
молекулой класса 2 МНС
транспортируется к плазматической
мембране антиген- представляющей
клетки, встраивается в нее и
представляется CD4 Т- лимфоцитам.

36. Процессинг эндогенных антигенов

ПРОЦЕССИНГ ЭНДОГЕННЫХ АНТИГЕНОВ
Эндогенные
антигены - продукты
собственных клеток организма.
Это могут быть вирусные белки или
аномальные белки опухолевых клеток.
Их антигенные детерминанты
представляются CD8 Т- лимфоцитам в
комплексе с молекулой класса 1 МНС.

37. Процессинг и презентация антигена

ПРОЦЕССИНГ И ПРЕЗЕНТАЦИЯ АНТИГЕНА