HAPTENS: SEJARAH, FUNGSI, CIRI, TINDAK BALAS IMUN - BIOLOGI - 2026

A hapten adalah bukan antigen, rendah berat molekul molekul bukan protein yang mampu memperlihatkan tindak balas imun hanya apabila ia mengikat kepada protein atau karbohidrat "pengangkut molekul atau pembawa". Harus diingat bahawa banyak penulis menggambarkannya sebagai "antigen yang sangat kecil".

Molekul antigenik atau antigen didefinisikan dalam beberapa teks sebagai bahan yang mampu mengikat dengan kekhususan tinggi terhadap antibodi yang dihasilkan oleh sel B atau reseptor pada membran sel T, yang merupakan limfosit yang bertanggungjawab terhadap imuniti humoral dan selular. , masing-masing.

Kompleks antigen-antibodi (Sumber: Alejandro Porto melalui Wikimedia Commons)

Antigen boleh menjadi molekul jenis apa pun, seperti protein, metabolit, gula, lipid dan turunannya, hormon, ubat, asid nukleik, dll.

Walau bagaimanapun, hanya makromolekul besar yang mempunyai sifat antigen yang mampu menimbulkan tindak balas limfosit yang diperlukan untuk penghasilan antibodi.

Apa-apa bahan asing bagi organisma boleh dianggap sebagai antigen, namun, istilah 'imunogen' sering digunakan untuk merujuk kepada antigen yang secara efektif memicu tindak balas oleh limfosit B penghasil antibodi.

Oleh itu, hapten adalah antigen bukan imunogenik, yang memerlukan perkaitannya dengan makromolekul untuk mencetuskan ciri tindak balas imun dari imunogen.

ciri-ciri

Oleh kerana sistem kekebalan tubuh adalah "senjata" pertahanan utama terhadap jangkitan pelbagai jenis patogen dan terhadap benda atau bahan asing, antara lain, tubuh manusia melaburkan sejumlah besar usaha dan tenaga dalam pengoperasiannya .

Namun, sepanjang hidupnya seseorang selalu terdedah kepada apa yang dapat dianggap sebagai antigen berganda, yang mana sistem kekebalan tubuh memiliki kemampuan untuk "memutuskan" jenis molekul apa yang harus ditanggapi dan jenis molekul apa yang harus diabaikan.

Salah satu mekanisme yang digunakan sistem kekebalan tubuh untuk memutuskan sama ada atau tidak untuk bertindak balas terhadap antigen tertentu adalah ukurannya. Oleh itu, seperti yang dibincangkan di atas, hanya molekul "besar" seperti protein, fosfolipid, karbohidrat kompleks, dan asid nukleik yang berfungsi sebagai imunogen sejati.

Haptens, kerana molekulnya sangat kecil, kecuali jika disatukan dengan beberapa jenis makromolekul, tidak mempunyai fungsi imunogenik. Walau bagaimanapun, para sarjana dalam bidang perubatan yang dikenali sebagai imunologi menganggap haptens sebagai "alat" imunologi.

Sebab pernyataan di atas ada kaitan dengan kenyataan bahawa beberapa penyelidik berdedikasi untuk tugas menyambungkan hapten tertentu dengan molekul lain yang lebih besar, yang berfungsi dalam "pengangkutan" mereka dan menjadikannya imunogenik, untuk mencapai individu menghasilkan antibodi spesifik terhadap hapten tertentu.

Molekul yang terhasil dari penyatuan antara hapten dan molekul pembawa dikenali sebagai 'sistem' atau 'kompleks hapten-transporter' dan individu yang terdedah kepada sistem ini (benar-benar imunogenik) menghasilkan antibodi dengan kemampuan untuk secara khusus mengikat molekul ini dalam Bentuk percuma.

Utiliti praktikal

Jadi, salah satu fungsi utama sistem pembawa hapten adalah untuk merangsang pengeluaran antibodi, yang sering digunakan dalam pengembangan ujian analitik yang berbeza, sehingga mereka berguna dari sudut penyelidikan dan diagnosis. .

Haiwan eksperimen yang terdedah kepada hapten yang digabungkan dengan protein, misalnya, akan menghasilkan antibodi terhadap hapten, melawan epitop atau antigenik penentu molekul pembawa, dan terhadap tapak yang terbentuk di persimpangan antara hapten dan pengangkutnya.

Sifat sistem pembawa atau pengangkut hapten ini berguna untuk mengkaji kesan imunologi variasi kecil dalam struktur antigen terhadap kekhususan tindak balas imun.

ciri

Haptens dicirikan terutamanya oleh ukurannya dan oleh fakta bahawa mereka umumnya molekul organik bukan protein. Berikut adalah senarai pendek ciri utama molekul ini:

- Sebatian kimia berat molekul rendah (kurang daripada 5 kDa). Mereka bahkan boleh menjadi kumpulan berfungsi yang sangat kecil.

Kompleks pembawa Hapten. Hapten dalam gambar ini adalah kumpulan dinitrophenyl (Sumber: MantOs melalui Wikimedia Commons)

- Mereka adalah molekul dengan kekhususan antigen, tetapi tanpa daya imunogenik atau, apa yang sama, mereka tidak mencetuskan pengeluaran antibodi, tetapi mereka dapat secara khusus dikenali oleh mereka dalam organisma yang diimunisasi dengan kompleks pembawa hapten.

- Hanya melekat pada molekul "pembawa" atau "pengangkut" (dari Pembawa Bahasa Inggeris) mereka memperoleh imunogenik sebagai antigen, kerana mereka dikenali oleh sistem kekebalan tubuh.

- Mereka tidak sejajar dari sudut pandang antigenik, yaitu, jumlah penentu antigen fungsional yang dimiliki oleh haptens, yang mampu mengikat antibodi, hanya satu (tidak seperti antigen semula jadi, yang bersifat polyvalent).

Tindak balas imun yang berkaitan dengan haptens dan sedikit sejarah

Sebilangan besar pengetahuan semasa mengenai proses penyajian antigen oleh limfosit B, serta peranan sel-sel ini dalam pengembangan tindak balas imun humoral, berasal dari kajian yang berbeza di mana tindak balas antibodi dalam organisme yang diimunisasi ingin diperhatikan. dengan kompleks hapten-transporter.

Karl Landsteiner, antara tahun 1920 dan 1930, menumpukan penelitiannya untuk penciptaan sistem yang ditentukan secara kimia untuk mengkaji pengikatan antibodi individu, menggunakan, untuk ini, haiwan yang diimunisasi dengan konjugat pembawa hapten dan membandingkan sera mereka dengan haiwan lain. diimunisasi dengan haptens serupa yang digabungkan dengan molekul yang berbeza.

Eksperimen perbandingannya bertujuan untuk menentukan sama ada terdapat tindak balas silang (bahawa antibodi yang sama mengenali lebih daripada satu antigen) antara antibodi yang dihasilkan sebagai tindak balas terhadap kompleks pembawa hapten yang berbeza, dengan mana ia dapat menganalisis modifikasi mana yang mencegah atau membenarkan reaksi ini.

Karya Landsteiner berjaya menunjukkan kekhususan sistem kekebalan tubuh untuk variasi struktur kecil dalam penentu imunogenik antigen, serta kepelbagaian besar epitop yang dapat dikenali oleh sistem ini.

Ciri-ciri tindak balas yang disebabkan oleh kompleks pembawa hapten

Dari kajian Landsteiner dan penyelidik lain di daerah ini, beberapa ciri khas tindak balas imun yang disebabkan oleh imunisasi dengan kompleks protein pembawa hapten dapat diketahui.

- Tindak balas imun memerlukan penyertaan limfosit B spesifik untuk setiap hapten dan limfosit T penolong khusus untuk bahagian protein pengangkut.

- Permintaan tindak balas hanya dapat dilakukan apabila hapten secara fizikal terikat pada protein pembawanya.

- Interaksi antibodi-antigen dibatasi oleh molekul sistem kompleks histokompatibiliti utama kelas II.

Kemudian dalam sejarah imunologi diketahui bahawa ciri-ciri ini juga merupakan ciri tindak balas antibodi terhadap antigen protein apa pun.

Rujukan

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). E-book imunologi selular dan molekul. Sains Kesihatan Elsevier.
2. Pelakon, JK (2019). Imunologi Pengenalan, Ke-2: Konsep Asas untuk Aplikasi Antara Disiplin. Akhbar Akademik.
3. Kennedy, M. (2011). Imunologi untuk dummies - tinjauan konsep asas yang tidak menyakitkan (Prosiding).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Prinsip biokimia Lehninger. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J., & Stranford, SA (2013). Imunologi Kuby (hlm. 692). New York: WH Freeman.