Definitions Antigen (Ag) : A substance that reacts with the products of a specific immune response Bahan yang dapat menstimulasi respon imun spesifik

Transkripsi

1 Antigen-Immunogen- Hapten Dr.Tetty Aman Nasution,MMedSc Departemen Mikrobiologi Fakultas Kedokteran USU

2 Definitions Antigen (Ag) : A substance that reacts with the products of a specific immune response Bahan yang dapat menstimulasi respon imun spesifik atau bahan yang dapat berekasi dengan Antibodi (Ab) yang sudah ada

3 Definitions Secara fungsionil, Ag dibagi : Immunogen & Hapten Immunogen : A substance that induces a specific immune response Bahan yang dapat menimbulkan respon imun spesifik

4 Definitions Immunogen juga sebagai Ag yang dapat menstimulasi sistem imun dengan sangat kuat (sebagai imunitas protektif terhadap organisme pathogen)

5 Definitions Hapten : A substance that is non-immunogenic but which can react with the products of a specific immune response Molekul yg dapat bereaksi dgn Ab, tetapi tidak dapat menstimulasi pembentukan Ab secara langsung

6 Definitions Haptens are small molecules which could never induce an immune response when administered by themselves but which can when coupled to a carrier molecule. Hapten hanya akan menjadi imunogenik jika diikat oleh molekul yg besar (disebut carrier) ) yang dikenal sistem imun dan baru dapat menstimulasi pembentukan Antibodi.

7 Definitions Free haptens, however, can react with products of the immune response after such products have been elicited. Haptens have the property of antigenicity but not immunogenicity

8 Definitions Epitope /Antigenic Determinant : that portion of an antigen that combines with the products of specific immune response Bagian Antigen yg dapat menginduksi pembentukan Ab & dapat diikat dengan spesifik oleh bagian dari Ab atau reseptor pada limfosit

9 Definitions Antibody (Ab) : A specific protein which is produced in response to an immunogen and which reacts with an antigen Dibentuk oleh sel plasma yg berasal dari proliferasi sel B akibat adanya kontak dengan Ag

10 Pembagian Ag menurut Epitop 1. Unideterminan,univalen : hanya 1 jenis determinan/epitop pd 1 molekul. Contoh : hapten 2. Unideterminan, multivalen : hanya 1 jenis determinan ttp 2 atau lebih determinan tsb ditemukan pada 1 molekul. Contoh : polisakarida 3. Multideterminan, univalen : byk epitop bermacam-macam, macam, tp hanya 1 dari tiap macamnya. Contoh : protein 4. Multideterminan, multivalen : byk macam determinan & byk dari tiap macam pd 1 molekul. l Contoh : kompleks k kimiawi i i dan BM yang tinggi

11 Pembagian Ag menurut spesifisitas it 1. Heteroantigen : dimiliki oleh banyak spesies 2. Xenoantigen : dimiliki oleh spesies tertentu 3. Alloantigen (Isoantigen) : spesifik untuk individu dalam satu spesies 4. Antigen organ spesifik : hanya dimiliki organ tertentu 5. Autoantigen : dimiliki alat tubuh sendiri

12 Faktor-faktor yang mempengaruhi Immunogen Sifat dari Immunogen: 1. Foreigness /Asing 2. Size/Ukuran 3. Chemical Composition/Komplexitas 4. Physical form/bentuk fisik 5. Degradibility Faktor Biologis : Genetik & Umur Cara Immunogen masuk ke dalam tubuh

13 1. Foreigness /Asing Sistem Imun dapat membedakan self atau non self antigen Pada keadaan normal, tubuh akan melakukan k toleransi terhadap komponen diri / self dan tidak membentuk respon imun terhadap sel tubuh sendiri

14 1. Foreigness /Asing Jika molekul menjadi non self maka akan bersifat asing/immunogen respon imun

15 2. Size/Ukuran Immunogen yang potent biasanya memiliki BM> (Cth: protein dg BM yg besar) Molekul dengan BM< bersifat kurang immunogenik. ik Asam amino atau monosakarida biasanya tidak bersifat antigenik

16 2. Size/Ukuran Kecuali: hapten (protein dg BM kecil), tp jk berikatan dg carrier molecule Antigenik

17 3.Chemical Composition/ Komplexitas Bentuk polipeptida linear & protein globular dapat menstimulasi terjadinya respon imun Semakin komplex zat yang membentuk molekul, maka sifat imunogen molekul akan semakin tinggi.

18 4.Physical form/bentuk fisik Antigen dalam bentuk partikel lebih bersifat immunogen dibandingkan dengan yang bersifat larut Antigen yang telah mengalami denaturasi juga lebih bersifat immunogen dibandingkan dengan bentuk aslinya.

19 5.Degradibility Antigen yang mudah difagositosis lebih bersifat immunogen Hal ini karena kebanyakan jenis Antigen (spt: T-dependent Ag), jika akan membentuk imun respon, terlebih dahulu harus dikenal, kemudian diproses, baru dipresentasikan kepada T-helper oleh APC (Antigen Presenting Cell)

20 Faktor Genetik & Umur Faktor Genetik: ada bbp jenis zat yg bersifat immunogen pd 1 individu, tp tidak pada individu yg lain. Umur : usia yang sangat muda ataupun usia yang sangat tua, kurang memiliki kemampuan untuk menimbulkan respon imun akibat suatu immunogen

21 Cara masuk immunogen ke dalam tubuh Dosis : respon imun menjadi tidak optimal dapat disebabkan oleh dosis Ag gy yang terlalu besar ataupun yang terlalu kecil Cara masuk: secara umum, melalui cara Sub Cutaneus (SC) adalah lebih baik dibandingkan dgn cara Intra Venous (IV) ataupun intra gastric.

22 Cara masuk immunogen ke dalam tubuh Adjuvants : zat yang digabungkan dengan immunogen untuk memperbesar respon imun

23 Sifat Kimia dari Immunogen 1. Protein : mayoritas immunogen adalah protein. Umumnya epitop multideterminan,univalen. Dapat berupa protein murni atau kombinasi spt : Lipoprotein (terdapat t pada membran sel), Glikoprotein (zat pembentuk gol darah A,B,O) & reaksi transfusi & (pembentuk Ag Rhesus) isoimunisasi pada kehamilan.

24 Sifat Kimia dari Immunogen 2. Polisakarida/Hidrat arang: Polisakarida murni (cth: kapsul Pneumococcus mghasilkan Ab Ab anti Pneumococcus), Lipopolisakarida (cth: ddg sel bakteri Gram neg endotoxin terhadap V. cholera)

25 Sifat Kimia dari Immunogen 3. Asam Nukleat : biasanya kurang bersifat immunogen kecuali jika berikatan dengan carrier protein. DNA dalam bentuk helix biasanya tidak imunogenik. Tetapi respon imun terhadap DNA dapat terjadi pada penderita dengan SLE (Systemic Lupus Erythematosus)

26 Sifat Kimia dari Immunogen 4. Lipid : secara umum, lipid bersifat non-immunogenik, walaupun dapat bersifat menjadi hapten. Glikolipid dan fosfolipid dapat menstimulasi T- cell dan menghasilkan Cell Mediated Immune Response (CMIR)

27 Jenis-jenis Antigen 1. T-independent Ag : Ag yang dapat langsung menstimulasi sel B menghasilkan Ab tanpa perlu bantuan sel T. Termasuk dalam T-independent Ag: lipopolisakarida, p dekstran, flagelin polimerik bakteri.

28 T-independent Ag Ciri khas Ag ini :memiliki Ag determinant yang sama dan berulang. (Gambar 1) Berupa molekul besar polimer yang dipecah di dalam tubuh secara perlahan- lahan. Sifat aktivasi sel B secara Poliklonal : Ag ini dapat mengaktivasi sel B spesifik untuk jenis Ag yang lain. Berdasarkan kemampuan ini, Ag dibagi 2 subtype: Type 1 poliklonal aktivator & Type 2 tidak bersifat aktivator.

29 Gambar 1. T-independent Ag Resisten terhadap degradation : T-independent Ag bersifat lebih tahan terhadap degradation d sehingga lebih bertahan lama dan secara terus menerus menstimulasi sistem imun

30 T-dependent Ag 2. T-dependent Ag : Ag yang tidak dapat langsung g menstimulasi sel B Ab.Perlu pengenalan oleh sel T dan sel B dulu. Termasuk dalam T-dependent Ag:protein Secara struktur, tdd beberapa Ag determinant yang berbeda. (Gambar 2) Gbr 2. T-dependent Ag

31 Konjugasi Hapten-Carrier Definisi : molekul immunogenik dimana hapten secara kovalen berikatan. Imunogenik molekul ini disebut Carrier Struktur : memp naive antigenic i determinants & haptenic determinants (Gambar 3)

32 Konjugasi Hapten-Carrier Haptenic determinants terbentuk dari hapten & bbp residu, walaupun Ab yg terbentuk juga akan bereaksi dgn free-hapten. Pd konjugasi ini, i carrier akan menentukan apakah Ag akan bersifat T-independent atau T- dependent

33 Haptenic determinants Native determinants Gbr 3. Struktur Hapten-Carrier Conjugates

34 Overview of the Immune System Immune System Innate (Nonspecific) Adaptive (Specific) Cellular Humoral Humoral Cell-Mediated Components Components (Ab)

35 Determinants Recognized by the Innate Immune System Adaptive Immune System Discrete Determinants Reacts with a specific pathogen Innate Immune System Broad Molecular Patterns Reacts with a variety of pathogens

36 Determinants Recognized by the Innate Immune System PAMPs Pathogen Associated Molecular Patterns PRRs Pattern Recognition Receptors

37 PAMP Microbial cell wall components Mannose- containing carbohydrates Polyanions PRR Biological Consequence of Interaction Complement Opsonization; Complement activation Mannose-binding Opsonization; protein Complement activation Scavenger receptors Phagocytosis Lipoproteins i of TLR-2 (Toll-like like Macrophage Gram + bacteria receptor 2) activation; Secretion of Yeast cell wall inflammatory components cytokines

38 PAMP Double stranded RNA LPS (lipopolysaccha ride of Gram bacteria Flagellin (bacterial flagella) TLR-3 TLR-4 TLR-5 PRR Biological Consequence of Interaction Production of interferon (antiviral) Macrophage activation; Secretion of inflammatory cytokines Macrophage activation; Secretion of inflammatory cytokines

39 PAMP PRR Biological Consequence of Interaction U-rich single stranded d viral RNA TLR-7 Production of interferon (antiviral) CpG containing DNA TLR-9 Macrophage activation; Secretion of inflammatory cytokines

40 Entrance and Processing of Antigens and Clonal Selection

41 Antigen (Ag) substance that provokes an immune response in specific lymphocytes perceived as foreign, not a normal constituent of the body Foreign cells & large complex molecules over 10,000 MW are most antigenic Foreign molecules less than 1,000 MW (haptens) are not antigenic unless attached to a larger carrier Antigenic determinant, epitope small molecular group that is recognized by lymphocytes. An antigen has many antigenic determinants.

42 Antigens

43 Antigens

44 Special categories of antigens Autoantigens molecules on self tissues for which tolerance is inadequate Alloantigens cell surface markers of one individual that are antigens to another of that same species Heterophilic antigens molecules from unrelated species that bear similar antigenic determinants Superantigens potent T cell stimulators, provoke an overwhelming response Allergen antigen that provokes allergy

45 T-cell dependent antigens must be processed by phagocytes called antigen presenting cells (APC). An APC alters the antigen and attaches it to its MHC receptor. Antigen presentation involves a direct collaboration among an APC, a T helper cell and an antigen-specific ifi B or T cell. Interleukin -1 is secreted by APC to activate T H cells Interleukin-2 is produced by T H to activate B & other T cells

46

47