Hapteni su relativno male molekule koje izazivaju imunski odgovor samo ako su pričvršćene na veliki nosač, kao što je protein; nosač može biti onaj koji takođe ne izaziva imunski odgovor sam (općenito, samo velike molekule, infektivni agensi ili netopiva strana materija mogu izazvati imunski odgovor u tijelu).
Jednom kada tijelo stvori antitijela na hapten-nosaču, aduktirani mali molekulski hapten se također može povezati s antitijelom, ali obično neće pokrenuti imunski odgovor; obično to može učiniti samo aditivni hapten-nosač. Ponekad je mala molekula haptena može čak i blokirati imunski odgovor na adukt hapten-nosača, sprečavajući adukt od vezanja antitijela, proces koji se zove haptenska inhibicija.
Mehanizmi odsustva imunskog odgovora mogu varirati i uključuju složene imunske procese, ali mogu uključivati odsutne ili nedovoljne signale kostimulacije iz antigen-prezentirajućih ćelija.
Hapteni su korišteni za proučavanje alergijskog kontaktnog dermatitisa (ACD) i mehanizama upalne bolesti crijeva (IBD) da induciraju autoimunske reakcije. Koncept haptena nastao je iz djela Karla Landsteinera koji je takođe započeo i upotrebu sintetskih haptena za proučavanje imunohemijskih fenomena.
Primjeri haptena Prvi istraživani hapteni bili su anilin i njegovi karboksilni derivati (antranilna kiselina, 3-aminobenzojeva kiselina i p-aminobenzojeva kiselina).Based on K. Landsteiner, 1962, The Specificity of Serologic Reactions, Dover Press Dobro poznat primjer haptena je rushiol, toksin koji se nalazi u otrovnom bršljanu. Kad se apsorbira kroz kožu iz biljke, urushiol se, u ćelijama kože, podvrgava oksidaciji, kako bi nastao stvarni hapten, reaktivna molekula kinona, koji tada reagira s proteinima kože kako bi tvorio haptenske adukte. Obično prvo izlaganje izaziva samo senzibilizaciju, pri kojoj postoji proliferacija efektorskih T-ćelija. Nakon naknadne, druge izloženosti, proliferirane T-ćelije mogu se aktivirati, stvarajući imunsku reakciju koja stvara tipske plikove na izloženoj površini otrovnom bršljanu. Neki hapteni mogu izazvati autoimune bolesti. Primjer je hidralazin , lijek za snižavanje krvnog pritiska koji povremeno može proizvesti lijek (za lupus erythematosus) kod određenih osoba. Čini se da je to i mehanizam pomoću kojeg anestetički plin halotan može prouzrokovati opasni po život hepatitis, kao i mehanizam pomoću kojeg penicilin, lijek koji izaziva autoimunu hemolitku anemiju. Ostali hapten koji se najčešće koriste u molekulskoj biologiji uključuju primjenu floresceina, biotina, digoksigenina i dinitrophenola. Konačno, alergiju na nikl uzrokuju ioni nikla, metala koji prodiru u kožu i vežu se za proteine kože.
Haptenska konjugacija Zbog svoje prirode i svojstava, aditivi haptena-nosača su bili od ključne važnosti u imunologiji. Oni su korišteni za procjenu svojstava specifičnih epitopa i antitijela. Važni su u pročišćavanju i proizvodnji monoklonskih antitijela. Također su od vitalnog značaja za razvoj osjetljivih kvantitativnih i kvalitativnih imunoloških analiza. Međutim, da bi se postigli najbolji i najpoželjniji rezultati potrebno je uzeti u obzir mnoge faktore u oblikovanju haptenih konjugata. Uključuju metod konjugacije haptena, vrstu korištenog nosača i gustoću haptena. Varijacije ovih faktora mogu dovesti do različitih snaga imunskog odgovora na novoformiranu antigenu determinantu.
Općenito, nosači proteina trebaju biti imunogeni i sadržavati dovoljno aminokiselinskih ostataka u reaktivnim bočnim lancima da se konjugiraju s haptenima. Ovisno o haptenima koji se koriste, drugi faktori u razmatranju proteinskih nosača mogu uključivati njihovu in vivo toksičnost, komercijalnu dostupnost i troškove.
Najčešći nosači uključuju serumski globulin, albumine, ovalbumin i mnoge druge. Iako se proteini uglavnom koriste za haptensku konjugaciju, takođe se mogu koristiti i sintetski polipeptidi poput poli-L-glutaminske kiseline, polisaharida i liposomi.
Metodi konjugacije haptena Prilikom izbora prikladnog metoda za kontenzivno povezivanje , moraju se identificirati funkcionalne skupine na haptenu i njegovom nosaču. Ovisno o prisutnim grupama, može se primijeniti jedna od dvije glavne strategije:
Spontana hemijska reakcija koristi se kada je hapten hemijski reaktivni molekul, kao što su anhidridi i izocianati. Ovaj metod konjugacije je spontan i nisu potrebni agensi za umrežavanje. Molekule intermedijarnog ukrštanja se uglavnom odnose na nereaktivne haptene . Agensi sa najmanje dve hemijski reaktivne grupe kao što su karbodiimid ili glutaraldehid pomažu u konjugaciji haptena u njihovih nosače. Opseg umrežavanja ovisi o omjeru hapten/ nosač/ spojnica, koncentraciji haptena/nosača i temperaturi, pH okruženju. Karbodiimid uključuje grupu spojeva opće formule RN=C=NR', pri čemu su R i R' ili alifatski (tj. dietilkarbodiimid) ili aromatski (tj. difenilkarbodiimid). Konjugacija upotrebom karbodiimida zahtijeva prisustvo α ili ɛ-amino- i karboksilne skupine. Amino grupa obično dolazi od lizilskog ostatka proteinskog nosača, dok karboksilna grupa dolazi iz haptena . Tačan mehanizam ove reakcije još nije poznat. Međutim, predložena su dva puta. Prvi postulati formiraju intermedijar koji može reagirati s aminom. Drugi navodi da je došlo do preuređenja acil ureje, glavnog bočnog produkta reakcije na visokoj temperaturi. Glutaraldehidni metod deluje reakcijom glutaraldehida s aminskim grupama da bi se formirale Schiff-ove baze ili proizvodi dodavanja dvostruke veze tipa Michael. Prinos konjugata može se kontrolisati variranjem pH reakcije. Viši pH stvorio bi više Schiff-ovih bazinih intermedijara i posljedično doveo do povećanja broja i veličine hatenitih konjugata. Sve u svemu, umreženost koja uključuje glutaraldehid vrlo je stabilna. Međutim, vakcinirane životinje imaju tendenciju da prepoznaju glutaraldehidske poprečnovezne mostova kao epitope. Kapilarna elektroforeza visokih performansi (HPCE) je alternativna metoda u optimizaciji konjugacije haptena i proteina. HPCE se uglavnom koristi u odvajanju ugljikohidrata s vrlo visokim kapacitetom odvajanja. Mnogobrojne su prednosti upotrebe HPCE-a kao tehnike za ispitivanje određenih konjugata, kao što su samo potrebne minutne veličine uzorka (nl). Pored toga, uzorak koji se koristi ne mora biti čist i nije potrebna vrsta radio-obilježavanja. Velika korist ove og metoda kontenzivne konjugacije je u tome što postoji automatizirana analiza uzorka i ispitivanje njegove interakcija može se odrediti u slobodnoj otopini. Ovaj metod konjugacije hapten-protein izuzetno je djelotvoran kod konjugata male gustoće epitopa, gdje je inače vrlo zahtjevna upotreba drugih metoda za određivanje njihove električne ili ionske pokretljivosti.Stratis-Cullum, D., McMasters, Sun, Pellegrino, Paul M, & U.S. Army Research Laboratory. (2009). Affinity probe capillary electrophoresis evaluation of aptamer binding to Campylobacter jejuni bacteria(ARL-TR (Aberdeen Proving Ground, Md.); 5015). Adelphi, MD: Army Research Laboratory.
Inhibicija haptena Inhibicija haptena ili „poluhaptena“ je inhibicija hipersenzitivnosti tipa III. Inhibirane molekule haptena vežu se s antitijelima na tu molekulu bez izazivanja imunskog odgovora, ostavljajući manje antitela da se vežu za imunogeni adukt hapten-proteina. Primjer hapten inhibitora je dekstran 1, što je mali dio (1 kilodaltona) cijelog kompleksa dekstrana, koji je dovoljan za vezanje antitijela protiv dekstrana, ali nedovoljno za rezultira formiranjem imunskih kompleksa i rezultirajućih imunskih odgovora.Promiten, drug information from the Swedish official drug catalog Last updated: 2005-02-17
Također pogledajte Toksin Antigen
Reference
Vanjski linkovi
Kategorija:Imunološki sistem Kategorija:Imunologija