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Antigen und nicht antigen

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Kann ein fremdes Molekül nicht-antigen sein? Kann irgendein fremdes Peptid nicht-antigen sein? Was ist der Unterschied zwischen einem antigenen und einem nicht-antigenen Peptid?


Moleküle sind antigen, wenn sie eine Immunantwort auslösen können. Lassen Sie uns "antigen" fälschlicherweise mit "erzeugt eine Antikörperantwort" gleichsetzen. Es ist denkbar, dass ein Molekül zwar eine Immunantwort hervorruft, aber keine Antikörper erzeugt – diese Nuance ist für die Beantwortung der Frage nicht besonders hilfreich.

Antikörper sind Proteine, die Antigene erkennen. Welches Antigen sie genau erkennen, hängt von der genauen Sequenz des Antikörpers ab. Diese Sequenz entsteht durch Zufall, aber durch Rekombination einer Reihe bereits vorhandener Sequenzen: Das bedeutet, dass nicht jede denkbare Antikörpersequenz vom Immunsystem erzeugt werden kann. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass für eine bestimmte Substanz überhaupt kein Antikörper erzeugt werden kann. Nein, es ist nicht garantiert, dass Sie für jede mögliche Substanz Antikörper erzeugen können. Tatsächlich finden Unternehmen, die monoklonale Antikörper für Western Blots verkaufen, gelegentlich Substanzen, die bei ihren Tieren (Kaninchen, Mäuse, Ziegen usw.) keine Antikörper bilden.

Eine zweite Komplikation besteht darin, dass viele Moleküle sehr schwach immunogen sind und auf Adjuvantien angewiesen sind.

Abschließend noch ein einfaches Gegenbeispiel zu Ihrer Frage: Es gibt viele Fremdmoleküle, sowohl LPS als auch Peptide, die von Bakterien produziert werden und das Immunsystem überhaupt nicht aktivieren. Dies gilt für alle Arten unserer Darmflora, da es für den Körper kontraproduktiv wäre, die eigenen Symbionten anzugreifen.

Natürlich lernen die Immunzellen irgendwann, welche Moleküle „eigene“ Moleküle sind, damit sie den eigenen Körper nicht angreifen. Wird ihnen in dieser Lernphase das „fremde“ Molekül präsentiert, werden sie es in Zukunft nicht mehr als Antigen erkennen.


Etwas ist antigen, weil es als Antigen wirkt – es bindet an einen Antigenrezeptor des Immunsystems (Antikörper, B-Zell-Rezeptor, T-Zell-Rezeptor usw.). Während der Begriff "Fremd" in der Immunologie oft (fälschlicherweise) mit Antigen gleichgesetzt wird, ist dies nicht der Fall. Es gibt zum Beispiel viele Chemikalien, die man sich vorstellen kann, die fremd (nicht selbst) sind, aber normalerweise keine Immunreaktionen auslösen - zum Beispiel Nylon.

Der Unterschied zwischen einem antigenen und einem nicht-antigenen Peptid besteht darin, dass das antigene Peptid, wenn es unter den richtigen Umständen präsentiert wird, kann eine Immunantwort auslösen. Das bedeutet, dass theoretisch exakt dieselbe Peptidsequenz je nach Umgebung sowohl antigen als auch nicht-antigen sein kann – ob sie beispielsweise in einer immunsupprimierten Umgebung präsentiert wird. Es ist jedoch üblicher, das antigene Potenzial danach zu klassifizieren, ob es für die Substanz möglich ist, in einer ansonsten "normalen" Immunumgebung eine Reaktion hervorzurufen.


Grundsätzlich kann jedes Molekül ab einer bestimmten Größe (einzelne Aminosäuren beispielsweise nicht) immunogen sein. Eine sehr wichtige Funktion des Immunsystems besteht darin, zwischen Molekülen zu unterscheiden, die fremd sind und eine Immunantwort auslösen sollen, und solchen, die es nicht sind und daher toleriert werden müssen. Gelingt diese Differenzierung nicht, führt dies zu Autoimmunerkrankungen.

Dabei sind zwei Prozesse wichtig: die Selbsttoleranz und die Toleranz gegenüber fremden (oder peripheren) Antigenen. Grundsätzlich werden autoreaktive Lymphozyten (B- und T-Zellen) aus dem Pool der sich entwickelnden Zellen eliminiert, bevor sie sich vollständig differenzieren können. Nur 1-2% der Zellen, die sich entwickeln, durchlaufen diesen Selektionsprozess. Periphere Antigene (zum Beispiel aus der Nahrung) werden normalerweise vertragen, wenn keine anderen immunologischen Prozesse in den peripheren Lymphgeweben vorliegen.

Der Ablauf sieht im Prinzip so aus (Bild aus dem zweiten unten aufgeführten Review):

Ich werde hier nicht den ganzen Prozess schreiben, aber der Wikipedia-Artikel zu diesem Thema ist ein guter Anfang. Was ich auch empfehlen kann, ist das Immunology-Buch von Janeway und Kollegen (wenn Sie es über eine Bibliothek bekommen) und Sie können sich diese beiden Rezensionen ansehen:

Wenn Sie Probleme beim Zugriff auf die Artikel haben, lassen Sie es mich wissen.


Antigenverschiebung

Unsere Redakteure prüfen, was Sie eingereicht haben und entscheiden, ob der Artikel überarbeitet werden soll.

Antigenverschiebung, genetische Veränderung, die in einem Infektionserreger auftritt und eine dramatische Veränderung in einem Protein verursacht, das als Antigen bezeichnet wird und die Produktion von Antikörpern durch das Immunsystem von Menschen und anderen Tieren stimuliert. Die Antigenverschiebung wurde am umfassendsten bei Influenza-Viren vom Typ A untersucht, die diese Veränderung etwa alle 10 Jahre erfahren. Die neu aufgetretenen Viren haben das Potenzial, Epidemien oder Pandemien auszulösen, da, wenn überhaupt, nur sehr wenige Menschen eine Immunität gegen die neuen Antigene besitzen.

Eine Antigenverschiebung tritt auf, weil Influenza-A-Viren ein großes Tierreservoir haben, das hauptsächlich aus wilden Wasservögeln (z. B. Enten) besteht. Es tritt auch auf, weil das RNA-Genom von Influenza-A-Viren die Form von acht Segmenten hat, die während der Virusreplikation anfällig für eine Art genetischen Austausch sind, der als genetisches Reassortment bekannt ist. Reassortierung kann zu einer Antigenverschiebung führen, wenn ein Zwischenwirt, wie ein Schwein, gleichzeitig mit einem menschlichen und einem aviären Influenza-A-Virus infiziert wird. Die neu produzierte Version des Virus stellt einen neuen Influenza-A-Subtyp dar und unterscheidet sich somit immunologisch von Influenza-A-Viren, die in der menschlichen Bevölkerung zirkulieren. Influenza-A-Subtypen werden durch die beiden wichtigsten antigenen Glykoproteine, Hämagglutinin (H) und Neuraminidase (N), die auf ihren Virushüllen existieren, unterschieden. (H1N1, H3N2 und H5N1 sind Beispiele für Influenza-A-Subtypen.)

Eine Antigenverschiebung kann auch auftreten, wenn ein Influenza-A-Virus direkt von Wasservögeln auf den Menschen übergeht oder wenn ein Virus von Wasservögeln über einen Zwischenwirt auf den Menschen übergeht, ohne dass es einer Neusortierung unterzogen wird.

Dieser Artikel wurde zuletzt von Kara Rogers, Senior Editor, überarbeitet und aktualisiert.


Auf der Grundlage der Immunantwort

1. Komplettes Antigen oder Immunogen

  • Besitzt antigene Eigenschaften denovo, d.h. sie sind in der Lage, selbst eine Immunantwort zu erzeugen.
  • Hohes Molekulargewicht (mehr als 10.000)
  • Kann Proteine ​​oder Polysaccharide sein

2. Unvollständiges Antigen oder Hapten

  • Dies sind die Fremdstoffe, meist Nicht-Eiweiß-Stoffe
  • Da sie nicht in der Lage sind, selbst eine Immunantwort zu induzieren, benötigen sie ein Trägermolekül, um als vollständiges Antigen zu wirken.
  • Das Trägermolekül ist eine nicht-antigene Komponente und hilft, die Immunantwort zu provozieren. Beispiel: Serumprotein wie Albumin oder Globulin.
  • Niedriges Molekulargewicht (weniger als 10.000)
  • Haptene können spezifisch mit ihrem entsprechenden Antikörper reagieren.
  • Beispiele: Kapselpolysaccharid von Pneumokokken, Polysaccharid “C” von beta-hämolytischen Streptokokken, Cardiolipin-Antigene usw.

Klonselektion: Antigene Determinanten und Hapter (mit Diagramm)

Die Theorie der klonalen Selektion erklärt den Mechanismus, durch den das Immunsystem des Körpers auf das Auftreten von Antigenen reagiert, die in einem Infektionserreger vorhanden sind oder von diesem freigesetzt werden.

Das Immunsystem umfasst viele Millionen verschiedene Klone von B- und T-Lymphozyten, wobei jeder Klon aus Zellen besteht, die auf dieselbe Antigenform reagieren können.

Somit ist das körpereigene Immunsystem ständig in Erwartung des Auftretens von mehr als einer Million verschiedener Antigene in Alarmbereitschaft. Die Immunantwort wird ausgelöst, wenn Antigene des Infektionserregers an Immunglobulinmoleküle in den Plasmamembranen von B-Zellen oder an T-Zell-Rezeptoren gebunden werden.

Normalerweise kann ein bestimmtes Antigen von den Oberflächenrezeptoren einer Reihe verschiedener Klone gebunden werden, aber dies ist ein winziger Prozentsatz der Gesamtzahl der verschiedenen vorhandenen Klone. Somit werden die Klone, die auf das Vorhandensein des Antigens reagieren, tatsächlich durch das Antigen selektiert, und dies ist mit “klonaler Selektion” gemeint

Die Bindung von Antigen an die Oberflächenrezeptoren der Zellen eines bestimmten B- oder T-Lymphozyten-Klons dient dazu, diese Zellen zu aktivieren, was zu einer Folge von Zellteilungsrunden führt, die die Zahl der im Körper vorhandenen Zellen dieses Klons stark erhöht ( Abb. 25-9). Im Fall von B-Zellen werden einige der Nachkommen zu Plasmazellen, die Antikörpermengen synthetisieren und sezernieren, die mit zusätzlichem Antigen reagieren, andere Nachkommen werden zu Gedächtniszellen, die für eine Reaktion auf eine nachfolgende Exposition gegenüber demselben Antigen reserviert sind.

Einige der T-Zell-Nachkommen werden auch zu Gedächtniszellen, aber die meisten entwickeln sich zu zytotoxischen, Helfer- und Suppressorzellen, die für die zellvermittelte Immunantwort verantwortlich sind. In Abbildung 25-9, die die Prinzipien der klonalen Selektion veranschaulicht, wird gezeigt, dass das Antigen nur einen der Millionen von B- und T-Zell-Klonen im Körper aktiviert.

Aktivierte B-Zellen sezernieren Antikörper, während aktivierte T-Zellen und nicht aktivierte B- und T-Zellen dies nicht tun. Es ist daher möglich, aktivierte B-Zellen zytologisch von aktivierten T-Zellen und jungfräulichen Lymphozyten zu unterscheiden, da aktivierte B-Zellen ein gut entwickeltes raues endoplasmatisches Retikulum besitzen (Abb. 25-10).

Antigene Determinanten und Haptene:

Die meisten Antigene sind entweder Proteine, Polysaccharide oder Nukleinsäuren, obwohl wahrscheinlich viele andere natürlich vorkommende Substanzen (insbesondere solche mit hohem Molekulargewicht) und sogar synthetische (d. h. künstliche) Materialien ebenfalls als Antigene wirken können.

Die spezifische Region des Antigens, die an einen Lymphozyten-Oberflächenrezeptor oder an einen Antikörper bindet, wird als antigene Determinante bezeichnet. Große Antigene können mehrere antigene Determinanten aufweisen. Einige Fremdsubstanzen können an einen Antikörper oder Oberflächenrezeptor binden und keine Immunantwort hervorrufen. Solche Moleküle werden als Haptene bezeichnet.

Haptene können antigen gemacht werden, indem sie chemisch an einen Träger, wie ein Protein oder Polysaccharid, gekoppelt werden. Wenn sich Haptene mit einigen körpereigenen Proteinen verbinden, können sie antigen werden und eine Immunantwort auslösen, die Antikörper gegen das Hapten produziert.

Da eine einzelne antigene Determinante mit mehr als einem Antikörper reagieren kann und da ein Antigen mehr als eine antigene Determinante besitzen kann, folgt daraus, dass ein Antigen mehrere verschiedene Lymphozytenklone aktivieren kann. Wenn mehrere Klone aktiviert werden, spricht man von einer polyklonalen Reaktion. Wenn nur wenige Klone aktiviert werden, spricht man von einer oligoklonalen Reaktion. Wenn ein einzelner Klon aktiviert wird, ist die Reaktion monoklonal.


Diskussion

Der antigene Einfluss von Aminosäuresubstitutionen in der antigenen Evolution von Influenza-A-Viren kann durch zeit- und kostenintensive experimentelle Analysen zuverlässig bestimmt werden. Als Alternative stellen wir eine Computertechnik vor, um den antigenen Einfluss von Aminosäureänderungen abzuleiten. Unsere Methode bestimmt die antigenen Astlängen für eine gegebene Baumtopologie, indem paarweise Antigen-Abstände zwischen Isolaten auf dem Baum mit LSO angepasst werden. Für die Inferenz des Baumes kann jede dem Stand der Technik entsprechende Methode verwendet werden. Ein Vergleich zwischen Maximum Likelihood, Maximum Parsimony und Neighbor-Joining Trees zeigte, dass alle zu ähnlichen Vorhersagefehlern führten (Leave-One-Out absoluter Vorhersagefehler: 0,86, 0,87 und 0,87 Antigeneinheiten, bzw. Korrelation zwischen vorhergesagtem und gemessenem Pearson-Korrelationskoeffizienten war 0,86 für alle drei Methoden). Der antigene Einfluss der verzweigungsassoziierten Aminosäureveränderungen wird durch die Rekonstruktion der verzweigungsassoziierten Aminosäureveränderungen mit maximaler Wahrscheinlichkeit bestimmt [40] andere Techniken wie maximale Sparsamkeit oder Bayes'sche Rekonstruktion könnten ebenfalls verwendet werden [41] [42] . Ein Vergleich zwischen Maximum-Likelihood- und Maximum-Parsimony-Acestral-Character-State-Rekonstruktion zeigte, dass sich diese nur in geringfügigen Aspekten unterschieden, wobei die Maximum-Likelihood-Rekonstruktion im Falle von Bindungen mit Maximum-Parsimony-Rekonstruktion eine Zwischenstufe zwischen beschleunigtem und verzögertem Übergang darstellt. Wir haben jedoch beobachtet, dass mehr Stammästen keine Änderungen basierend auf der Maximum-Likelihood-Rekonstruktion zugewiesen wurden, was in einigen Fällen die Interpretierbarkeit der Antigengewichte verringerte.

Wir haben die antigene Evolution des Influenza A (H3N2)-Virus von 1968 bis 2003 mit Antigenbäumen untersucht, die aus den in Smith . beschriebenen Daten abgeleitet wurden et al. (2004) [5]. Dies ermöglichte es uns, Bereiche und Äste im Baum zu identifizieren, die bekannten antigenen Typen und Übergängen zwischen diesen Typen entsprechen. Die Analyse der Antigengewichte identifizierte sieben Stellen in der HA1-Domäne von HA, die wiederholt mit einer hohen Antigenwirkung in Verbindung gebracht wurden. Zusätzlich identifizierte unsere Methode fünf Aminosäureveränderungen mit hohen Antigengewichten an mehreren Stellen im Antigenbaum. Die durch unsere Methode identifizierten Stellen und Substitutionen können von besonderer Bedeutung für die antigene Evolution des Influenza A (H3N2)-Virus sein, die zuvor nicht beschrieben wurde. Für sechs der sieben Positionen, die durch ortsgerichtete Mutagenese gefunden wurden, um Antigencluster für den Zeitraum von 35 Jahren zu definieren (Koel et al. Die antigene Evolution des Influenza A (H3N2)-Virus wird durch 7 Reste im Hämagglutinin-Protein bestimmt 2. Internationales Influenza-Meeting, Münster 2011) wurden mit unserer Technik Veränderungen mit hohem Antigengewicht identifiziert, was ihre Relevanz für die Evolution von Influenza A (H3N2) weiter untermauert. Die durch unsere Methode entdeckten zusätzlichen Stellen könnten für genetische und antigene Variationen zwischen Virusstämmen in unserem Datensatz relevanter sein, die nicht zu antigenen Clusterübergängen führen. Diese wurden von Koel . nicht analysiert et al., die Antigenunterschiede von Prototypviren mit den Aminosäurekonsensussequenzen der Antigencluster charakterisierten.

Da der Datensatz 35 Jahre viraler Evolution mit einer relativ kleinen Anzahl von Isolaten abdeckt, konnten nicht alle Substitutionen auf einzelne Zweige aufgelöst und ihre individuellen antigenen Auswirkungen abgeleitet werden. Eine dichtere Stichprobe von Datenpunkten würde eine genauere Entschlüsselung der Genotyp-Antigenitätsbeziehungen ermöglichen, da Virusisolate über die 35 Jahre hinweg ungleichmäßig beprobt wurden. Die mediane Anzahl verfügbarer Virusisolate pro Jahr betrug zwischen 1989 und 1997 15, während in den verbleibenden Jahren nur drei Isolate pro Jahr beprobt wurden (Median). Diese ungleiche Abtastung spiegelt sich in der Auflösung von Mutationen zu bestimmten Zweigen wider. Zwischen 1989 und 1997 tragen 19% der Filialen mit zugeordneten Änderungen drei oder mehr Änderungen, während dies in den anderen Jahren bei 37% der Filialen der Fall ist.

Unsere Methode erlaubt Rückschlüsse auf Genotyp-Phänotyp-Beziehungen aus genetischen Sequenzen und damit verbundenen paarweisen phänotypischen Distanzen zwischen Individuen einer Population oder verschiedenen Taxa. Wir demonstrierten die Nützlichkeit dieser Technik zur Analyse der antigenen Auswirkungen von Aminosäureveränderungen in der Evolution der menschlichen Influenza A. Eine Anwendung unserer Methode könnte die Überwachung des Influenza-A-Virus sein. Hier könnte es verwendet werden, um Isolate und damit verbundene Veränderungen mit großer antigener Wirkung zu identifizieren, die für Impfstamm-Updates vor einem antigenen Typübergang identifiziert werden müssen [43]. Unsere Methode ist jedoch nicht auf die Analyse von Influenzaviren oder antigenen Distanzinformationen beschränkt, sondern kann auf die Untersuchung jedes Systems angewendet werden, sei es innerhalb oder zwischen Arten, wo homologe genetische Sequenzen und assoziierte paarweise Phänotyp-Abstände verfügbar sind. Die Software ist auf Anfrage bei den Autoren erhältlich.


Fußnoten

Elektronisches Zusatzmaterial ist online unter https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4163042 verfügbar.

Veröffentlicht von der Royal Society unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution License http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/, die eine uneingeschränkte Nutzung gestattet, sofern der ursprüngliche Autor und die Quelle angegeben werden.

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Inhalt

Paul Ehrlich prägte den Begriff Antikörper Antikörper) in seiner Seitenkettentheorie Ende des 19. Jahrhunderts. [7] Im Jahr 1899 nannte Ladislas Deutsch (László Detre) (1874–1939) die hypothetischen Substanzen auf halbem Weg zwischen bakteriellen Bestandteilen und Antikörpern "Substances Immunogenes ou Antigenes" (antigene oder immunogene Substanzen). Er glaubte ursprünglich, dass diese Substanzen Vorläufer von Antikörpern sind, genauso wie Zymogen eine Vorstufe eines Enzyms ist. Aber 1903 verstand er, dass ein Antigen die Produktion von Immunkörpern (Antikörpern) induziert und schrieb, dass das Wort Antigen ist eine Kontraktion des Antisomatogens (Immunkörperbildner). Die Oxford Englisch Wörterbuch gibt an, dass die logische Konstruktion "Anti(Körper)-Gen" sein sollte. [8]

    – die unterschiedlichen Oberflächenmerkmale eines Antigens, seine antigene Determinante.
    Antigene Moleküle, normalerweise "große" biologische Polymere, weisen gewöhnlich Oberflächenmerkmale auf, die als Interaktionspunkte für spezifische Antikörper dienen können. Jedes solche Merkmal bildet ein Epitop. Die meisten Antigene können von mehreren Antikörpern gebunden werden, von denen jeder für eines der Epitope des Antigens spezifisch ist. Unter Verwendung der "Schloss und Schlüssel"-Metapher kann das Antigen als eine Reihe von Schlüsseln (Epitopen) betrachtet werden, von denen jeder zu einem anderen Schloss (Antikörper) passt. Verschiedene Antikörper Idiotypen, haben jeweils deutlich ausgebildete komplementaritätsbestimmende Bereiche.
    – Eine Substanz, die allergische Reaktionen hervorrufen kann. Die (schädliche) Reaktion kann nach Exposition durch Verschlucken, Inhalation, Injektion oder Hautkontakt auftreten. – Eine Klasse von Antigenen, die eine unspezifische Aktivierung von T-Zellen bewirken, was zu einer polyklonalen T-Zell-Aktivierung und einer massiven Zytokinfreisetzung führt. – Eine Substanz, die aufgrund ihrer molekularen Form eine spezifische Immunantwort auslöst. Wenn seine molekulare Form verändert wird, kann ein Tolerogen zu einem Immunogen werden. -bindendes Protein – Proteine ​​wie Protein A, Protein G und Protein L, die an Positionen außerhalb der Antigen-Bindungsstelle an Antikörper binden können. Während Antigene das "Ziel" von Antikörpern sind, "greifen" Immunglobulin-bindende Proteine ​​Antikörper an.
  • T-abhängiges Antigen – Antigene, die die Unterstützung von T-Zellen benötigen, um die Bildung spezifischer Antikörper zu induzieren.
  • T-unabhängiges Antigen – Antigene, die B-Zellen direkt stimulieren.
  • Immundominante Antigene – Antigene, die (über alle anderen von einem Pathogen) in ihrer Fähigkeit, eine Immunantwort hervorzurufen, dominieren. T-Zell-Antworten richten sich typischerweise gegen relativ wenige immundominante Epitope, obwohl in einigen Fällen (z. B. Infektion mit dem Malaria-Erreger Plasmodium spp.) ist es über eine relativ große Zahl von Parasiten-Antigenen verteilt. [9]

Antigen-präsentierende Zellen präsentieren Antigene in Form von Peptiden auf Histokompatibilitätsmolekülen. Die T-Zellen erkennen die Antigene selektiv. Abhängig vom Antigen und der Art des Histokompatibilitätsmoleküls werden verschiedene Arten von T-Zellen aktiviert. Für die Erkennung des T-Zell-Rezeptors (TCR) muss das Peptid innerhalb der Zelle zu kleinen Fragmenten verarbeitet und von einem Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) präsentiert werden. [10] Das Antigen kann die Immunantwort ohne die Hilfe eines immunologischen Adjuvans nicht auslösen. [4] In ähnlicher Weise spielt die adjuvante Komponente von Impfstoffen eine wesentliche Rolle bei der Aktivierung des angeborenen Immunsystems. [11] [12]

Ein Immunogen ist eine Antigensubstanz (oder ein Addukt), die eine humorale (angeborene) oder zellvermittelte Immunantwort auslösen kann. [13] Es löst zunächst eine angeborene Immunantwort aus, die dann die Aktivierung der adaptiven Immunantwort bewirkt. Ein Antigen bindet die stark variablen Immunrezeptorprodukte (B-Zell-Rezeptor oder T-Zell-Rezeptor), sobald diese erzeugt wurden. Immunogene sind die als immunogen bezeichneten Antigene, die eine Immunantwort induzieren können. [14]

Auf molekularer Ebene kann ein Antigen durch seine Fähigkeit charakterisiert werden, an die Paratope eines Antikörpers zu binden. Verschiedene Antikörper haben das Potenzial, zwischen spezifischen Epitopen zu unterscheiden, die auf der Antigenoberfläche vorhanden sind. Ein Hapten ist ein kleines Molekül, das die Struktur eines antigenen Epitops verändert. Um eine Immunantwort zu induzieren, muss es an ein großes Trägermolekül wie ein Protein (ein Komplex von Peptiden) gebunden werden. Antigene werden normalerweise von Proteinen und Polysacchariden und seltener von Lipiden getragen. Dazu gehören Teile (Hüllen, Kapseln, Zellwände, Flagellen, Fimbrien und Toxine) von Bakterien, Viren und anderen Mikroorganismen. Lipide und Nukleinsäuren sind nur in Kombination mit Proteinen und Polysacchariden antigen. [ Zitat benötigt ] Nicht-mikrobielle Nicht-Selbst-Antigene können Pollen, Eiweiß und Proteine ​​aus transplantierten Geweben und Organen oder auf der Oberfläche von transfundierten Blutzellen umfassen.

Antigene können nach ihrer Quelle klassifiziert werden.

Exogene Antigene Bearbeiten

Exogene Antigene sind Antigene, die von außen in den Körper gelangt sind, beispielsweise durch Inhalation, Einnahme oder Injektion. Die Reaktion des Immunsystems auf exogene Antigene ist oft subklinisch. Durch Endozytose oder Phagozytose werden exogene Antigene in die Antigen-präsentierenden Zellen (APCs) aufgenommen und zu Fragmenten verarbeitet. APCs präsentieren die Fragmente dann T-Helferzellen (CD4 + ) unter Verwendung von Klasse-II-Histokompatibilitätsmolekülen auf ihrer Oberfläche. Einige T-Zellen sind spezifisch für den Peptid:MHC-Komplex. Sie werden aktiviert und beginnen Zytokine zu sezernieren, Substanzen, die zytotoxische T-Lymphozyten (CTL), Antikörper-sezernierende B-Zellen, Makrophagen und andere Partikel aktivieren.

Einige Antigene sind zunächst exogen und werden später endogen (z. B. intrazelluläre Viren). Intrazelluläre Antigene können nach der Zerstörung der infizierten Zelle in den Kreislauf zurückgeführt werden.

Endogene Antigene Bearbeiten

Endogene Antigene werden in normalen Zellen als Ergebnis des normalen Zellstoffwechsels oder aufgrund einer viralen oder intrazellulären bakteriellen Infektion erzeugt. Die Fragmente werden dann auf der Zelloberfläche im Komplex mit MHC-Klasse-I-Molekülen präsentiert. Wenn aktivierte zytotoxische CD8 + T-Zellen sie erkennen, sezernieren die T-Zellen verschiedene Toxine, die die Lyse oder Apoptose der infizierten Zelle bewirken. Um zu verhindern, dass die zytotoxischen Zellen Zellen nur zur Präsentation von Eigenproteinen abtöten, werden die zytotoxischen Zellen (selbstreaktive T-Zellen) aufgrund von Toleranz (negative Selektion) deletiert. Endogene Antigene umfassen xenogene (heterologe), autologe und idiotypische oder allogene (homologe) Antigene. Manchmal sind Antigene bei einer Autoimmunerkrankung Teil des Wirts selbst. [2]

Autoantigene Bearbeiten

Ein Autoantigen ist normalerweise ein Eigenprotein oder Proteinkomplex (und manchmal DNA oder RNA), das vom Immunsystem von Patienten erkannt wird, die an einer bestimmten Autoimmunerkrankung leiden. Unter normalen Bedingungen sollten diese Eigenproteine ​​nicht das Ziel des Immunsystems sein, aber bei Autoimmunerkrankungen werden ihre assoziierten T-Zellen nicht deletiert und stattdessen angegriffen.

Neoantigene Bearbeiten

Neoantigene sind solche, die im normalen menschlichen Genom vollständig fehlen. Im Vergleich zu nicht mutierten Eigenproteinen sind Neoantigene für die Tumorkontrolle von Bedeutung, da die Qualität des für diese Antigene verfügbaren T-Zell-Pools nicht durch die zentrale T-Zell-Toleranz beeinflusst wird. Technologie zur systematischen Analyse der T-Zell-Reaktivität gegen Neoantigene wurde erst vor kurzem verfügbar. [15] Neoantigene können durch eine Methode namens MANA-SRM, die von einem Molekulardiagnostikunternehmen, Complete Omics Inc., in Zusammenarbeit mit einem Team der Johns Hopkins University School of Medicine entwickelt wurde, direkt nachgewiesen und quantifiziert werden. [16]

Virale Antigene Bearbeiten

Bei virusassoziierten Tumoren, wie Gebärmutterhalskrebs und einer Untergruppe von Kopf- und Halskrebs, tragen Epitope, die von viralen offenen Leserahmen stammen, zum Pool von Neoantigenen bei. [fünfzehn]

Tumorantigene Bearbeiten

Tumorantigene sind diejenigen Antigene, die von MHC-Klasse-I- oder MHC-Klasse-II-Molekülen auf der Oberfläche von Tumorzellen präsentiert werden. Antigene, die nur auf solchen Zellen vorkommen, werden als tumorspezifische Antigene (TSAs) bezeichnet und resultieren im Allgemeinen aus einer tumorspezifischen Mutation. Häufiger sind Antigene, die von Tumorzellen und normalen Zellen präsentiert werden, sogenannte tumorassoziierte Antigene (TAAs). Zytotoxische T-Lymphozyten, die diese Antigene erkennen, können möglicherweise Tumorzellen zerstören. [fünfzehn]

Tumorantigene können auf der Oberfläche des Tumors beispielsweise in Form eines mutierten Rezeptors erscheinen und werden dann von B-Zellen erkannt. [fünfzehn]

Bei humanen Tumoren ohne virale Ätiologie werden durch tumorspezifische DNA-Veränderungen neuartige Peptide (Neo-Epitope) erzeugt. [fünfzehn]

Prozess bearbeiten

Ein großer Teil der menschlichen Tumormutationen ist effektiv patientenspezifisch. Daher können Neoantigene auch auf einzelnen Tumorgenomen basieren. Deep-Sequencing-Technologien können Mutationen innerhalb des proteinkodierenden Teils des Genoms (dem Exom) identifizieren und potenzielle Neoantigene vorhersagen. In Mausmodellen wurden für alle neuen Proteinsequenzen potenzielle MHC-bindende Peptide vorhergesagt. Der resultierende Satz potentieller Neoantigene wurde verwendet, um die T-Zell-Reaktivität zu bewerten. Exom-basierte Analysen wurden in einem klinischen Umfeld genutzt, um die Reaktivität bei Patienten zu beurteilen, die entweder mit einer Tumor-infiltrierenden Lymphozyten (TIL)-Zelltherapie oder einer Checkpoint-Blockade behandelt wurden. Die Identifizierung von Neoantigenen war für mehrere experimentelle Modellsysteme und menschliche Malignome erfolgreich. [fünfzehn]

Die falsch-negative Rate der Krebs-Exom-Sequenzierung ist gering – d. h.: die Mehrheit der Neoantigene kommt innerhalb der exonischen Sequenz mit ausreichender Abdeckung vor. Die überwiegende Mehrheit der Mutationen innerhalb exprimierter Gene produziert jedoch keine Neoantigene, die von autologen T-Zellen erkannt werden. [fünfzehn]

Ab 2015 reicht die Auflösung der Massenspektrometrie nicht aus, um viele falsch positive Ergebnisse aus dem Pool der Peptide auszuschließen, die von MHC-Molekülen präsentiert werden können. Stattdessen werden Algorithmen verwendet, um die wahrscheinlichsten Kandidaten zu identifizieren. Diese Algorithmen berücksichtigen Faktoren wie die Wahrscheinlichkeit der proteasomalen Prozessierung, den Transport in das endoplasmatische Retikulum, die Affinität für die relevanten MHC-Klasse-I-Allele und Genexpressions- oder Proteintranslationsniveaus. [fünfzehn]

Die Mehrheit der humanen Neoantigene, die in unverzerrten Screens identifiziert wurden, zeigt eine hohe vorhergesagte MHC-Bindungsaffinität. Geringfügige Histokompatibilitätsantigene, eine konzeptionell ähnliche Antigenklasse, werden auch durch MHC-Bindungsalgorithmen korrekt identifiziert. Ein weiterer potenzieller Filter untersucht, ob die Mutation voraussichtlich die MHC-Bindung verbessert. Die Natur der zentralen TCR-exponierten Reste von MHC-gebundenen Peptiden ist mit der Peptidimmunogenität verbunden. [fünfzehn]

Krippe Bearbeiten

Ein natives Antigen ist ein Antigen, das von einer APC noch nicht zu kleineren Teilen verarbeitet wird. T-Zellen können keine nativen Antigene binden, sondern müssen von APCs prozessiert werden, während B-Zellen von nativen aktiviert werden können.

Antigenic specificity is the ability of the host cells to recognize an antigen specifically as a unique molecular entity and distinguish it from another with exquisite precision. Antigen specificity is due primarily to the side-chain conformations of the antigen. It is measurable and need not be linear or of a rate-limited step or equation. [2] [6] Both T cells and B cells are cellular components of adaptive immunity. [2] [17]


Antigenic and non antigenic - Biology

An epitope, also known as antigenic determinant, is the part of a macromolecule that is recognized by the immune system, specifically by antibodies, B cells, or T cells. The part of an antibody that recognizes the epitope is called a paratope. Although epitopes are usually thought to be derived from nonself proteins, sequences derived from the host that can.
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Definition von determinant at Dictionary.com with free online dictionary, . antigenic determinant. determinants of personality. list the determinants of health .
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. with pronunciation, synonyms, and translation of Antigenic determinant. . Auch genannt antigenic determinant, epitope. Immunology. .
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Definition von antigenic determinant from the Merriam-Webster Online Dictionary with audio pronunciations, thesaurus, Word of the Day, and word games.
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Learn more about "antigenic determinant" and related topics at Britannica.com. See a map of "antigenic determinant" in the Visual Thesaurus. Pronunciation Symbols .
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D. Epitope or Antigenic Determinant . In an antigen, the same antigenic determinant repeated many times. NS. TYPES OF ANTIGENS .
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Immunochemistry: Uncertainty About the Antigenic Determinant: This article review of the role of cephalosporins in IgE hypersensitivity reactions in an attempt to .
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Mouse protein-coding gene Kin. Represented by 87 ESTs from 57 cDNA libraries. . Muskulatur antigenic determinant of rec-A protein, mRNA (cDNA clone IMAGE: .
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Human protein-coding gene KIN. Represented by 116 ESTs from 70 cDNA libraries. . Homo sapiens KIN, antigenic determinant of recA protein homolog (mouse), mRNA .
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Multiple Sclerosis Encyclopaedia - antigenic determinant . antigenic determinant. Ein antigenic determinant is an alternative term for an epitope: See epitope .
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www.PharmCast.com is the premier Web site for the pharmaceutical community. . The antigen or antigenic determinant is a self antigen or a fragment thereof and .
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Medical definition for the term 'idiotypic antigenic determinant'. Medical Dictionary - 'Idiotypic Antigenic Determinant' How to search: 1. Enter a text phrase: .
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Idiotypic antigenic determinant information including symptoms, causes, diseases, symptoms, treatments, and other medical and health issues.
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Near Matches. Ignore Exact. Full Text. Everything2. antigenic determinant (thing) by BioTech . A molecule (such as a glycoprotein) on the surface of a .
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Ein antigenic determinant is the molecular aspect or moiety of a molecule that . neo) antigenic determinants and require separate, specific antibodies for .
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Einführung

Pathogens face a key challenge for their long-term survival, ensuring transmission between hosts. An approach adopted frequently by pathogens to enhance transmission is to persist as chronic infections, increasing the likelihood of transfer to a new host. To maintain a chronic infection in mammals, the substantial obstacle of prolonged exposure to the acquired and innate immune systems must be overcome. One widespread strategy to avoid immune elimination, found in viruses, bacteria, fungi and protozoans, is antigenic variation, where exposed pathogen antigens are periodically replaced. In all cases, the generation of host immune effectors that recognise an exposed antigen will eliminate most pathogens, but by switching the expressed surface antigen, a subpopulation of the infecting pathogen avoids host recognition and killing. Repeated rounds of immune recognition, killing and outgrowth of switched subpopulations can lead to waves of increasing and decreasing pathogen loads (Figure 1A). Antigenic variation has shared features in pathogens including Neisseria, Borrelien, Anaplasma, Giardien, Plasmodium, Babesia and African trypanosomes [1–5], such as gene expression control to ensure a single antigen is expressed in a single cell at one time, a repertoire of antigen genes and a means to elicit a switch in the singularly expressed antigen gene among the repertoire. However, because antigenic variation evolved separately in these organisms, the mechanisms dictating the shared features are highly diverse.

Antigenic variation in Trypanosoma brucei.

(EIN) A view of a trypanosome infection profile, where progressive waves of parasitaemia are composed of trypanosome populations with antigenically distinct VSG coats. For simplicity, each wave is shown to contain a population expressing a single VSG coat (different coloured cells variants A, B, C, etc.), which results in antibodies against that variant however, normally many parasites with different VSGs are found per wave. (B) A depiction of a VSG ES that is used when T. brucei is found in the mammal. Multiple expression site-associated genes (ESAGs white arrows) are co-expressed with the VSG (green arrow), which is adjacent to the telomere and downstream from 70 bp repeats. Multigenic transcription across the ES is derived from an RNA Pol I promoter. (C) Transcriptional VSG coat switching, where transcription (green arrow) from the single active VSG ES is silenced, and transcription is up-regulated across a previously silent VSG ES (blue arrow and VSG). (D und E) VSG coat switching by recombination, of which two forms of gene conversion are shown. In one reaction (D), an intact, silent VSG gene copy (blue arrow) in a minichromosome, sub-telomeric VSG array or silent ES (not shown) is recombined into the active ES based on upstream and downstream sequence homology. In the second reaction (E), segmental gene conversion occurs between multiple silent VSGs and VSG pseudogenes (yellow and orange arrows) in the VSG arrays to form a novel, patchwork VSG mosaic for simplicity, this event is shown to occur in the VSG ES, but the location of the mosaic assembly is unknown.

(EIN) A view of a trypanosome infection profile, where progressive waves of parasitaemia are composed of trypanosome populations with antigenically distinct VSG coats. For simplicity, each wave is shown to contain a population expressing a single VSG coat (different coloured cells variants A, B, C, etc.), which results in antibodies against that variant however, normally many parasites with different VSGs are found per wave. (B) A depiction of a VSG ES that is used when T. brucei is found in the mammal. Multiple expression site-associated genes (ESAGs white arrows) are co-expressed with the VSG (green arrow), which is adjacent to the telomere and downstream from 70 bp repeats. Multigenic transcription across the ES is derived from an RNA Pol I promoter. (C) Transcriptional VSG coat switching, where transcription (green arrow) from the single active VSG ES is silenced, and transcription is up-regulated across a previously silent VSG ES (blue arrow and VSG). (D und E) VSG coat switching by recombination, of which two forms of gene conversion are shown. In one reaction (D), an intact, silent VSG gene copy (blue arrow) in a minichromosome, sub-telomeric VSG array or silent ES (not shown) is recombined into the active ES based on upstream and downstream sequence homology. In the second reaction (E), segmental gene conversion occurs between multiple silent VSGs and VSG pseudogenes (yellow and orange arrows) in the VSG arrays to form a novel, patchwork VSG mosaic for simplicity, this event is shown to occur in the VSG ES, but the location of the mosaic assembly is unknown.

In African trypanosomes, antigenic variation involves switches in the expression of variant surface glycoprotein (VSG) [6,7], which is thought to form a dense protective coat across the whole parasite cell, shielding necessarily invariant antigens [8]. Loss of the VSG coat is lethal even in culture [9], underlining its importance to Trypanosoma brucei growth and survival in even the most forgiving environments. The genetic components of antigenic variation in T. brucei have been known for nearly 40 years [10]. Since then, sequencing the genome of T. brucei [11] allied to the development of a wide range of genetic tools (e.g. gene knockout, RNAi, overexpression and genome-wide screens) has provided effective strategies to perturb the system, which has revealed detailed information on the molecular basis of VSG expression switching. What has emerged is a system of remarkable mechanistic flexibility (Figure 1) and a potentially unparalleled capacity for new coat generation. Monoallelic expression, such that each T. brucei cell expresses a single VSG variant at one time, relies upon VSG genes only being expressed when present in specialised telomeric VSG expression sites (ESs). Unusually, the ESs are not transcribed by RNA Polymerase (Pol) II, but by RNA Pol I (Figure 1B). Die T. brucei genome contains multiple ESs [12] and so one route to execute a VSG coat switch is to silence the actively transcribed ES and activate one previously silent ES (Figure 1C). A range of factors have been described that ensure singular ES expression [13–16], and a few have been implicated in the co-ordination of transcriptional switching [17–19].

Trypanosomes can also execute a VSG coat switch by genetic recombination (Figure 1D,E), and it is this strategy of gene rearrangement that maintains chronic infections. Die T. brucei genome contains thousands of transcriptionally silent VSG genes [11,20,21], found as arrays in the sub-telomeres of the diploid megabase chromosome and at the telomeres of hundreds of minichromosomes [22]. Only a minority of the VSG archive is composed of functional VSGs [11,20,21], but these are preferentially activated early in infections [23] and extensive genetic analyses indicate that homologous recombination (HR), a general genome repair pathway, catalyses a VSG switch [24]. How this reaction is initiated is still being examined, but it seems likely the actively transcribed ES is preferentially targeted [25–30]. Later in infections, activation of VSG pseudogenes predominates, with VSG recombination operating by a potentially distinct route to that used for intact VSGs: highly flexible segmental gene conversion occurs (Figure 1E), which reassorts multiple VSGs using intra-open reading frame homology to yield novel patchwork ‘mosaic’ VSGs [21,31,32]. This reaction appears to be the key to chronic infections [33], but the nature of how it is executed is mysterious (see below).

The burgeoning and ongoing dissection of antigenic variation has revealed a wealth of new biology, but several recent studies (Figure 2) suggest that our view of the nature and purpose of the process need to be reconsidered in the light of chronic infections, in terms of transmission, and with regard to how well the reactions described in T. brucei reflect what occurs in other trypanosome species. Below we summarise the emerging data and the questions raised regarding antigenic variation in trypanosomes.