Antigen & Antibodi
8/13/2014
Putu Oky
1
Prinsip Utama Respon Imun 1. Sistem imun harus mampu mengeliminasi mikroba dengan pertahanan awal melalui sistem imun innate/ non spesifik 2. Sistem imun innate memberikan sinyal ke sistem imun adaptive / spesifik melalui mediator biologis (cth. Sitokin, kemokin) 3. Sel pada sistem imun adaptive/ spesifik mengenali secara spesifik Antigen (ikatan spesifik ligan dan reseptornya) 4. Pengenalan spesifik ini (ikatan Ag-Ab) bertujuan akhir untuk eliminasi mikroba yang masuk 5. Sistem imun adaptive memiliki memori untuk merespon terhadap pemaparan antigen primer/ terdahulu 8/13/2014
2
Sistem imun harus mampu membedakan antara self dan non self menghindari terjadinya penyimpangan (autoimun diseases)
8/13/2014
3
Biochemical Barrier
Sel NK
Seluler
Fagosit : sel MN, PMN
Sel mast
Sistem Imun
Bawaan/innate/ non spesifik
Basofil
Sitokin
Humoral
Komplemen
Kemokin C-Reactive Protein
8/13/2014
Humoral
Sel B antibodi
Seluler
Didapat/ Adaptive/ spesifik
Sel T : TH1, TH2, Tc
4
Biochemical barrier
Male et al., 2006 8/13/2014
5
ANTIGEN • Imunogen :Bahan atau molekul menginduksi aktivasi komponen-komponen sistem imun dan mampu menimbulkan respon imun • Antigen : Substansi substansi yang dapat dikenali dan berikatan secara spesifik oleh reseptor pada limfosit (Sel B dan Sel T) (Male et al. 2006) • Sel T mengenali fragmen antigen pada permukaan sel yg terinfeksi (antigen intraseluler) • Sel B mengenali molekul antigen yang utuh (terlarut/ antigen ekstraseluler) “Semua imunogen adalah antigen tetapi tidak semua antigen imunogenik” 8/13/2014
6
Struktur Antigen B-CELL Iga
T-CELL Igb
CD3
a b
Antibodi
TCR
Ab larut Epitop
Antigen Antigen
Ag
Epitop
MHC II
APC
• Antigen dapat secara spesifik diikat oleh Ab atau reseptor sel T pada bagian yang disebut Epitop atau Determinan Antigen • Epitop akan dikenali oleh sel B (melalui Ab) dan sel T (melalui sel T reseptor/ TCR) • Paratop : bagian dari Antibodi yg mengikat epitop 8/13/2014
7
Determinan Antigen
8/13/2014
8
Hapten • Contoh hapten : uroshiol, penicillin, sulphonamid, aspirin, cosmetic, tranquillizers, neomycin • Hapten : protein dg BM rendah yang bersifat non imunogenik imunogenik dg mengikat carier yg sesuai (cth. Keyhold limpet hemocyanin/ KLH; BSA, )
8/13/2014
Dikenali oleh Antibodi
9
Klasifikasi Antigen • Antigen dikelompokkan berdasarkan : A. Klasifikasi berdasarkan asalnya : 1. Antigen eksogen : konfigurasi yang disajikan kepada tubuh dari luar cth : Mikroorganisme, pollen, obat, dsb 2. Antigen endogen : konfigurasi yang terdapat dalam tubuh host atau individu Hasil dari metabolisme normal sel cth : antigen pada permukaan eritrosit (gol darah) 3. Autoantigen : merupakan protein normal atau kompleks protein (DNA/ RNA) yang dikenali oleh sistem imun dari pasien yg menderita autoimun disease 8/13/2014
10
B. Berdasarkan ketergantungan terhadap sel T 1. Antigen Sel T Dependent (TD) : Ag yg memerlukan sel Th untuk menstimulus respon sel B Ab Mengandung protein dan memiliki imun memory Memiliki banyak macam epitop Cth : protein
2. Antigen Sel T Independent (TI) : Ag yg dapat menstimuli sel B tanpa sel Th Mengandung ligan TLR atau Toy Like Receptors Memiliki beberapa epitop yang sama atau pengulangan epitop Cth : polisakarida 8/13/2014
11
Faktor faktor yang mempengaruhi imunogenitas Antigen a. b.
c. d. e. f. h.
Foreignness atau faktor keterasingan : substansi yang tidak pernah kontak dengan sistem imun dari ketika embriogenesis Faktor fisik dan kimia antigen • Ukuran Molekul ( >10kD), tidak terlarut semakin imunogenik • Komposisi kimia dan strukutur protein yang menyusun antigen > semakin rumit struktur kimia, maka antigen tersebut dpt tergolong imunogen yg poten > Gugus as amino aromatik (tirosin), derajat imunogen >> Cara pemaparan antigen : intravena, subcutan, perm tubuh, dsb Degradibility : kemampuan dipecah2 oleh sistem imun Sensitivitas metode yang digunakan untuk mengukur respons imun sensitivitas immunoassay Faktor internal Host ; genetik, jenis kelamin, umur, Kondisi sistem imun host Dosis paparan antigen
8/13/2014
12
ANTIBODI Protein yang mengenali dan mengikat antigen dengan spesifisitas yang tinggi • Antibodi bentuk Y dan terdiri dari 4 rantai polipeptida • Memiliki 2 antigen binding sites (Paratop) yang identik • Antibodi dikenal pula sebagai imunoglobulin (Ig) 8/13/2014
13
Antibodi diproduksi oleh subset limfosit yaitu sel B Ikatan antara reseptor sel B (antibodi) dg antigen yg dikenalinya menyebabkan sel B terstimulasi (aktivasi) Sel B yang terstimulasi dan terdiferensiasi membentuk sel plasma sekresi antibodi Antibodi dapat ditemukan pada : 1. Cairan ekstraselular : plasma darah, getah bening, mukus, cairan jaringan 2. Permukaan sel B sbg reserptor Ag 8/13/2014
14
8/13/2014
Male et al., 2006
15
Struktur Antibodi • Antibodi tersusun atas: – 1 pasang (2 Light Chains/ Lc) (rantai ringan) yang identik – 1 pasang (2 Heavy Chains/ Hc) yang identik (rantai berat) yang membedakan antara antara klas Ig Pada masing2 Lc dan Hc mengandung : – Variable Regions: 2 bagian ujung dari lengan Y (Fab) fragment antigen binding) – Constant Regions: (Fc) fragment crystallizable) berikatan dengan komplemen atau sebagai reseptor sel 8/13/2014
Kuby, 2006 16
Struktur Antibodi Kuby, 2007
8/13/2014
17
Bagaimana Antibodi dihasilkan • Antibodi memiliki 2 bentuk : 1. Ab terlarut atau Soluble : di sekresikan di plasma darah dan cairan jaringan 2. Ab terikat dengan membran : ditemukan pada permukaan sel B reseptor sel B (BCR), monosit, makrofag, basofil, eosinofil, NK sel, dsb • BCR berikatan dg antigen di sirkulasi mengaktifkan sel B sel plasma atau berdiferensiasi mjd sel B memori 8/13/2014
18
8/13/2014
19
Klas Imunoglobulin • Imunoglobulin (Ig) adalah kelompok glikoprotein • Pada Mamalia mengekspresikan 5 isotipe Ig berbeda dari antibodi yaitu : 1. IgG 2. IgM 3. IgA 4. IgD dan 5. IgE • Isotipe atau klas Antibodi satu dengan lain di berbeda dalam ukuran, fungsi, susunan asam amino dan karbohidrat • Perbedaan struktur antar isotipe terletak pada susunan molekul pd rantai berat/heavy chain 8/13/2014
20
• Tipe dari rantai berat akan menentukan klas dan subklas dari antibodi • Masing-masing isotipe Ig memiliki 2 fungsi yang sama (kecuali Ig D), yaitu : 1. Mengenali dan mengikat antigen, dan 2. Melakukan pembunuhan atau pemusnahan kompleks imun yang terbentuk melalui mekanisme aktivasi efektor.
8/13/2014
21
Ig G • Struktur: Monomer • IgG dalam serum antibodi : 80% • Lokasi: berbagai cairan tubuh : Darah, getah bening, CSS, urine dan saluran pencernaan • Dapat ditransferkan dari maternal melalui plasenta • Dapat bekerjasama dg komplemen opsonisasi (jalur klasik) • Fungsi : meningkatkan fagositosis, menetralkan toksin dan virus, melindungi fetus newborn • Terdapat 4 subklas : IgG1, IgG2, IgG3, dan IgG4 • IgG meningkat : infeksi kronis dan autoimun 8/13/2014
22
Ig M • M : makro-globulin • Struktur: Pentamer • Lokasi : darah, getah bening atau lymph, permukaan sel B (monomer) • Dapat mengaktifkan komplemen (jalur klasik) • Fungsi : merupakan Ab pertama yang diproduksi selama infeksi. Efektif dalam melawan mikroba dan mengaglutinasi Ag • IgM dibentuk paling dahulu pada respon imun primer • IgM tinggi dlm darah umbilikus : infeksi intrauterin • Produksi IgM berlebih : waldenstorm’s macroglobulinemia hiperviskositas darah 8/13/2014
23
Ig A • Struktur: Dimer • Lokasi: sekresi seromukus (air mata, saliva, intestinum, dan ASI, kolostrum, sekret genitourinary) dlm btk IgA sekretori (sIgA) • Tidak dapat ditransferkan dari maternal melalui plasenta • Fungsi : melokalisasi proteksi pada permukaan mukosa, meningkatkan imunitas pada saluran pencernaan infant, IgA dlm serum dpt mengaglutinasi mikroba fagositosis • Dapat mengaktifkan komplemen jalur alternatif 8/13/2014
24
Ig D • • • • •
Struktur: Monomer IgD dalam serum antibodi : 0.2% krn sangat rentan thd degradasi oleh proses proteolisik Tidak dapat ditransferkan dari maternal melalui plasenta Fungsi : pada serum darah, fungsinya masih belum diketahui. Pada sel B dapat menginisiasi respon imun reseptor Ag aktivasi sel B Ig D dapat berikatan dan mengaktifkan basofil dan sel mast shg memproduksi faktor antimikroba pertahanan sistem respiratori
8/13/2014
25
Ig E • Struktur: Monomer • Lokasi : darah dan berikatan dengan sel mast dan basofil di seluruh tubuh krn sel tst memiliki reseptor utk Fc dari IgE • Tidak dapat ditransferkan dari maternal melalui plasenta • Fungsi : pada reaksi alergi akan meningkat, infeksi dari cacing (lisisnya cacing) • IgE tinggi : infeksi cacing, diduga berperan pada imunitas parasit • Peningkatan total serum IgE moderat : allergic rhinitis, allergic asthma, atopic dermatitis 8/13/2014
26
Ig G
Ig A
Ig M
Light chain Heavy chain Ig E 8/13/2014
Ig D 27
8/13/2014
Kuby, 2007
28
Defisiensi Antibodi imunodefisiensi Defisiensi Ig G : Contoh : X-linked agammaglobulinemia – Bruton disease Common variable immunodeficiency (CVID)
Defisiensi Ig M : Contoh : Primer : Kelainan genetik, toksin , severe bacterial infections Sekunder : • Lymphoid malignancies • Autoimmune disease • Protein-losing enteropathies • AIDS 8/13/2014
29
Defisiensi Ig A : • TORCH syndrome (Toxoplasmosis, Other viruses [HIV, TB and HHV6], Rubella, Cytomegalovirus, Herpes simplex virus) • Ataxia telangiectasia • Chronic mucocutaneous candidiasis • Celiac disease (CD)
Defisiensi Ig E : • Low serum levels of IgE immunodeficiency including IgG subclass deficiencies and Bruton's hypogammaglobulinemia 8/13/2014
30
Tabel pembeda Imunogobulin Jenis antibodi
Struktur
Ig A
Dimer
Ig D
Fungsi
Letak
-proteksi permu-kaan mukosa, - fagositosis, -destruksi parasit melalui ADCC
Sekret respiratori dan gastrointes-tinal
Monomer
Pada sel B menginisiasi respon imun aktivasi sel B
permukaan sel B sebagai molekul reseptor
Ig E
Monomer
-Meningkat pada reaksi alergi, Pada peredaran infeksi dari cacing berikatan dengan sel - Mencetuskan produksi mediator mast dan basofil vasoaktif
Ig G
Monomer
-meningkatkan fagositosis, -menetralkan toksin dan virus, -melindungi fetus newborn
berbagai cairan dan saluran pencernaan
Ig M
Pentamer
-merupakan Ab pertama yang diproduksi selama infeksi -Efektif dalam melawan mikroba dan mengaglutinasi Ag
darah, getah bening atau lymph, permukaan sel B 31 (monomer)
8/13/2014
8/13/2014
32
Konsekuensi ikatan AgAb
8/13/2014
33
Konsekuensi dari Ikatan Antigen – Antibodi Kompleks Ag – Ab : dibentuk ketika antibodi mengikat antigen yang dikenalinya 1. Aglutinasi : Antibodi dapat menyebabkan antigen (mikroba) menggumpal bersama sama 2. Opsonisasi: Antigen (mikroba) dilapisi oleh Ab yang dapat meningkatkan penelanan mikroba dan pelisisan oleh sel fagosit 3. Netralisasi : IgG menginaktifkan virus dengan cara mengikat permukaannya dan menetralkan toksin melalui blocking sisi aktifnya 8/13/2014
34
4. Antibody dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC): digunakan untuk menghancurkan organisme besar (e.g : cacing). Organisme target di lapisi dengan antibodi dan di bombardir dengan komponen kimia dari sistem imun nonspesifik (mediator biologis) 5. Aktivasi komplemen: Baik IgG dan IgM dapat menstimulasi sistem komplemen sehingga melisiskan sel mikroba dan terjadi inflamasi 8/13/2014
35
Destruction of Large Parasites by ADCC
8/13/2014
36
ADCC .
8/13/2014
Sel yang memediasi ADCC : NK sel, monosit, Makarofag, neutrofil dan eosinofil sel efektor
37
8/13/2014
38
