Antikor

Her antikor belirli bir antijene bağlanır; kilit ve anahtara benzer bir etkileşim. ⓘ

İmmünoglobulin (Ig) olarak da bilinen bir antikor (Ab), bağışıklık sistemi tarafından patojenik bakteriler ve virüsler gibi yabancı nesneleri tanımlamak ve etkisiz hale getirmek için kullanılan büyük, Y şeklinde bir proteindir. Antikor, patojenin antijen adı verilen benzersiz bir molekülünü tanır. Bir antikorun "Y "sinin her bir ucu, bir antijen üzerindeki belirli bir epitopa (bir anahtara benzer) özgü bir paratop (bir kilide benzer) içerir ve bu iki yapının hassas bir şekilde birbirine bağlanmasını sağlar. Bu bağlanma mekanizmasını kullanan bir antikor, bir mikrobu veya enfekte olmuş bir hücreyi bağışıklık sisteminin diğer bölümlerinin saldırısı için etiketleyebilir veya doğrudan nötralize edebilir (örneğin, bir virüsün istilası için gerekli olan bir kısmını bloke ederek). ⓘ

Bağışıklık sisteminin milyonlarca farklı antijeni tanımasını sağlamak için, antikorun her iki ucundaki antijen bağlayıcı bölgeler eşit derecede geniş bir çeşitliliğe sahiptir. Buna karşılık, antikorun geri kalanı nispeten sabittir. Sadece antikorun sınıfını veya izotipini tanımlayan birkaç varyantta görülür: IgA, IgD, IgE, IgG ve IgM. Antikorun gövdesindeki sabit bölge, bağışıklık sisteminin diğer bileşenleriyle etkileşime giren bölgeleri içerir. Dolayısıyla sınıf, bazı yapısal özelliklere ek olarak bir antijene bağlandıktan sonra bir antikor tarafından tetiklenen işlevi belirler. Farklı sınıflardaki antikorlar, vücutta nerede salındıkları ve bağışıklık yanıtının hangi aşamasında ortaya çıktıkları bakımından da farklılık gösterir. ⓘ

B ve T hücreleri ile birlikte antikorlar adaptif bağışıklık sisteminin en önemli kısmını oluşturur. İki şekilde ortaya çıkarlar: biri B hücresine bağlı olan, diğeri ise bağlı olmayan ve kan plazması gibi hücre dışı sıvılarda bulunan çözünebilir bir form. Başlangıçta, tüm antikorlar bir B hücresinin yüzeyine bağlı olan ilk formdadır - bunlar daha sonra B hücresi reseptörleri (BCR) olarak adlandırılır. Bir antijen bir BCR'ye bağlandıktan sonra, B hücresi çoğalmak ve ya aynı paratopa sahip çözünür antikorlar salgılayan plazma hücrelerine ya da antijene karşı uzun süreli bağışıklık sağlamak için vücutta hayatta kalan hafıza B hücrelerine farklılaşmak için aktive olur. Çözünebilir antikorlar kan ve doku sıvılarının yanı sıra birçok salgıya da salınır. Bu sıvılar geleneksel olarak humor olarak bilindiğinden, antikor aracılı bağışıklık bazen humoral bağışıklık olarak bilinir veya bunun bir parçası olarak kabul edilir. Çözünebilir Y şeklindeki birimler tek tek monomer olarak ya da iki ila beş birimden oluşan kompleksler halinde ortaya çıkabilir. ⓘ

Antikorlar, immünoglobulin süper ailesine ait glikoproteinlerdir. Antikor ve immünoglobulin terimleri genellikle birbirlerinin yerine kullanılır, ancak 'antikor' terimi bazen salgılanan, çözünebilir form için, yani B-hücresi reseptörleri hariç tutulur. ⓘ

Bağışan ya da antikor, çok hücreli hayvansal organizmaların bağışıklık sistemi tarafından kendi organizmalarına ait olmayan organik yapılara karşı geliştirilen glikoproteinin yapısındaki moleküllerdir. Bu moleküller organizmayı yabancı moleküllerin yol açması muhtemel zarar verici etkilere karşı erkenden uyararak koruyuculuk sağlarlar. İmmünglobulinler; IgG, IgM, IgA, IgD, IgE tipleri vardır. ⓘ

Yapı

Bir antikorun şematik yapısı: iki ağır zincir (mavi, sarı) ve iki hafif zincir (yeşil, pembe). Antijen bağlanma bölgesi daire içine alınmıştır. ⓘ

Bir antikorun daha doğru bir tasviri (RCSB PDB'de 3D yapı). Fc bölgesindeki glikanlar siyahla gösterilmiştir.

Antikorlar yaklaşık 10 nm boyutunda ağır (~150 kDa) proteinlerdir, Kabaca bir Y şekli oluşturan üç küresel bölge halinde düzenlenmiştir. ⓘ

İnsanlarda ve çoğu memelide bir antikor birimi dört polipeptit zincirinden oluşur; iki özdeş ağır zincir ve disülfit bağlarıyla birbirine bağlanmış iki özdeş hafif zincir. Her zincir bir dizi alandan oluşur: her biri yaklaşık 110 amino asitten oluşan benzer diziler. Bu alanlar genellikle basitleştirilmiş şemalarda dikdörtgenler şeklinde gösterilir. Hafif zincirler bir değişken alan VL ve bir sabit alan CL'den oluşurken, ağır zincirler bir değişken alan VH ve üç ila dört sabit alan CH1, CH2, ... içerir. ⓘ

Yapısal olarak bir antikor ayrıca her biri bir VL, VH, CL ve CH1 alanı içeren iki antijen bağlayıcı parçaya (Fab) ve Y şeklinin gövdesini oluşturan kristalize edilebilir parçaya (Fc) ayrılır. Bunların arasında, antikorların çeşitli mesafelerdeki epitop çiftlerine bağlanmasına, kompleksler (dimerler, trimerler vb.) oluşturmasına ve efektör molekülleri daha kolay bağlamasına olanak tanıyan esnekliğe sahip ağır zincirlerin bir menteşe bölgesi bulunur. ⓘ

Kan proteinlerinin elektroforez testinde, antikorlar çoğunlukla en sondaki gama globulin fraksiyonuna göç eder. Tersine, çoğu gama-globülin antikordur, bu nedenle iki terim tarihsel olarak Ig ve γ sembolleri gibi eşanlamlı olarak kullanılmıştır. Bu varyant terminoloji, yazışmanın kesin olmaması ve IgG sınıfı antikorları karakterize eden γ ağır zincirleri ile karışıklık nedeniyle kullanımdan düşmüştür. ⓘ

Antijen bağlama bölgesi

Değişken domainler F_V bölgesi olarak da adlandırılabilir. Fab'ın bir antijene bağlanan alt bölgesidir. Daha spesifik olarak, her değişken alan üç hipervariable bölge içerir - burada görülen amino asitler antikordan antikora en çok değişiklik gösteren amino asitlerdir. Protein katlandığında, bu bölgeler antikorun yüzeyinde birbirine yakın konumlanmış üç β iplikçik döngüsüne yol açar. Bu döngüler, şekilleri bir antijenin şeklini tamamladığı için tamamlayıcılık belirleyici bölgeler (CDR'ler) olarak adlandırılır. Ağır ve hafif zincirlerin her birinden üç CDR birlikte, şekli daha küçük bir antijenin bağlandığı bir cepten, daha geniş bir yüzeye, antijendeki bir oluğa yapışan bir çıkıntıya kadar herhangi bir şey olabilen bir antikor bağlama bölgesi oluşturur. Ancak tipik olarak sadece birkaç kalıntı bağlanma enerjisinin çoğuna katkıda bulunur. ⓘ

İki özdeş antikor bağlama bölgesinin varlığı, antikor moleküllerinin çok değerlikli antijene (bakteri hücre duvarlarındaki polisakkaritler gibi tekrar eden bölgeler veya birbirinden biraz uzakta bulunan diğer bölgeler) güçlü bir şekilde bağlanmasına ve antikor kompleksleri ve daha büyük antijen-antikor kompleksleri oluşturmasına olanak tanır. Ortaya çıkan çapraz bağlanma, bağışıklık sisteminin diğer bölümlerinin aktive edilmesinde rol oynar. ⓘ

CDR'lerin yapıları Chothia ve arkadaşları tarafından kümelenmiş ve sınıflandırılmıştır. ve daha yakın zamanda North ve ark. Bununla birlikte, bir antikorun bağlanma bölgesini yalnızca tek bir statik yapı kullanarak tanımlamak, antikorun işlevinin ve özelliklerinin anlaşılmasını ve karakterizasyonunu sınırlar. Antikor yapısı tahminini iyileştirmek ve güçlü bir şekilde ilişkili CDR döngüsü ve arayüz hareketlerini hesaba katmak için, antikor paratopları çözelti içinde değişen olasılıklarla birbirine dönüşen durumlar olarak tanımlanmalıdır. ⓘ

Bağışıklık ağı teorisi çerçevesinde, CDR'ler idiotipler olarak da adlandırılır. Bağışıklık ağı teorisine göre, adaptif bağışıklık sistemi idiotipler arasındaki etkileşimlerle düzenlenir. ⓘ

Fc bölgesi

Fc bölgesi (Y şeklinin gövdesi) ağır zincirlerden gelen sabit alanlardan oluşur. Rolü bağışıklık hücresi aktivitesini modüle etmektir: antikor Fab bölgesi bir antijene bağlandıktan sonra çeşitli etkileri tetikleyen efektör moleküllerin bağlandığı yerdir. Efektör hücreler (makrofajlar veya doğal öldürücü hücreler gibi) Fc reseptörleri (FcR) aracılığıyla bir antikorun Fc bölgesine bağlanırken, kompleman sistemi C1q protein kompleksine bağlanarak aktive edilir. IgG veya IgM C1q'ya bağlanabilir, ancak IgA bağlanamaz, bu nedenle IgA klasik kompleman yolunu aktive etmez. ⓘ

Fc bölgesinin bir diğer rolü de farklı antikor sınıflarını seçici olarak vücuda dağıtmaktır. Özellikle, neonatal Fc reseptörü (FcRn) IgG antikorlarının Fc bölgesine bağlanarak plasenta boyunca anneden fetüse taşınmasını sağlar. ⓘ

Antikorlar glikoproteinlerdir, yani korunmuş amino asit kalıntılarına eklenen karbonhidratlara (glikanlar) sahiptirler. Bu korunmuş glikozilasyon bölgeleri Fc bölgesinde meydana gelir ve efektör moleküllerle etkileşimleri etkiler. ⓘ

Protein yapısı

Her bir zincirin N-terminali uçta yer alır. Her bir immünoglobulin alanı, immünoglobulin süper ailesinin tüm üyeleri için karakteristik olan benzer bir yapıya sahiptir: Yunan anahtar motifinde iki beta tabakası oluşturan 7 (sabit alanlar için) ve 9 (değişken alanlar için) β-ipliğinden oluşur. Bu tabakalar bir disülfit bağı ile bir arada tutulan bir "sandviç" şekli, yani immünoglobulin kıvrımı oluşturur. ⓘ

Antikor kompleksleri

Bazı antikorlar birden fazla antijen molekülüne bağlanan kompleksler oluşturur. ⓘ

Salgılanan antikorlar Y şeklinde tek bir birim, bir monomer olarak ortaya çıkabilir. Bununla birlikte, bazı antikor sınıfları iki Ig birimine sahip dimerler (IgA'da olduğu gibi), dört Ig birimine sahip tetramerler (teleost balık IgM'si gibi) veya beş Ig birimine sahip pentamerler (köpekbalığı IgW'si veya bazen altı birimle hekzamerler oluşturan memeli IgM'si gibi) de oluşturur. ⓘ

Antikorlar ayrıca antijene bağlanarak kompleksler oluşturur: buna antijen-antikor kompleksi veya bağışıklık kompleksi denir. Küçük antijenler iki antikoru çapraz bağlayarak antikor dimer, trimer, tetramer vb. oluşumuna da yol açabilir. Çok değerlikli antijenler (örneğin, birden fazla epitopa sahip hücreler) antikorlarla daha büyük kompleksler oluşturabilir. Bunun uç bir örneği, kan gruplarını belirlemek için yapılan Coombs testinde kırmızı kan hücrelerinin antikorlarla kümelenmesi veya aglütinasyonudur: büyük kümeler çözünmez hale gelir ve görsel olarak belirgin bir çökelmeye yol açar. ⓘ

B hücre reseptörleri

Bir antikorun membrana bağlı formu yüzey immünoglobulini (sIg) veya membran immünoglobulini (mIg) olarak adlandırılabilir. B hücresi reseptörünün (BCR) bir parçasıdır ve B hücresinin vücutta belirli bir antijen bulunduğunda bunu algılamasını sağlar ve B hücresi aktivasyonunu tetikler. BCR, yüzeye bağlı IgD veya IgM antikorlarından ve sinyal iletimi yapabilen ilişkili Ig-α ve Ig-β heterodimerlerinden oluşur. Tipik bir insan B hücresi, yüzeyine bağlı 50.000 ila 100.000 antikora sahip olacaktır. Antijen bağlandıktan sonra, BCR'leri diğer hücre sinyal reseptörlerinin çoğundan izole eden lipid sallar üzerinde çapı 1 mikrometreyi aşabilen büyük yamalar halinde kümelenirler. Bu yamalar hücresel bağışıklık yanıtının etkinliğini artırabilir. İnsanlarda, hücre yüzeyi B hücre reseptörlerinin etrafında birkaç yüz nanometre boyunca çıplaktır, bu da BCR'leri rakip etkilerden daha da izole eder. ⓘ

Sınıflar

Antikorlar, izotipler veya sınıflar olarak bilinen farklı çeşitlerde olabilir. Plasental memelilerde IgA, IgD, IgE, IgG ve IgM olarak bilinen beş antikor sınıfı vardır ve bunlar IgA1, IgA2 gibi alt sınıflara ayrılır. "Ig" ön eki immünoglobulin anlamına gelirken, son ek antikorun içerdiği ağır zincir türünü belirtir: α (alfa), γ (gama), δ (delta), ε (epsilon), μ (mu) ağır zincir türleri sırasıyla IgA, IgG, IgD, IgE, IgM'ye yol açar. Her sınıfın ayırt edici özellikleri, ağır zincirin menteşe ve Fc bölgesi içindeki kısmı tarafından belirlenir. ⓘ

Sınıflar, tabloda gösterildiği gibi biyolojik özellikleri, işlevsel konumları ve farklı antijenlerle başa çıkma yetenekleri bakımından farklılık gösterir. Örneğin, IgE antikorları mast hücrelerinden histamin salınımından oluşan alerjik bir yanıttan sorumludur ve genellikle astıma tek başına katkıda bulunur (ancak teknik olarak astıma çok benzeyen ancak teknik olarak astım olmayan semptomlar gibi başka yollar da mevcuttur). Antikorun değişken bölgesi alerjik antijene, örneğin ev tozu akarı partiküllerine bağlanırken, Fc bölgesi (ε ağır zincirlerinde) bir mast hücresindeki Fc reseptörü ε'ye bağlanarak degranülasyonunu tetikler: granüllerinde depolanan moleküllerin salınması. ⓘ

Memelilerde + Antikor izotipleri	Sınıf	Alt Sınıflar	Açıklama ⓘ
IgA	2	Bağırsak, solunum yolu ve ürogenital sistem gibi mukozal bölgelerde bulunur ve patojenler tarafından kolonizasyonu önler. Tükürük, gözyaşı ve anne sütünde de bulunur.
IgD	1	Esas olarak antijenlere maruz kalmamış B hücreleri üzerinde bir antijen reseptörü olarak işlev görür. Antimikrobiyal faktörler üretmek için bazofilleri ve mast hücrelerini aktive ettiği gösterilmiştir.
IgE	1	Alerjenlere bağlanarak mast hücreleri ve bazofillerden histamin salınımını tetikler ve alerjide rol oynar. İnsanlar ve diğer hayvanlar parazit solucanlara karşı korunmak için IgE'yi geliştirmiştir, ancak günümüzde IgE öncelikle alerji ve astımla ilgilidir.
IgG	4	Dört formuyla, istilacı patojenlere karşı antikor temelli bağışıklığın büyük kısmını sağlar. Plasentayı geçerek fetüse pasif bağışıklık kazandırabilen tek antikordur.
IgM	1	B hücrelerinin yüzeyinde (monomer) ve salgılanan bir formda (pentamer) çok yüksek avidite ile eksprese edilir. B hücresi aracılı (humoral) bağışıklığın erken aşamalarında yeterli IgG oluşmadan önce patojenleri ortadan kaldırır.

Bir B hücresinin antikor izotipi, hücre gelişimi ve aktivasyonu sırasında değişir. Bir antijene hiç maruz kalmamış olan olgunlaşmamış B hücreleri, hücre yüzeyine bağlı bir biçimde yalnızca IgM izotipini ifade eder. Bu yanıt vermeye hazır formdaki B lenfositi "naif B lenfositi" olarak bilinir. Naif B lenfositi hem yüzey IgM'sini hem de IgD'sini ifade eder. Bu immünoglobulin izotiplerinin her ikisinin birlikte ifade edilmesi B hücresini antijene yanıt vermeye hazır hale getirir. B hücresi aktivasyonu, hücreye bağlı antikor molekülünün bir antijenle birleşmesini takiben, hücrenin bölünmesine ve plazma hücresi adı verilen antikor üreten bir hücreye farklılaşmasına neden olur. Bu aktive formda, B hücresi zara bağlı bir form yerine salgılanan bir formda antikor üretmeye başlar. Aktive olmuş B hücrelerinin bazı yavru hücreleri, antikor üretiminin IgM veya IgD'den bağışıklık sisteminde tanımlanmış rolleri olan diğer antikor izotiplerine, IgE, IgA veya IgG'ye dönüşmesine neden olan bir mekanizma olan izotip değişimine uğrar. ⓘ

Hafif zincir tipleri

Memelilerde lambda (λ) ve kappa (κ) olarak adlandırılan iki tip immünoglobulin hafif zinciri vardır. Bununla birlikte, aralarında bilinen işlevsel bir fark yoktur ve her ikisi de beş ana ağır zincir tipinden herhangi biriyle oluşabilir. Her antikor iki özdeş hafif zincir içerir: her ikisi de κ veya her ikisi de λ. κ ve λ tiplerinin oranları türe göre değişir ve B hücre klonlarının anormal çoğalmasını tespit etmek için kullanılabilir. İota (ι) zinciri gibi diğer hafif zincir türleri köpekbalıkları (Chondrichthyes) ve kemikli balıklar (Teleostei) gibi diğer omurgalılarda bulunur. ⓘ

Memeli olmayan hayvanlarda

Plasental memelilerin çoğunda antikorların yapısı genellikle aynıdır. Çeneli balıklar, memelilerinkine benzer antikorlar yapabilen en ilkel hayvanlar olarak görünmektedir, ancak adaptif bağışıklıklarının birçok özelliği biraz daha erken ortaya çıkmıştır. ⓘ

Kıkırdaklı balıklar (köpekbalıkları gibi) sadece ağır zincirli antikorlar üretir (yani hafif zincirleri yoktur) ve bu antikorlar daha uzun zincirli pentamerlere (molekül başına beş sabit birim) sahiptir. Devegiller (develer, lamalar, alpakalar gibi) de sadece ağır zincirli antikorlar üretmeleriyle dikkat çekerler. ⓘ

Memelilerde bulunmayan antikor sınıfları ⓘ

Sınıf	Türleri	Açıklama
IgY		Kuşlarda ve sürüngenlerde bulunur; memeli IgG'si ile ilişkilidir.
IgW		Köpekbalıkları ve patenlerde bulunur; memeli IgD'si ile ilişkilidir.
IgT/Z		Teleost balıklarında bulunur

Antikor-antijen etkileşimleri

Antikorun paratopu antijenin epitopu ile etkileşime girer. Bir antijen genellikle yüzeyi boyunca süreksiz olarak düzenlenmiş farklı epitoplar içerir ve belirli bir antijen üzerindeki baskın epitoplara determinant denir. ⓘ

Antikor ve antijen uzaysal tamamlayıcılık (kilit ve anahtar) ile etkileşime girer. Fab-epitop etkileşiminde yer alan moleküler kuvvetler zayıf ve spesifik değildir - örneğin elektrostatik kuvvetler, hidrojen bağları, hidrofobik etkileşimler ve van der Waals kuvvetleri. Bu, antikor ve antijen arasındaki bağlanmanın tersine çevrilebilir olduğu ve antikorun bir antijene karşı afinitesinin mutlak değil göreceli olduğu anlamına gelir. Nispeten zayıf bağlanma, bir antikorun farklı göreceli yakınlıklara sahip farklı antijenlerle çapraz reaksiyona girmesinin mümkün olduğu anlamına da gelir. ⓘ

Fonksiyon

Antikor etkisinin ana kategorileri aşağıdakileri içerir:

1. Antikorlar (A) ve patojenler (B) kanda serbestçe dolaşır.
2. Antikorlar patojenlere bağlanır ve bunu aşağıdaki gibi farklı şekillerde yapabilirler:
   1. opsonizasyon,
   2. nötralizasyon ve
   3. aglütinasyon.
3. Bir fagosit (C) patojene yaklaşır ve antikorun Fc bölgesi (D) fagositin Fc reseptörlerinden birine (E) bağlanır.
4. Patojen yutuldukça fagositoz gerçekleşir. ⓘ

• Nötralizasyon, nötralize edici antikorların bir bakteri hücresinin veya virionun yüzeyinin bazı kısımlarını bloke ederek saldırısını etkisiz hale getirmesi
• Antikorların yabancı hücreleri fagositoz için çekici hedefler olan kümeler halinde "birbirine yapıştırdığı" aglütinasyon
• Antikorların serumda çözünen antijenleri "birbirine yapıştırarak" fagositoz için çekici hedefler olan kümeler halinde çözeltiden çökelmeye zorladığı çökelme
• Kompleman aktivasyonu (fiksasyon), yabancı bir hücreye kilitlenen antikorların komplemanı bir membran saldırı kompleksi ile saldırmaya teşvik etmesi ve bunun da aşağıdakilere yol açması:
  • Yabancı hücrenin parçalanması
  • Kemotaktik olarak enflamatuar hücreleri çekerek enflamasyonun teşvik edilmesi ⓘ

Daha dolaylı olarak, bir antikor bağışıklık hücrelerine antikor parçalarını T hücrelerine sunmaları için sinyal verebilir veya otoimmüniteyi önlemek için diğer bağışıklık hücrelerini aşağı doğru düzenleyebilir. ⓘ

Aktive olmuş B hücreleri ya plazma hücreleri adı verilen ve çözünebilir antikor salgılayan antikor üreten hücrelere ya da bağışıklık sisteminin bir antijeni hatırlamasını ve gelecekteki maruziyetlerde daha hızlı yanıt vermesini sağlamak için vücutta yıllarca hayatta kalan hafıza hücrelerine farklılaşır. ⓘ

Yaşamın doğum öncesi ve yenidoğan aşamalarında, antikorların varlığı anneden pasif bağışıklama ile sağlanır. Erken endojen antikor üretimi farklı antikor türleri için değişiklik gösterir ve genellikle yaşamın ilk yıllarında ortaya çıkar. Antikorlar kan dolaşımında serbestçe bulundukları için humoral bağışıklık sisteminin bir parçası oldukları söylenir. Dolaşımdaki antikorlar, sadece bir antijene (örnek olarak bir virüs kapsid protein parçası) spesifik olarak yanıt veren klonal B hücreleri tarafından üretilir. Antikorlar bağışıklığa üç şekilde katkıda bulunur: Patojenlere bağlanarak hücrelere girmelerini veya zarar vermelerini önlerler; patojeni kaplayarak makrofajlar ve diğer hücreler tarafından patojenlerin uzaklaştırılmasını uyarırlar; ve kompleman yolu gibi diğer bağışıklık tepkilerini uyararak patojenlerin yok edilmesini tetiklerler. Antikorlar ayrıca belirli antijen türlerine (helmintler, alerjenler) karşı bağışıklığa katkıda bulunmak için vazoaktif amin degranülasyonunu tetikleyecektir. ⓘ

Salgılanan memeli IgM'si beş Ig birimine sahiptir. Her bir Ig ünitesi (etiketli 1) iki epitop bağlayıcı Fab bölgesine sahiptir, bu nedenle IgM 10 epitopa kadar bağlanma kapasitesine sahiptir. ⓘ

Kompleman aktivasyonu

Yüzey antijenlerine (örneğin bakteriler üzerinde) bağlanan antikorlar, Fc bölgeleri ile kompleman kaskadının ilk bileşenini çekecek ve "klasik" kompleman sisteminin aktivasyonunu başlatacaktır. Bu, bakterilerin iki şekilde öldürülmesiyle sonuçlanır. İlk olarak, antikor ve kompleman moleküllerinin bağlanması, opsonizasyon adı verilen bir süreçte mikrobu fagositler tarafından yutulması için işaretler; bu fagositler kompleman kaskadında üretilen belirli kompleman molekülleri tarafından çekilir. İkinci olarak, bazı kompleman sistemi bileşenleri, antikorların bakteriyi doğrudan öldürmesine yardımcı olmak için bir membran saldırı kompleksi oluşturur (bakteriyoliz). ⓘ

Efektör hücrelerin aktivasyonu

Hücrelerin dışında çoğalan patojenlerle mücadele etmek için antikorlar patojenlere bağlanarak onları birbirine bağlar ve aglütine olmalarına neden olur. Bir antikor en az iki paratopa sahip olduğundan, bu antijenlerin yüzeylerinde taşınan özdeş epitopları bağlayarak birden fazla antijeni bağlayabilir. Antikorlar patojeni kaplayarak, Fc bölgelerini tanıyan hücrelerde patojene karşı efektör fonksiyonlarını uyarır. ⓘ

Kaplanmış patojenleri tanıyan hücreler, adından da anlaşılacağı gibi IgA, IgG ve IgE antikorlarının Fc bölgesi ile etkileşime giren Fc reseptörlerine sahiptir. Belirli bir antikorun belirli bir hücre üzerindeki Fc reseptörüyle etkileşime girmesi, o hücrenin efektör işlevini tetikler; fagositler fagositoz yapar, mast hücreleri ve nötrofiller degranüle olur, doğal öldürücü hücreler sitokin ve sitotoksik moleküller salgılar; bu da sonuçta istilacı mikrobun yok edilmesiyle sonuçlanır. Doğal öldürücü hücrelerin antikorlar tarafından aktivasyonu, antikora bağlı hücre aracılı sitotoksisite (ADCC) olarak bilinen sitotoksik bir mekanizmayı başlatır - bu süreç, kansere karşı biyolojik tedavilerde kullanılan monoklonal antikorların etkinliğini açıklayabilir. Fc reseptörleri izotipe özgüdür, bu da bağışıklık sistemine daha fazla esneklik sağlayarak farklı patojenler için yalnızca uygun bağışıklık mekanizmalarını harekete geçirir. ⓘ

Doğal antikorlar

İnsanlar ve yüksek primatlar da viral enfeksiyondan önce serumda bulunan "doğal antikorlar" üretir. Doğal antikorlar, daha önce herhangi bir enfeksiyon, aşılama, diğer yabancı antijen maruziyeti veya pasif bağışıklama olmaksızın üretilen antikorlar olarak tanımlanmıştır. Bu antikorlar, adaptif immün yanıt aktive edilmeden çok önce zarflı virüs partiküllerinin lizisine yol açan klasik kompleman yolunu aktive edebilir. Birçok doğal antikor, glikozile hücre yüzeyi proteinlerinde terminal şeker olarak bulunan ve bu şekerin insan bağırsağında bulunan bakteriler tarafından üretilmesine yanıt olarak üretilen disakkarit galaktoz α(1,3)-galaktoza (α-Gal) karşı yönlendirilir. Ksenotransplantasyon yapılan organların reddedilmesinin kısmen, alıcının serumunda dolaşan doğal antikorların donör dokuda ifade edilen α-Gal antijenlerine bağlanmasının bir sonucu olduğu düşünülmektedir. ⓘ

İmmünoglobulin çeşitliliği

Neredeyse tüm mikroplar bir antikor yanıtını tetikleyebilir. Birçok farklı mikrop türünün başarılı bir şekilde tanınması ve yok edilmesi, antikorlar arasında çeşitlilik gerektirir; amino asit bileşimleri farklılık göstererek birçok farklı antijenle etkileşime girmelerini sağlar. İnsanların, her biri bir antijenin farklı bir epitopunu bağlayabilen yaklaşık 10 milyar farklı antikor ürettiği tahmin edilmektedir. Tek bir bireyde çok sayıda farklı antikor repertuarı üretilmesine rağmen, bu proteinleri üretmek için mevcut genlerin sayısı insan genomunun büyüklüğü ile sınırlıdır. Omurgalı B hücrelerinin nispeten az sayıda antikor geninden çeşitli antikor havuzları üretmesini sağlayan birkaç karmaşık genetik mekanizma evrimleşmiştir. ⓘ

Etki alanı değişkenliği

Ağır zincirin tamamlayıcılık belirleyici bölgeleri kırmızı ile gösterilmiştir (PDB: 1IGT) ⓘ

Bir antikoru kodlayan kromozomal bölge büyüktür ve antikorun her bir alanı için birkaç farklı gen lokusu içerir - ağır zincir genlerini (IGH@) içeren kromozom bölgesi kromozom 14'te bulunur ve lambda ve kappa hafif zincir genlerini (IGL@ ve IGK@) içeren lokuslar insanlarda kromozom 22 ve 2'de bulunur. Bu alanlardan biri, her antikorun her ağır ve hafif zincirinde bulunan değişken alan olarak adlandırılır, ancak farklı B hücrelerinden üretilen farklı antikorlarda farklılık gösterebilir. Değişken alanlar arasındaki farklılıklar, hipervariable bölgeler (HV-1, HV-2 ve HV-3) veya tamamlayıcılık belirleyici bölgeler (CDR1, CDR2 ve CDR3) olarak bilinen üç döngü üzerinde yer alır. CDR'ler değişken alanlar içinde korunmuş çerçeve bölgeleri tarafından desteklenir. Ağır zincir lokusu, hepsi CDR'lerinde farklılık gösteren yaklaşık 65 farklı değişken alan geni içerir. Bu genlerin antikorun diğer alanları için bir dizi genle birleştirilmesi, yüksek derecede değişkenliğe sahip büyük bir antikor süvarisi oluşturur. Bu kombinasyon aşağıda tartışılan V(D)J rekombinasyonu olarak adlandırılır. ⓘ

V(D)J rekombinasyonu

İmmünoglobulin ağır zincirlerinin V(D)J rekombinasyonuna basitleştirilmiş genel bakış ⓘ

V(D)J rekombinasyonu olarak da bilinen immünoglobulinlerin somatik rekombinasyonu, benzersiz bir immünoglobulin değişken bölgesinin oluşturulmasını içerir. Her bir immünoglobulin ağır veya hafif zincirinin değişken bölgesi, gen segmentleri (alt genler) olarak bilinen birkaç parça halinde kodlanır. Bu segmentler değişken (V), çeşitlilik (D) ve birleşme (J) segmentleri olarak adlandırılır. V, D ve J segmentleri Ig ağır zincirlerinde bulunur, ancak Ig hafif zincirlerinde yalnızca V ve J segmentleri bulunur. V, D ve J gen segmentlerinin birden fazla kopyası mevcuttur ve memelilerin genomlarında tandem olarak düzenlenmiştir. Kemik iliğinde, gelişmekte olan her B hücresi bir V, bir D ve bir J gen segmentini (veya hafif zincirde bir V ve bir J segmentini) rastgele seçip birleştirerek bir immünoglobulin değişken bölgesi oluşturacaktır. Her bir gen segmenti türünün birden fazla kopyası olduğundan ve her bir immünoglobulin değişken bölgesini oluşturmak için farklı gen segmentleri kombinasyonları kullanılabildiğinden, bu süreç her biri farklı paratoplara ve dolayısıyla farklı antijen özgüllüklerine sahip çok sayıda antikor üretir. Lambda hafif zincir immünoglobülini için çeşitli alt türlerin (yani V2 ailesi) yeniden düzenlenmesi, B-hücrelerinin biyolojisini daha da etkileyen mikroRNA miR-650'nin aktivasyonu ile birleşir. ⓘ

RAG proteinleri, DNA'nın belirli bir bölgede kesilmesinde V(D)J rekombinasyonu ile önemli bir rol oynar. Bu proteinlerin varlığı olmadan V(D)J rekombinasyonu gerçekleşmez. ⓘ

Bir B hücresi V(D)J rekombinasyonu sırasında işlevsel bir immünoglobulin geni ürettikten sonra, başka bir değişken bölgeyi ifade edemez (alelik dışlama olarak bilinen bir süreç), böylece her B hücresi yalnızca bir tür değişken zincir içeren antikorlar üretebilir. ⓘ

Somatik hipermutasyon ve afinite olgunlaşması

Antijenle aktivasyonun ardından B hücreleri hızla çoğalmaya başlar. Bu hızlı bölünen hücrelerde, ağır ve hafif zincirlerin değişken alanlarını kodlayan genler, somatik hipermutasyon (SHM) adı verilen bir süreçle yüksek oranda nokta mutasyonuna uğrar. SHM, hücre bölünmesi başına değişken gen başına yaklaşık bir nükleotid değişikliği ile sonuçlanır. Sonuç olarak, yavru B hücreleri antikor zincirlerinin değişken alanlarında küçük amino asit farklılıkları edinecektir. ⓘ

Bu, antikor havuzunun çeşitliliğini artırmaya yarar ve antikorun antijen bağlama afinitesini etkiler. Bazı nokta mutasyonları, antijenleriyle orijinal antikordan daha zayıf bir etkileşime (düşük afinite) sahip antikorların üretilmesine neden olurken, bazı mutasyonlar daha güçlü bir etkileşime (yüksek afinite) sahip antikorlar üretecektir. Yüzeylerinde yüksek afiniteli antikorlar ifade eden B hücreleri, diğer hücrelerle etkileşimleri sırasında güçlü bir hayatta kalma sinyali alırken, düşük afiniteli antikorlara sahip olanlar bunu alamayacak ve apoptoz yoluyla ölecektir. Böylece, antijene karşı daha yüksek afiniteye sahip antikorları ifade eden B hücreleri, işlev ve hayatta kalma için daha zayıf afiniteye sahip olanlarla rekabet ederek antikorların ortalama afinitesinin zaman içinde artmasını sağlayacaktır. Artan bağlanma afinitesine sahip antikorlar üretme sürecine afinite olgunlaşması denir. Afinite olgunlaşması olgun B hücrelerinde V(D)J rekombinasyonundan sonra gerçekleşir ve yardımcı T hücrelerinin yardımına bağlıdır. ⓘ

Aktive B hücrelerinde izotip değişimine izin veren sınıf anahtarı rekombinasyon mekanizması ⓘ

Sınıf değiştirme

İzotip veya sınıf değiştirme, B hücresinin aktivasyonundan sonra meydana gelen ve hücrenin farklı antikor sınıfları (IgA, IgE veya IgG) üretmesini sağlayan biyolojik bir süreçtir. Farklı antikor sınıfları ve dolayısıyla efektör fonksiyonları, immünoglobulin ağır zincirinin sabit (C) bölgeleri tarafından tanımlanır. Başlangıçta, naif B hücreleri yalnızca aynı antijen bağlama bölgelerine sahip hücre yüzey IgM ve IgD'yi ifade eder. Her izotip farklı bir işlev için uyarlanmıştır; bu nedenle, aktivasyondan sonra, bir antijeni etkili bir şekilde ortadan kaldırmak için IgG, IgA veya IgE efektör işlevine sahip bir antikor gerekebilir. Sınıf değiştirme, aynı aktive B hücresinden farklı yavru hücrelerin farklı izotiplerde antikorlar üretmesini sağlar. Sınıf değiştirme sırasında sadece antikor ağır zincirinin sabit bölgesi değişir; değişken bölgeler ve dolayısıyla antijen özgüllüğü değişmeden kalır. Böylece tek bir B hücresinin dölleri, hepsi aynı antijene özgü, ancak her antijenik meydan okuma için uygun efektör işlevini üretme yeteneğine sahip antikorlar üretebilir. Sınıf değiştirme sitokinler tarafından tetiklenir; üretilen izotip B hücresi ortamında hangi sitokinlerin bulunduğuna bağlıdır. ⓘ

Sınıf değiştirme, ağır zincir gen lokusunda sınıf değiştirme rekombinasyonu (CSR) adı verilen bir mekanizma ile gerçekleşir. Bu mekanizma, her sabit bölge geninin (δ-zinciri hariç) yukarı akış yönündeki DNA'da bulunan ve anahtar (S) bölgeleri olarak adlandırılan korunmuş nükleotid motiflerine dayanır. DNA ipliği, seçilen iki S-bölgesinde bir dizi enzimin aktivitesi ile kırılır. Değişken alan ekzonu, homolog olmayan uç birleştirme (NHEJ) adı verilen bir işlemle istenen sabit bölgeye (γ, α veya ε) yeniden birleştirilir. Bu süreç, farklı bir izotipte bir antikoru kodlayan bir immünoglobulin geniyle sonuçlanır. ⓘ

Özgüllük tanımlamaları

Bir antikor aynı antijen veya epitop için spesifikliğe sahipse monospesifik, iki farklı antijen veya aynı antijen üzerinde iki farklı epitop için afiniteye sahipse bispesifik olarak adlandırılabilir. Bir grup antikor, çeşitli antijenler veya mikroorganizmalar için afiniteye sahipse polivalent (veya spesifik olmayan) olarak adlandırılabilir. İntravenöz immünoglobulin, aksi belirtilmediği takdirde, çeşitli farklı IgG'lerden (poliklonal IgG) oluşur. Buna karşılık, monoklonal antikorlar tek bir B hücresi tarafından üretilen özdeş antikorlardır. ⓘ

Asimetrik antikorlar

Aynı zamanda asimetrik antikorlar olan heterodimerik antikorlar, antikor kollarına çeşitli ilaçların bağlanması için daha fazla esneklik ve yeni formatlar sağlar. Bir heterodimerik antikor için genel formatlardan biri "topuzlar-içine-delikler" formatıdır. Bu format, antikorlardaki sabit bölgenin ağır zincir kısmına özgüdür. "Topuzlar" kısmı, küçük bir amino asidin daha büyük bir amino asitle değiştirilmesiyle tasarlanır. Büyük bir amino asidin daha küçük bir amino asitle değiştirilmesiyle oluşturulan "deliğe" oturur. "Topuzları" "deliklere" bağlayan şey, her bir zincir arasındaki disülfit bağlarıdır. "Topuzlar-içine-delikler" şekli antikora bağlı hücre aracılı sitotoksisiteyi kolaylaştırır. Tek zincirli değişken fragmanlar (scFv), kısa bir bağlayıcı peptid aracılığıyla ağır ve hafif zincirin değişken alanına bağlanır. Bağlayıcı, daha fazla esneklik sağlayan glisin ve özgüllük kazandıran serin/treonin bakımından zengindir. İki farklı scFv parçası, bir menteşe bölgesi aracılığıyla ağır zincirin sabit alanına veya hafif zincirin sabit alanına bağlanabilir. Bu, antikora bispesifiklik kazandırarak iki farklı antijenin bağlanma özgüllüklerine izin verir. "Topuzlar-içine-delikler" formatı heterodimer oluşumunu artırır ancak homodimer oluşumunu bastırmaz. ⓘ

Heterodimerik antikorların işlevini daha da iyileştirmek için birçok bilim insanı yapay yapılara yöneliyor. Yapay antikorlar, antikor molekülünün işlevsel stratejisini kullanan, ancak doğal antikorun döngü ve çerçeve yapısal kısıtlamaları ile sınırlı olmayan büyük ölçüde çeşitli protein motifleridir. Sekansın ve üç boyutlu alanın kombinasyonel tasarımını kontrol edebilmek, doğal tasarımın ötesine geçebilir ve farklı ilaç kombinasyonlarının kollara bağlanmasına izin verebilir. ⓘ

Heterodimerik antikorlar alabilecekleri şekiller açısından daha geniş bir yelpazeye sahiptir ve kollara bağlanan ilaçların her kolda aynı olması gerekmez, bu da kanser tedavisinde farklı ilaç kombinasyonlarının kullanılmasına olanak tanır. Farmasötikler son derece işlevsel bispesifik ve hatta multispesifik antikorlar üretebilmektedir. Doğal formdan böylesine bir şekil değişikliğinin işlevselliğin azalmasına yol açması gerektiği düşünüldüğünde, işlev görebilme dereceleri etkileyicidir. ⓘ

Tarihçe

"Antikor" teriminin ilk kullanımı Paul Ehrlich'in bir metninde yer almıştır. Antikörper (antikorun Almancası) terimi, Ekim 1891'de yayınlanan "Bağışıklık Üzerine Deneysel Çalışmalar" adlı makalesinin sonuç bölümünde yer alır ve "eğer iki madde iki farklı Antikörper'e yol açıyorsa, o zaman kendileri de farklı olmalıdır" der. Ancak bu terim hemen kabul görmemiş ve antikor için başka terimler de önerilmiştir; bunlar arasında Immunkörper, Amboceptor, Zwischenkörper, substance sensibilisatrice, copula, Desmon, philocytase, fixateur ve Immunisin yer almaktadır. Antikor kelimesi antitoksin kelimesiyle biçimsel bir analojiye sahiptir ve Immunkörper (İngilizcede immün vücut) ile benzer bir kavramdır. Bu nedenle, kelimenin orijinal yapısı mantıksal bir kusur içermektedir; antitoksin bir toksine karşı yönlendirilmiş bir şeyken, antikor bir şeye karşı yönlendirilmiş bir cisimdir. ⓘ

Julian Voss-Andreae'nin Angel of the West (2008) adlı eseri, E. Padlan tarafından yayınlanan antikor yapısına dayanan bir heykeldir. Scripps Araştırma Enstitüsü'nün Florida kampüsü için yaratılan antikor, Leonardo da Vinci'nin Vitruvius Adamı'na gönderme yapan bir halkanın içine yerleştirilmiş ve böylece antikor ile insan vücudu arasındaki benzerlik vurgulanmıştır. ⓘ

Antikor çalışmaları 1890 yılında Emil von Behring ve Kitasato Shibasaburō'nun difteri ve tetanos toksinlerine karşı antikor aktivitesini tanımlamasıyla başlamıştır. Von Behring ve Kitasato, serumdaki bir aracının yabancı bir antijenle reaksiyona girebileceğini öne sürerek humoral bağışıklık teorisini ortaya attılar. Bu fikir, Paul Ehrlich'i 1897'de antikor ve antijen etkileşimi için yan zincir teorisini önermeye teşvik etti; Ehrlich, hücrelerin yüzeyindeki reseptörlerin ("yan zincirler" olarak tanımlanan) toksinlere özel olarak bağlanabileceğini - bir "kilit-anahtar" etkileşiminde - ve bu bağlanma reaksiyonunun antikor üretimi için tetikleyici olduğunu varsaydı. Diğer araştırmacılar antikorların kanda serbestçe bulunduğuna inanıyordu ve 1904'te Almroth Wright çözünür antikorların bakterileri fagositoz ve öldürme için etiketlemek üzere kapladığını öne sürdü; bu sürece opsoninizasyon adını verdi. ⓘ

Michael Heidelberger ⓘ

1920'lerde Michael Heidelberger ve Oswald Avery, antijenlerin antikorlar tarafından çöktürülebildiğini gözlemlemiş ve antikorların proteinden yapıldığını göstermeye devam etmiştir. Antijen-antikor-bağlanma etkileşimlerinin biyokimyasal özellikleri 1930'ların sonlarında John Marrack tarafından daha ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bir sonraki büyük ilerleme 1940'larda Linus Pauling'in antikorlar ve antijenler arasındaki etkileşimlerin kimyasal bileşimlerinden çok şekillerine bağlı olduğunu göstererek Ehrlich tarafından önerilen kilit ve anahtar teorisini doğrulamasıyla gerçekleşti. 1948'de Astrid Fagraeus, plazma hücreleri şeklindeki B hücrelerinin antikor üretmekten sorumlu olduğunu keşfetti. ⓘ

Daha sonraki çalışmalar antikor proteinlerinin yapılarını karakterize etmeye odaklandı. Bu yapısal çalışmalarda önemli bir gelişme, 1960'ların başında Gerald Edelman ve Joseph Gally tarafından antikor hafif zincirinin keşfedilmesi ve bu proteinin 1845 yılında Henry Bence Jones tarafından tanımlanan Bence-Jones proteini ile aynı olduğunun anlaşılmasıydı. Edelman daha sonra antikorların disülfit bağıyla bağlı ağır ve hafif zincirlerden oluştuğunu keşfetmiştir. Aynı dönemde, IgG'nin antikor bağlayıcı (Fab) ve antikor kuyruk (Fc) bölgeleri Rodney Porter tarafından karakterize edildi. Bu bilim insanları birlikte IgG'nin yapısını ve tam amino asit dizilimini çıkardılar ve bu başarılarından dolayı 1972 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'ne layık görüldüler. Fv parçası David Givol tarafından hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Bu ilk çalışmaların çoğu IgM ve IgG üzerine odaklanırken, 1960'larda diğer immünoglobulin izotipleri tanımlanmıştır: Thomas Tomasi salgı antikorunu (IgA); David S. Rowe ve John L. Fahey IgD'yi; Kimishige Ishizaka ve Teruko Ishizaka IgE'yi keşfetmiş ve bunun alerjik reaksiyonlarda rol oynayan bir antikor sınıfı olduğunu göstermiştir. Susumu Tonegawa, 1976'da başlayan ve dönüm noktası niteliğindeki bir dizi deneyde, genetik materyalin mevcut çok çeşitli antikorları oluşturmak üzere kendini yeniden düzenleyebileceğini gösterdi. ⓘ

Tıbbi uygulamalar

Hastalık teşhisi

Belirli antikorların tespiti çok yaygın bir tıbbi teşhis şeklidir ve seroloji gibi uygulamalar bu yöntemlere bağlıdır. Örneğin, hastalık teşhisine yönelik biyokimyasal analizlerde, Epstein-Barr virüsüne veya Lyme hastalığına karşı yönlendirilmiş antikorların titresi kandan tahmin edilir. Eğer bu antikorlar mevcut değilse, ya kişi enfekte değildir ya da enfeksiyon çok uzun zaman önce meydana gelmiştir ve bu spesifik antikorları üreten B hücreleri doğal olarak çürümüştür. ⓘ

Klinik immünolojide, immünoglobulinlerin bireysel sınıflarının seviyeleri, hastanın antikor profilini karakterize etmek için nefelometri (veya türbidimetri) ile ölçülür. Farklı immünoglobulin sınıflarındaki yükselmeler bazen tanının net olmadığı hastalarda karaciğer hasarının nedenini belirlemede yararlıdır. Örneğin, yüksek IgA alkolik sirozu, yüksek IgM viral hepatit ve primer biliyer sirozu gösterirken, IgG viral hepatit, otoimmün hepatit ve sirozda yükselir. ⓘ

Otoimmün bozukluklar genellikle vücudun kendi epitoplarını bağlayan antikorlarla izlenebilir; birçoğu kan testleri yoluyla tespit edilebilir. İmmün aracılı hemolitik anemide kırmızı kan hücresi yüzey antijenlerine karşı yönlendirilmiş antikorlar Coombs testi ile tespit edilir. Coombs testi ayrıca kan transfüzyonu hazırlığında antikor taraması ve doğum öncesi kadınlarda antikor taraması için de kullanılır. ⓘ

Pratikte, bulaşıcı hastalıkların teşhisinde ELISA, immünofloresan, Western blot, immünodifüzyon, immünoelektroforez ve manyetik immünoassay gibi kompleks antijen-antikor tespitine dayanan çeşitli immünodiagnostik yöntemler kullanılmaktadır. İnsan koryonik gonadotropinine karşı yükseltilmiş antikorlar reçetesiz satılan gebelik testlerinde kullanılmaktadır. ⓘ

Yeni dioksaborolan kimyası, antikorların radyoaktif florür (¹⁸F) ile etiketlenmesini sağlayarak kanserin pozitron emisyon tomografisi (PET) ile görüntülenmesine olanak tanımaktadır. ⓘ

Hastalık tedavisi

Hedefe yönelik monoklonal antikor tedavisi romatoid artrit, multipl skleroz, sedef hastalığı gibi hastalıkların ve Hodgkin dışı lenfoma, kolorektal kanser, baş ve boyun kanseri ve meme kanseri dahil olmak üzere birçok kanser türünün tedavisinde kullanılmaktadır. ⓘ

X'e bağlı agamaglobulinemi ve hipogamaglobulinemi gibi bazı bağışıklık yetersizlikleri, kısmen veya tamamen antikor eksikliğine neden olur. Bu hastalıklar genellikle pasif bağışıklık adı verilen kısa süreli bir bağışıklık şekli oluşturularak tedavi edilir. Pasif bağışıklık, insan veya hayvan serumu, havuzlanmış immünoglobulin veya monoklonal antikorlar şeklinde hazır antikorların etkilenen bireye aktarılmasıyla elde edilir. ⓘ

Doğum öncesi tedavi

Rh D antijeni olarak da bilinen Rh faktörü, kırmızı kan hücrelerinde bulunan bir antijendir; Rh-pozitif (Rh+) olan bireylerin kırmızı kan hücrelerinde bu antijen bulunurken, Rh-negatif (Rh-) olan bireylerde bulunmaz. Normal doğum, doğum travması veya hamilelik sırasındaki komplikasyonlar sırasında fetüsten gelen kan annenin sistemine girebilir. Rh-uyumsuz bir anne ve çocuk söz konusu olduğunda, kan karışımı Rh- anneyi Rh+ çocuğun kan hücrelerindeki Rh antijenine karşı hassaslaştırabilir ve hamileliğin geri kalanını ve sonraki hamilelikleri yenidoğanın hemolitik hastalığı riski altına sokabilir. ⓘ

Rho(D) immün globulin antikorları insan RhD antijeni için spesifiktir. Anti-RhD antikorları, Rh-negatif bir anne Rh-pozitif bir fetüse sahip olduğunda oluşabilecek hassaslaşmayı önlemek için doğum öncesi tedavi rejiminin bir parçası olarak uygulanır. Annenin travma ve doğumdan önce ve hemen sonra Anti-RhD antikorları ile tedavi edilmesi, annenin sistemindeki Rh antijenini fetüsten yok eder. Bunun, antijenin hafıza B hücreleri oluşturarak Rh antijenini "hatırlamak" için maternal B hücrelerini uyarmasından önce gerçekleştiğine dikkat etmek önemlidir. Bu nedenle, annenin humoral bağışıklık sistemi anti-Rh antikorları üretmeyecek ve mevcut veya sonraki bebeklerin Rh antijenlerine saldırmayacaktır. Rho(D) İmmün Globulin tedavisi Rh hastalığına yol açabilecek hassaslaşmayı önler, ancak altta yatan hastalığın kendisini önlemez veya tedavi etmez. ⓘ

Araştırma uygulamaları

Ökaryotik hücre iskeletinin immünofloresan görüntüsü. Yeşil renkte gösterilen mikrotübüller, yeşil floresan molekül olan FITC'ye konjuge edilmiş bir antikorla işaretlenmiştir. ⓘ

Spesifik antikorlar, büyük miktarlarda antikor için fare, sıçan, tavşan, keçi, koyun veya at gibi bir memeliye bir antijen enjekte edilerek üretilir. Bu hayvanlardan izole edilen kan, serumda poliklonal antikorlar (aynı antijene bağlanan birden fazla antikor) içerir ve bu antikorlar artık antiserum olarak adlandırılabilir. Yumurta sarısında poliklonal antikorların oluşturulması için tavuklara da antijenler enjekte edilir. Bir antijenin tek bir epitopuna özgü antikor elde etmek için, antikor salgılayan lenfositler hayvandan izole edilir ve bir kanser hücre hattıyla kaynaştırılarak ölümsüzleştirilir. Kaynaşmış hücreler hibridoma olarak adlandırılır ve kültürde sürekli olarak büyür ve antikor salgılar. Tek hibridoma hücreleri, hepsi aynı antikoru üreten hücre klonları oluşturmak için seyreltme klonlamasıyla izole edilir; bu antikorlara monoklonal antikorlar denir. Poliklonal ve monoklonal antikorlar genellikle Protein A/G veya antijen-afinite kromatografisi kullanılarak saflaştırılır. ⓘ

Araştırmalarda, saflaştırılmış antikorlar birçok uygulamada kullanılır. Araştırma uygulamaları için antikorlar doğrudan antikor tedarikçilerinden veya uzman bir arama motoru kullanılarak bulunabilir. Araştırma antikorları en yaygın olarak hücre içi ve hücre dışı proteinleri tanımlamak ve bulmak için kullanılır. Antikorlar, hücre tiplerini ifade ettikleri proteinlere göre ayırt etmek için akış sitometrisinde kullanılır; farklı hücre tipleri, yüzeylerinde farklı farklılaşma molekülleri kümesinin farklı kombinasyonlarını ifade eder ve farklı hücre içi ve salgılanabilir proteinler üretir. Ayrıca proteinleri ve onlara bağlı herhangi bir şeyi (ko-immünopresipitasyon) bir hücre lizatındaki diğer moleküllerden ayırmak için immünopresipitasyonda, elektroforezle ayrılan proteinleri tanımlamak için Western blot analizlerinde ve doku kesitlerinde protein ifadesini incelemek veya bir mikroskop yardımıyla hücrelerdeki proteinleri bulmak için immünohistokimya veya immünofloresanda kullanılırlar. Proteinler ayrıca ELISA ve ELISpot teknikleri kullanılarak antikorlarla tespit edilebilir ve miktarları belirlenebilir. ⓘ

Araştırmalarda kullanılan antikorlar, çapraz reaktivite veya antikorun birden fazla epitopu tanıması ve pH, çözücü, doku durumu gibi deneysel koşullara bağlı olarak büyük ölçüde değişebilen afinite dahil olmak üzere herhangi bir deneyde kontrol edilmesi gereken çok sayıda faktörle en güçlü, ancak en sorunlu reaktiflerden bazılarıdır. Araştırmacıların hem antikorları doğrulama yöntemlerini hem de antikorlar hakkında rapor verme yöntemlerini iyileştirmek için birçok girişimde bulunulmuştur. Çalışmalarında antikor kullanan araştırmacıların, araştırmalarının tekrarlanabilir (ve dolayısıyla diğer araştırmacılar tarafından test edilebilir ve nitelendirilebilir) olmasını sağlamak için bunları doğru bir şekilde kaydetmeleri gerekir. Akademik makalelerde atıfta bulunulan araştırma antikorlarının yarısından azı kolayca tanımlanabilmektedir. F1000'de 2014 ve 2015 yıllarında yayınlanan makaleler, araştırmacılara araştırma antikoru kullanımının raporlanması için bir rehber sunmaktadır. RRID makalesi, antikor tanımlayıcılarının kaynağı olarak antibodyregistry.org'dan veri alan araştırma kaynağı alıntısı için RRIDs Standardını uygulayan 4 dergide birlikte yayınlanmıştır (ayrıca Force11'deki gruba bakınız). ⓘ

Yönetmelikler

Üretim ve test

Geleneksel olarak antikorların çoğu, antikor üreten hücrelerin miyelom hücreleriyle kimyasal olarak indüklenen füzyon yoluyla ölümsüzleştirilmesi yoluyla hibridoma hücre hatları tarafından üretilir. Bazı durumlarda, diğer hatlarla ek füzyonlar "triomalar" ve "kuadromalar" yaratmıştır. Üretim süreci uygun şekilde tanımlanmalı ve doğrulanmalıdır. Validasyon çalışmaları en azından şunları içermelidir:

• Sürecin iyi kalitede üretim yapabildiğinin gösterilmesi (süreç valide edilmelidir)
• Antikor saflaştırmanın etkinliği (tüm safsızlıklar ve virüs ortadan kaldırılmalıdır)
• Saflaştırılmış antikorun karakterizasyonu (fizikokimyasal karakterizasyon, immünolojik özellikler, biyolojik aktiviteler, kontaminantlar, ...)
• Virüs klirensinin belirlenmesi çalışmaları ⓘ

Klinik deneylerden önce

• Ürün güvenlik testleri: Sterilite (bakteri ve mantarlar), adventif virüsler için in vitro ve in vivo testler, murin retrovirüs testi..., ciddi veya hemen yaşamı tehdit eden durumlarda fizibilite denemelerinin başlatılmasından önce ihtiyaç duyulan ürün güvenliği verileri, ürünün tehlike potansiyelini değerlendirmeye yarar.
• Fizibilite testi: Bunlar, diğerlerinin yanı sıra, küçük bir spesifik hasta popülasyonunda (in vitro veya in vivo test) güvenliğin erken karakterizasyonu ve kavramın ilk kanıtını içeren pilot çalışmalardır. ⓘ

Klinik öncesi çalışmalar

• Antikorun çapraz reaktivitesinin test edilmesi: antikorların daha önce karakterize edilmiş dokularla istenmeyen etkileşimlerini (toksisite) vurgulamak için. Bu çalışma in vitro (antikorun veya immünokonjugatın reaktivitesi hızlı dondurulmuş yetişkin dokularla belirlenmelidir) veya in vivo (uygun hayvan modelleriyle) gerçekleştirilebilir.
• Klinik öncesi farmakoloji ve toksisite testi: Antikorun klinik öncesi güvenlik testi, insanlarda olası toksisiteyi tanımlamak, insanlarda potansiyel advers olayların olasılığını ve şiddetini tahmin etmek ve mümkün olduğunda güvenli bir başlangıç dozu ve doz artışını belirlemek için tasarlanmıştır.
• Hayvan toksisite çalışmaları: Akut toksisite testi, tekrar doz toksisite testi, uzun süreli toksisite testi
• Farmakokinetik ve farmakodinamik testler: Klinik dozajların belirlenmesi, antikor aktiviteleri, potansiyel klinik etkilerin değerlendirilmesi için kullanım ⓘ

Yapı tahmini ve hesaplamalı antikor tasarımı

Antikorların sağlık hizmetleri ve biyoteknoloji endüstrisindeki önemi, yapılarının yüksek çözünürlükte bilinmesini gerektirmektedir. Bu bilgi, protein mühendisliği, antijen bağlanma afinitesinin değiştirilmesi ve belirli bir antikorun bir epitopunun tanımlanması için kullanılır. X-ışını kristalografisi, antikor yapılarını belirlemek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bununla birlikte, bir antikoru kristalize etmek genellikle zahmetli ve zaman alıcıdır. Hesaplamalı yaklaşımlar kristalografiye daha ucuz ve daha hızlı bir alternatif sağlar, ancak ampirik yapılar üretmedikleri için sonuçları daha belirsizdir. Web Antibody Modeling (WAM) ve Prediction of Immunoglobulin Structure (PIGS) gibi çevrimiçi web sunucuları, antikor değişken bölgelerinin hesaplamalı olarak modellenmesini sağlar. Rosetta Antibody, CDR döngülerini en aza indirmek ve hafif ve ağır zincirlerin göreceli yönelimini optimize etmek için sofistike tekniklerin yanı sıra antikorların benzersiz antijenleriyle başarılı bir şekilde kenetlenmesini öngören homoloji modellerini içeren yeni bir antikor F_V bölgesi yapı tahmin sunucusudur. Bununla birlikte, bir antikorun bağlanma bölgesini yalnızca tek bir statik yapı kullanarak tanımlamak, antikorun işlevinin ve özelliklerinin anlaşılmasını ve karakterizasyonunu sınırlar. Antikor yapısı tahminini iyileştirmek ve güçlü bir şekilde ilişkili CDR döngüsü ve arayüz hareketlerini hesaba katmak için, antikor paratopları, değişen olasılıklarla çözelti içinde birbirine dönüşen durumlar olarak tanımlanmalıdır. ⓘ

Antikoru antijene bağlanma afinitesi yoluyla tanımlama yeteneği, patent talepleri amacıyla antikor yapısı ve amino asit dizileri hakkındaki bilgilerle desteklenir. Antikor CDR'lerinin yapısal biyoinformatik çalışmalarına dayanan antikorların hesaplamalı tasarımı için çeşitli yöntemler sunulmuştur. ⓘ

Edman bozunması, cDNA vb. dahil olmak üzere bir antikoru dizilemek için kullanılan çeşitli yöntemler vardır; ancak peptit / protein tanımlaması için en yaygın modern kullanımlardan biri, tandem kütle spektrometresi (LC-MS / MS) ile birleştirilmiş sıvı kromatografidir. Yüksek hacimli antikor dizileme yöntemleri, doğrudan tandem kütle spektrumlarından de novo dizileme ve mevcut protein dizisi veritabanlarını kullanan veritabanı arama yöntemleri dahil olmak üzere veri analizi için hesaplamalı yaklaşımlar gerektirir. Shotgun protein dizilemenin birçok versiyonu, CID/HCD/ETD parçalanma yöntemlerini ve diğer teknikleri kullanarak kapsamı artırabilir ve proteinleri, özellikle de antikorları tam olarak dizileme girişiminde önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Diğer yöntemler, benzer proteinlerin varlığını, bilinen bir genom dizisini veya yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya yaklaşımları birleştirmiştir. Mevcut teknolojiler, de novo sekanslama peptidlerini, yoğunluğu ve veritabanı ve homoloji aramalarından elde edilen konumsal güven puanlarını entegre ederek protein dizilerini yüksek doğrulukla bir araya getirme yeteneğine sahiptir. ⓘ

Antikor taklidi

Antikor mimetikleri, antikorlar gibi antijenleri spesifik olarak bağlayabilen organik bileşiklerdir. Yapay peptitler veya proteinlerden ya da yaklaşık 3 ila 20 kDa molar kütleye sahip aptamer bazlı nükleik asit moleküllerinden oluşurlar. Fab ve nanobodiler gibi antikor parçaları antikor mimetikleri olarak kabul edilmez. Antikorlara göre ortak avantajları daha iyi çözünürlük, doku penetrasyonu, ısı ve enzimlere karşı stabilite ve nispeten düşük üretim maliyetleridir. Antikor mimetikleri araştırma, teşhis ve tedavi ajanları olarak geliştirilmekte ve ticarileştirilmektedir. ⓘ

Bağlayıcı antikor birimi

BAU (bağlayıcı antikor birimi, genellikle BAU/mL olarak), aynı özgüllüğe sahip aynı immünoglobulin sınıfını tespit eden tahlillerin karşılaştırılması için WHO tarafından tanımlanan bir ölçüm birimidir. ⓘ

IgG

• sedimantasyon katsayısı: 75
• insan serumunda bulunan miktar: 10–15 mg/ml
• molekül ağırlığı: 150.000
• serumdaki yarılanma süresi: 23 gün
• vücut salgılarında bulunma: YOK
• plasentadan geçme özelliği: VAR ⓘ

IgM

• sedimantasyon katsayısı: 195
• insan serumunda bulunma miktarı: 0,6-1,9 mg/ml
• molekül ağırlığı: 900.000
• serumdaki yarılanma süresi: 5 gün
• vücut salgılarında bulunma: YOK
• plasentadan geçme özelliği: YOK ⓘ

IgA

• sedimantasyon katsayısı: 75-115
• insan serumunda bulunma miktarı: 1–4 mg/ml
• molekül ağırlığı: 170.000
• serumdaki yarılanma süresi: 6 gün
• vücut salgılarında bulunma: VAR
• plasentadan geçme özelliği: YOK ⓘ

IgD

• sedimantasyon katsayısı: 75
• insan serumunda bulunma miktarı: 0,03-0,05 mg/ml
• molekül ağırlığı: 180.000
• serumdaki yarılanma süresi: 2,5 gün
• vücut salgılarında bulunma: YOK
• plasentadan geçme özelliği: bilinmiyor ⓘ

IgE

• sedimantasyon katsayısı: 85
• insan serumunda bulunma miktarı: 0,003 mg/ml
• molekül ağırlığı: 190.000
• serumdaki yarılanma süresi: 2,5 gün
• vücut salgılarında bulunma: VAR
• plasentadan geçme özelliği: YOK ⓘ