Articulo de referencia

Epítopo

Un epítopo , también conocido como determinante antigénico , es la parte de un antígeno que es reconocida por el sistema inmunitario , específicamente por anticuerpos , células ...

Un epítopo , también conocido como determinante antigénico , es la parte de un antígeno que es reconocida por el sistema inmunitario , específicamente por anticuerpos , células B o células T. La parte de un anticuerpo que se une al epítopo se denomina parátopo . Si bien los epítopos suelen ser proteínas extrañas , las secuencias derivadas del huésped que pueden ser reconocidas (como en el caso de las enfermedades autoinmunes) también son epítopos. [ 1 ]

Los epítopos de los antígenos proteicos se dividen en dos categorías, epítopos conformacionales y epítopos lineales , según su estructura e interacción con el parátopo. [ 2 ] Los epítopos conformacionales y lineales interactúan con el parátopo en función de la conformación tridimensional adoptada por el epítopo, la cual está determinada por las características superficiales de los residuos del epítopo involucrados y la forma o estructura terciaria de otros segmentos del antígeno. Un epítopo conformacional se forma por la conformación tridimensional adoptada por la interacción de residuos de aminoácidos discontinuos. En cambio, un epítopo lineal se forma por la conformación tridimensional adoptada por la interacción de residuos de aminoácidos contiguos. Un epítopo lineal no está determinado únicamente por la estructura primaria de los aminoácidos involucrados. Los residuos que flanquean dichos residuos de aminoácidos, así como los residuos de aminoácidos más distantes del antígeno, afectan la capacidad de los residuos de la estructura primaria para adoptar la conformación tridimensional del epítopo. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] El 90% de los epítopos son conformacionales. [ 8 ]

Función

epítopos de células T

Los epítopos de células T [ 9 ] se presentan en la superficie de una célula presentadora de antígenos , donde se unen a moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC). En los humanos, las células presentadoras de antígenos profesionales están especializadas en presentar péptidos MHC de clase II , mientras que la mayoría de las células somáticas nucleadas presentan péptidos MHC de clase I. Los epítopos de células T presentados por moléculas MHC de clase I son típicamente péptidos de entre 8 y 11 aminoácidos de longitud, mientras que las moléculas MHC de clase II presentan péptidos más largos, de 13 a 17 aminoácidos de longitud, [ 10 ] y las moléculas MHC no clásicas también presentan epítopos no peptídicos como los glucolípidos .

epítopos de células B

La parte del antígeno a la que se unen las inmunoglobulinas o los anticuerpos se llama epítopo de células B. [ 11 ] Los epítopos de células B se pueden dividir en dos grupos: conformacionales o lineales. [ 11 ] Los epítopos de células B son principalmente conformacionales. [ 12 ] [ 13 ] Hay tipos adicionales de epítopos cuando se considera la estructura cuaternaria. [ 13 ] Los epítopos que se enmascaran cuando se agregan las subunidades de proteínas se llaman criptotopos . [ 13 ] Los neotopos son epítopos que solo se reconocen cuando están en una estructura cuaternaria específica y los residuos del epítopo pueden abarcar múltiples subunidades de proteínas. [ 13 ] Los neotopos no se reconocen una vez que las subunidades se disocian. [ 13 ]

Actividad cruzada

Los epítopos a veces presentan reactividad cruzada. Esta propiedad es aprovechada por el sistema inmunitario para la regulación mediante anticuerpos antiidiotípicos (propuestos originalmente por el premio Nobel Niels Kaj Jerne ). Si un anticuerpo se une al epítopo de un antígeno, el parátopo puede convertirse en el epítopo de otro anticuerpo que se unirá a él. Si este segundo anticuerpo es de la clase IgM , su unión puede potenciar la respuesta inmunitaria; si es de la clase IgG , su unión puede atenuarla.

Mapeo de epítopos

epítopos de células T

Los epítopos de MHC de clase I y II pueden predecirse de forma fiable solo por medios computacionales, [ 14 ] aunque no todos los algoritmos de predicción de epítopos de células T in silico son equivalentes en su precisión. [ 15 ] Hay dos métodos principales para predecir la unión péptido-MHC: basados ​​en datos y basados ​​en la estructura. [ 11 ] Los métodos basados ​​en la estructura modelan la estructura péptido-MHC y requieren una gran potencia computacional. [ 11 ] Los métodos basados ​​en datos tienen un rendimiento predictivo superior al de los métodos basados ​​en la estructura. [ 11 ] Los métodos basados ​​en datos predicen la unión péptido-MHC basándose en secuencias de péptidos que se unen a moléculas de MHC. [ 11 ] Al identificar epítopos de células T, los científicos pueden rastrear, fenotipificar y estimular las células T. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

epítopos de células B

Existen dos métodos principales de mapeo de epítopos: estudios estructurales o funcionales. [ 20 ] Los métodos para el mapeo estructural de epítopos incluyen la cristalografía de rayos X , la resonancia magnética nuclear y la microscopía electrónica . [ 20 ] La cristalografía de rayos X de complejos Ag-Ab se considera una forma precisa de mapear estructuralmente los epítopos. [ 20 ] La resonancia magnética nuclear puede utilizarse para mapear epítopos mediante datos sobre el complejo Ag-Ab. [ 20 ] Este método no requiere la formación de cristales, pero solo funciona con péptidos y proteínas pequeños. [ 20 ] La microscopía electrónica es un método de baja resolución que permite localizar epítopos en antígenos más grandes, como partículas virales. [ 20 ]

Los métodos para el mapeo funcional de epítopos suelen utilizar ensayos de unión como Western blot , Dot blot y/o ELISA para determinar la unión de anticuerpos. [ 20 ] Los métodos de competencia buscan determinar si dos anticuerpos monoclonales (mAB) pueden unirse a un antígeno al mismo tiempo o competir entre sí para unirse al mismo sitio. [ 20 ] Otra técnica implica la mutagénesis de alto rendimiento , una estrategia de mapeo de epítopos desarrollada para mejorar el mapeo rápido de epítopos conformacionales en proteínas estructuralmente complejas. [ 21 ] La mutagénesis utiliza mutaciones aleatorias/dirigidas al sitio en residuos individuales para mapear epítopos. [ 20 ] El mapeo de epítopos de células B puede utilizarse para el desarrollo de terapias con anticuerpos, vacunas basadas en péptidos y herramientas inmunodiagnósticas. [ 20 ] [ 22 ]

Etiquetas de epítopos

Los epítopos se utilizan a menudo en proteómica y en el estudio de otros productos génicos. Mediante técnicas de ADN recombinante, se pueden fusionar al gen secuencias genéticas que codifican epítopos reconocidos por anticuerpos comunes. Tras la síntesis , la etiqueta de epítopo resultante permite al anticuerpo encontrar la proteína u otro producto génico, lo que posibilita técnicas de laboratorio para la localización, purificación y caracterización molecular adicional, incluyendo la identificación de los socios de unión de la proteína. Los epítopos comunes utilizados para este propósito son Myc-tag , HA-tag , FLAG-tag , GST-tag , 6xHis , [ 23 ] V5-tag y OLLAS. [ 24 ] Munro y Pelham describieron por primera vez una etiqueta de epítopo para detectar y rastrear proteínas en 1984 [ 25 ] . Las etiquetas se adaptaron rápidamente para purificar proteínas [ 26 ] [ 27 ] y para detectar, aislar y clonar socios de interacción de proteínas [ 28 ] [ 29 ] . Estas etiquetas se denominaron originalmente "etiqueta de péptido" [ 30 ] , "inserción de epítopo" [ 31 ] , "secuencia marcadora" [ 32 ] y "adición de epítopo" [ 33 ] , hasta que se acuñó el término "etiqueta de epítopo" [ 34 ] y se popularizó.

Los péptidos también pueden unirse a proteínas que forman enlaces covalentes con el péptido, lo que permite una inmovilización irreversible. [ 35 ] Estas estrategias también se han aplicado con éxito al desarrollo del diseño de vacunas "centradas en epítopos". [ 36 ] [ 37 ]

Vacunas basadas en epítopos

La primera vacuna basada en epítopos fue desarrollada en 1985 por Chaim Jacob y sus colegas del Instituto Weizmann de Ciencias. [ 38 ] [ 39 ] Las vacunas basadas en epítopos estimulan las respuestas inmunitarias humorales y celulares utilizando epítopos aislados de células B o células T. [ 38 ] [ 22 ] [ 17 ] Estas vacunas pueden utilizar múltiples epítopos para aumentar su eficacia. [ 38 ] Para encontrar epítopos para la vacuna, se suele utilizar el mapeo in silico . [ 38 ] Una vez encontrados los epítopos candidatos, se diseñan y prueban las construcciones para determinar la eficacia de la vacuna. [ 38 ] Si bien las vacunas basadas en epítopos son generalmente seguras, un posible efecto secundario son las tormentas de citoquinas. [ 38 ]

Determinante neoantigénico

Un determinante neoantigénico es un epítopo en un neoantígeno , que es un antígeno de nueva formación que no ha sido reconocido previamente por el sistema inmunitario. [ 40 ] Los neoantígenos suelen estar asociados a antígenos tumorales y se encuentran en células oncogénicas. [ 41 ] Los neoantígenos y, por extensión, los determinantes neoantigénicos pueden formarse cuando una proteína sufre una modificación adicional dentro de una vía bioquímica como la glicosilación , la fosforilación o la proteólisis . Esto, al alterar la estructura de la proteína, puede producir nuevos epítopos que se denominan determinantes neoantigénicos, ya que dan lugar a nuevos determinantes antigénicos . El reconocimiento requiere anticuerpos específicos separados .

Véase también

Referencias

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  • Singh H, Ansari HR, Raghava GP (2013). "Método mejorado para la predicción de epítopos lineales de células B utilizando la secuencia primaria del antígeno" . PLOS ONE . 8 (5) e62216. Bibcode : 2013PLoSO...862216S . doi : 10.1371/journal.pone.0062216 . PMC 3646881. PMID 23667458 .  

Bases de datos de epítopos

  • MHCBN: Una base de datos de epítopos de células T y ligandos MHC/TAP
  • Bcipep: Una base de datos de epítopos de células B
  • SYFPEITHI — Primera base de datos en línea de epítopos de células T
  • IEDB — Base de datos de epítopos de células T y B con anotación del contexto de reconocimiento — Financiada por los NIH
  • ANTIJEN — Base de datos de epítopos de células T y B del Instituto Jenner, Reino Unido.
  • IMGT/3Dstructure-DB — Estructuras tridimensionales de epítopos de células B y T con anotación de IG y TR — IMGT, Montpellier, Francia
  • SEDB: Una base de datos de epítopos estructurales — Financiada por la Universidad de Pondicherry y el DIT.
  • Epítopos en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.