Antigen & Antibodi 8/13/2014 Putu Oky 1

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 Fagosit : sel MN, PMN Sistem Imun Bawaan/innate/ non spesifik Sel NK Sel mast Basofil Seluler Komplemen Sitokin Kemokin Humoral C-Reactive Protein Didapat/ Adaptive/ spesifik Sel T : TH1, TH2, Tc Sel B antibodi Seluler Humoral 8/13/2014 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 Igb T-CELL a b CD3 Epitop Antibodi Antigen Ag Ab larut Antigen MHC II TCR Epitop 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 APC

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, ) Dikenali oleh Antibodi 8/13/2014 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. Foreignness atau faktor keterasingan : substansi yang tidak pernah kontak dengan sistem imun dari ketika embriogenesis b. 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 >> c. Cara pemaparan antigen : intravena, subcutan, perm tubuh, dsb d. Degradibility : kemampuan dipecah2 oleh sistem imun e. Sensitivitas metode yang digunakan untuk mengukur respons imun sensitivitas immunoassay f. Faktor internal Host ; genetik, jenis kelamin, umur, Kondisi sistem imun host h. 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

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 Struktur Antibodi 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 Kuby, 2006 8/13/2014 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

Struktur: Dimer Ig A 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 Ig D 8/13/2014 27

Kuby, 2007 8/13/2014 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 Fungsi Letak Ig A Dimer -proteksi permu-kaan mukosa, - fagositosis, -destruksi parasit melalui ADCC Ig D Monomer Pada sel B menginisiasi respon imun aktivasi sel B Ig E Monomer -Meningkat pada reaksi alergi, infeksi dari cacing - Mencetuskan produksi mediator vasoaktif Ig G Monomer -meningkatkan fagositosis, -menetralkan toksin dan virus, -melindungi fetus newborn Ig M 8/13/2014 Pentamer -merupakan Ab pertama yang diproduksi selama infeksi -Efektif dalam melawan mikroba dan mengaglutinasi Ag Sekret respiratori dan gastrointes-tinal permukaan sel B sebagai molekul reseptor Pada peredaran berikatan dengan sel mast dan basofil berbagai cairan dan saluran pencernaan darah, getah bening atau lymph, permukaan sel B (monomer) 31

8/13/2014 32

Konsekuensi ikatan Ag Ab 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. Sel yang memediasi ADCC : NK sel, monosit, Makarofag, neutrofil dan eosinofil sel efektor 8/13/2014 37

8/13/2014 38