HAPTENS: HISTÒRIA, FUNCIONS, CARACTERÍSTIQUES, RESPOSTES IMMUNES - BIOLOGIA - 2025

Un Haptè és una molècula no proteica de baix pes molecular, no antigènica, que és capaç de provocar una resposta immune únicament quan s'uneix a un "transportador o portador molecular" de naturalesa proteica o glucídica. Caldria ressenyar que molts autors el descriuen com un "antigen de molt petita grandària".

Una molècula antigènica o antigen es defineix en alguns textos com qualsevol substància capaç d'unir-se amb una alta especificitat a un anticòs produït per una cèl·lula B o un receptor a la membrana d'una cèl·lula T, que són els limfòcits responsables de la immunitat humoral i cel·lular, respectivament.

Complex antigen-anticòs (Font: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Els antígens poden ser molècules de qualsevol tipus, com ara les proteïnes, els metabòlits, els sucres, els lípids i els seus derivats, les hormones, els fàrmacs, àcids nucleics, etc.

No obstant això, només les macromolècules de grans dimensions tenen les propietats antigèniques capaços de desencadenar les respostes limfocitàries necessàries per a la producció d'anticossos.

Qualsevol substància aliena a un organisme pot considerar-se com un antigen, però, el terme 'inmunógeno' s'empra amb freqüència per referir-se a aquells antígens que efectivament disparen una resposta per part dels limfòcits B productors d'anticossos.

Un Haptè és, per tant, un antigen no immunogènic, que requereix de la seva associació amb una macromolècula per desencadenar les respostes immunològiques característiques d'un inmunógeno.

funcions

Ja que el sistema immune és la principal "arma" de defensa contra infeccions de diferents tipus de patògens i davant de qualsevol objecte o substància estranya, entre moltes altres coses, el cos d'un ésser humà inverteix gran quantitat d'esforç i energia en el seu funcionament.

Emperò, al llarg de la seva vida una persona està regularment exposada al que podrien considerar-se com múltiples antígens, per la qual cosa el sistema immune té la capacitat de "decidir" a quin tipus de molècules respondre ia quin tipus de molècules fer cas omís.

Un dels mecanismes de què es val el sistema immune per decidir si respondre o no a un determinat antigen és la mida d'aquest. Així, com es va comentar anteriorment, només "grans" molècules com les proteïnes, els fosfolípids, els hidrats de carboni complexos i els àcids nucleics funcionen com immunògens veritables.

Els haptens, atès que són molècules de molt petita grandària, llevat que estiguin conjugats amb algun tipus de macromolècula, no tenen funcions inmunogénicas. Això no obstant, els estudiosos de la branca de la medicina coneguda com immunologia consideren als haptens com "eines" immunològiques.

La raó de l'afirmació anterior té a veure amb el fet que alguns investigadors es dediquen a la tasca de conjugar certs haptens a altres molècules més grans, que funcionen en el seu "transport" i que les rendeixen inmunogénicas, en nom d'aconseguir que un individu produeixi anticossos específics contra un Haptè determinat.

La molècula resultant de la unió entre un Haptè i una molècula portadora es coneix com a 'sistema' o 'complex Haptè-transportador' i els individus exposats a aquest sistema (veritablement immunogènic) produeixen anticossos amb la capacitat d'unir-se específicament a aquestes molècules en el seu forma lliure.

utilitat pràctica

Llavors, una de les funcions principals dels sistemes Haptè-portador és la d'estimular la producció d'anticossos, els quals moltes vegades són emprats en el desenvolupament de diferents proves analítiques, pel que són útils des del punt de vista d'investigació i diagnòstic.

Un animal experimental exposat a un Haptè acoblat amb una proteïna, per exemple, produirà anticossos contra el Haptè, contra els epítopes o determinants antigènics de la molècula portadora i contra els llocs formats en la unió entre el Haptè i el seu transportador.

Aquesta propietat de sistema Haptè-portador o transportador, és útil per a l'estudi dels efectes immunològics de petites variacions en l'estructura d'un antigen sobre l'especificitat de la resposta immune.

Característiques

Els haptens es caracteritzen principalment per la seva grandària i pel fet que, generalment, són molècules orgàniques no proteiques. Aquí una breu llista de les principals característiques d'aquestes molècules:

- Compostos químics de baix pes molecular (menors a 5 kDa). Pot tractar-se, fins i tot, de grups funcionals molt petits.

Complex Haptè-portador. El Haptè en aquesta imatge és un grup dinitrofenilo (Font: mantells via Wikimedia Commons)

- Són molècules amb especificitat antigènica, però sense poder immunogènic o, el que és igual, no disparen la producció d'anticossos, però poden ser reconeguts específicament per aquests en organismes immunitzats amb complexos Haptè-portador.

- Només units a una molècula "portadora" o "transportadora" (de l'anglès Carrier) adquireixen immunogenicitat com a antígens, ja que són reconeguts pel sistema immune.

- Són univalents des del punt de vista antigènic, és a dir, el nombre de determinants antigènics funcionals que posseeixen els haptens, capaços d'unir-se a un anticòs, és d'un sol (a diferència d'un antigen natural, que és polivalent).

Respostes immunes associades amb els haptens i una mica d'història

Gran part de el coneixement actual respecte a el procés de presentació d'antígens per part dels limfòcits B, així com el paper d'aquestes cèl·lules en el desenvolupament de les respostes immunes humorals, deriva de diferents estudis on volia observar la resposta d'anticossos en un organisme immunitzat amb un complex Haptè-transportador.

Karl Landsteiner, entre 1920 i 1930, va dedicar la seva investigació a la creació d'un sistema químicament definit per estudiar la unió d'anticossos individuals, emprant, per a això, animals immunitzats amb conjugats Haptè-portador i comparant els sèrums d'aquests amb els d'altres animals immunitzats amb haptens similars acoblats a molècules diferents.

Els seus experiments comparatius tenien la finalitat de determinar si existien reaccions creuades (que el mateix anticòs reconegui més d'un antigen) entre els anticossos produïts en resposta a diferents complexos Haptè-portador, amb el que va poder analitzar quines modificacions impedien o permetien aquestes reaccions.

Els treball de Landsteiner van aconseguir treure a la llum l'especificitat de el sistema immune per a petites variacions estructurals en els determinants immunogènics dels antígens, així com la gran diversitat d'epítopes que aquest sistema té la capacitat de reconèixer.

Característiques de les respostes induïdes pels complexos Haptè-portador

Dels estudis de Landsteiner i d'altres investigadors de l'àrea, van poder reconèixer algunes característiques particulars de les respostes immunes induïdes per la immunització amb complexos Haptè-proteïna portadora.

- Les respostes immunes requereixen de la participació de limfòcits B específics per a cada Haptè i de limfòcits T col·laboradors específics per a la porció proteica de l'transportador.

- La elicitació d'una resposta només és possible quan el Haptè està físicament unit al seu proteïna transportadora.

- La interacció anticòs-antigen està restringida per les molècules de el sistema de el complex major d'histocompatibilitat de classe II.

Més tard, en la història de la immunologia es va reconèixer que aquestes característiques són pròpies també de les respostes d'anticossos enfront de qualsevol antigen proteic.

referències

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). Cellular and molecular Immunology E-book. Elsevier Health Sciences.
2. Actor, JK (2019). Introductory Immunology, 2nd: Basic Concepts for Interdisciplinary Applications. Academic Press.
3. Kennedy, M. (2011). Immunology for dummies-a Painless review of basic concepts (Proceedings).
4. Nelson, DL, Lehninger, A EL, & Cox, MM (2008). Lehninger principles of biochemistry. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J., & Stranford, SA (2013). Kuby Immunology (pàg. 692). New York: WH Freeman.