Antigen dan Antibodi Dwi Winarni Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Antigen Antigen adalah bahan yang dapat bereaksi dengan komponen sistem imun ditimbulkan oleh bahan yang disebut imunogen Semua imunogen adalah antigen tetapi tidak semua antigen imunogenik

Determinan antigenik (epitop) adalah bagian antigen yang dapat dikenal dan diikat secara spesifik oleh imunoglobulin atau reseptor pada limfosit

Sifat antigenik/ antigenesitas ditentukan terutama oleh struktur molekul Perubahan konformasi  mengubah antigenesitas Interaksi antar molekul membentuk molekul lebih kompleks  mengubah antigenesitas

SIFAT DETERMINAN ANTIGEN

imunogen Adalah bahan yang dapat menginduksi respons imun Imunogenesitas tergantung pada Keasingan (foreigness) Sifat kimia  kompleksitas dan ukuran Kondisi sistem imun host Banyaknya antigen yang terekspose Rute pemberian/kontak Sensitivitas metode yang digunakan untuk mengukur respons imun

Faktor-faktor yang mempengaruhi imunogenisitas Keasingan : Sistem imun dapat membedakan antara molekul self dan non self yang biasanya bersifat imunogenik  albumin murni dari serum kelinci disuntikkan pada binatang lain atau manusia akan menimbulkan respons imun yang nyata.

2. Sifat kimia 2.1. Ukuran molekul Faktor-faktor yang mempengaruhi imunogenisitas 2. Sifat kimia 2.1. Ukuran molekul Zat dengan molekul kecil seperti asam amino dan monosakharida tidak bersifat imunogenik.  Umumnya zat mempunyai BM lebih kecil 10.000 bersifat imunogenik lemah atau tidak imunogenik, namun zat protein dengan BM lebih besar dari 100.000 kebanyakan merupakan imunogen yang sangat poten.

2.2. Kerumitan struktur kimiawi Faktor-faktor yang mempengaruhi imunogenisitas 2.2. Kerumitan struktur kimiawi Molekul harus memiliki derajat kerumitan tertentu dari strukturnya agar bersifat imunogenik. Makin rumit atau kompleks  semakin imunogenik. molekul homopolimer yang terdiri atas unit-unit yang tersusun oleh satu jenis asam amino walaupun merupakan molekul berukuran besar bersifat sebagai imunogen lemah (polialanin, polilisin, dan sebagainya ). Sedangkan molekul kopolimer yang tersusun atas 2 jenis asam amino, atau lebih, mungkin sangat aktif. Adanya gugus asam amino aromatik (tirosin) akan lebih imunogenik daripada gugus non-aromatik.

hapten Poli sakarida protein Kimiawi kompleks Unideterminan univalen multivalen protein multideterminan Univalen Kimiawi kompleks Multideterminan

3. Kondisi sistem imun host, Konstitusi Genetik Kemampuan untuk mengadakan respons imun terhadap antigen tergantung pada konstitusi genetik polisakharida murni akan bersifat imunogenik bila disuntikkan ke mencit atau manusia, namun tidak pada marmut. marmut dg galur berbeda memberikan respons berbeda  injeksi poly-L lisin marmut galur 2 akan membangkitkan respons imun, sedangkan galur 13 tidak.  kemampuan untuk mengadakan respons imun pada marmut galur 2 diatur oleh gen autosom dan diwariskan secara dominan (Biozzi et al, 1972).

4. Dosis Setelah dosis minimal dilampaui, makin tinggi dosis akan meningkatkan respons imun secara sebanding, tetapi pada dosis tertentu akan terjadi sebaliknya yaitu menurunnya respons imun atau bahkan dapat menghilangkan sama sekali yaitu suatu keadaan yang disebut toleransi imunologik.

5. Rute pemberian Rute pemberian antigen mempengaruhi baik kekuatan maupun jenis respons subkutan (s.c) intradermal (i.d.) (antara subkutan dengan dermis  intramuscular (i.m.) intravena(i.v.) Transfusi langsung ke sirkulasi per oral administration ke GI tract Intranasal (i.n) atau inhalasi  ke saluran napas intraperitoneal

Antigen yang diberikan subkutan umumnya menghasilkan respons terkuat kemungkinan karena antigen segera diproses oleh sel-sel Langerhans di kulit dan segera dipresentasikan di nodus limfatikus lokal sering digunakan untuk tujuan memperoleh antibodi terhadap antigen tertentu

Hapten Determinan antigenik dengan BM rendah dan baru menjadi imunogen jika diikat oleh molekul besar (carrier)

AJUVAN (Adjuvants) adalah bahan yang dapat meningkatkan respons imun antigen yang dicampurkan dengannya Ajuvan tidak berikatan stabil dengan antigen / imuno-gen, dan hanya diperlukan terutama untuk imunisasi I Ajuvan dapat meningkatkan imunogenesitas dengan jalan mengubah antigen protein terlarut menjadi partikulat (diabsorbsi pada partikel , emulsifikasi dalam minyak atau disisipkan pada partikel koloid

Interaksi antigen dengan reseptor Interaksi dengan Ig Ikatan antara antigen pada antibodi tidak menimbulkan efek biologik langsung. Efek biologi signifikan merupakan akibat dari fungsi sekunder antibodi yaitu sebagai efektor.

Interaksi antar antigen dengan BCR menyebabkan presentasi fragmen antigen di permukaan sel

Interaksi antara antigen dengan TCR Aktivasi sel T yang terjadi karena interaksi antara TCR dengan antigen memerlukan co-stimulator

I. Reaksi antigen-antibodi Konsep Lock and Key Terikat dengan ikatan non kovalen  reversibel

II. AFINITAS DAN AVIDITAS A. Afinitas Adalah kekuatan ikatan antara determinan antigenik tunggal dengan antibody combining site tunggal

Afinitas adalah konstanta keseimbangan yang menggambarkan reaksi antigen-antibodi. Umumnya, antibodi memiliki afinitas tinggi terhadap antigen yang sesuai

B. Aviditas Aviditas adalah semua kekuatan ikatan antara antigen dengan banyak determinan antigenik dengan antibodi multivalen. Aviditas dipengaruhi oleh valensi antibodi maupun antigen.  Aviditas bukan sekedar penjumlahan afinitas tiap-tiap ikatan

III. SPESIFISITAS & REAKSI SILANG  kemampuan antibody combining site tunggal untuk dapat bereaksi dengan satu determinan antigenik atau kemampuan populasi antibodi tertentu untuk bereaksi dengan satu jenis antigen . Antibodi dapat membedakan 1) struktur primer antigen, 2) bentuk isomer antigen, dan 3) struktur sekunder atau tersier antigen

B. Reaksi Silang (Cross reactivity)  kemampuan antibody combining site tunggal bereaksi terhadap lebih dari satu determinan antigenik atau  kemampuan populasi antibodi tertentu bereaksi dengan lebih dari satu jenis antigen sebab: 1. determinan antigenik umum 2. determinan antigenik antigen yang bereaksi silang berstruktur mirip

3. Rasio antigen-antibodi IV. A. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pengukuran reaksi antigen-antibodi 2. Aviditas Reaksi antara antigen multivalen dengan antibodi multivalen lebih stabil 1. Afinitas Afinitas >>> kestabilan interaksi >>> 4. Bentuk fisik antigen Partikulat  aglutinasi (clumping) terlarut  presipitasi setelah terbentuk kompleks dalam jumlah tertentu 3. Rasio antigen-antibodi tertentu berkaitan dengan ukuran kompleks antibodi

Uji Aglutinasi a.l. untuk : Penentuan golongan darah kualitatif Identifikasi adanya infeksi bakteri  kuantitatif dengan pengenceran seri (serial dilution) Aglutinin = antibodi yang dapat mengaglutinasi Ag Hemaglutinin  jika Ag yang diaglutinasi adalah eritrosit IgM merupakan aglutinin yang baik Peningkatan titer antibodi terhadap bakteri tertentu menunjukkan adanya infeksi bakteri

= pengenceran maksimum yang masih menunjukkan aglutinasi

Uji Presipitasi Imunodifusi Imunoelektroforesis RIA/ELISA - kompetitif - non kompetitif 4. Uji antigen yang berasosiasi dengan sel - imunofluoresens - Flow cytometry

IV.C. Precipitation tests Radial Immunodiffusion (Mancini) In radial immunodiffusion antibody is incorporated into the agar gel as it is poured and different dilutions of the antigen are placed in holes punched into the agar. As the antigen diffuses into the gel, it reacts with the antibody and when the equivalence point is reached a ring of precipitation is formed The diameter of the ring is proportional to the log of the concentration of antigen since the amount of antibody is constant. Thus, by running different concentrations of a standard antigen one can generate a standard cure from which one can quantitate the amount of an antigen in an unknown sample. Thus, this is a quantitative test. If more than one ring appears in the test, more than one antigen/antibody reaction has occurred. This could be due to a mixture of antigens or antibodies. This test is commonly used in the clinical laboratory for the determination of immunoglobulin levels in patient samples.

Immunoelectrophoresis In immunoelectrophoresis, a complex mixture of antigens is placed in a well punched out of an agar gel and the antigens are electrophoresed so that the antigen are separated according to their charge. After electrophoresis, a trough is cut in the gel and antibodies are added. As the antibodies diffuse into the agar, precipitin lines are produced in the equivalence zone when an antigen/antibody reaction occurs

Immunoelectrophoresis is used for the qualitative analysis of complex mixtures of antigens, although a crude measure of quantity (thickness of the line) can be obtained. This test is commonly used for the analysis of components in a patient' serum. Serum is placed in the well and antibody to whole serum in the trough. By comparisons to normal serum, one can determine whether there are deficiencies on one or more serum components or whether there is an overabundance of some serum component (thickness of the line). This test can also be used to evaluate purity of isolated serum proteins.

IV.C.3. Countercurrent electrophoresis In this test the antigen and antibody are placed in wells punched out of an agar gel and the antigen and antibody are electrophoresed into each other where they form a precipitation line This test only works if conditions can be found where the antigen and antibody have opposite charges. This test is primarily qualitative, although from the thickness of the band we can get some measure of quantity. Its major advantage is its speed.

IV.D. Radioimmunoassay (RIA)/Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) Radioimmunoassays (RIA) are assays that are based on the measurement of radioactivity associated with immune complexes. In any particular test, the label may be on either the antigen or the antibody. Enzyme Linked Immunosorbent Assays (ELISA) are those that are based on the measurement of an enzymatic reaction associated with immune complexes. In any particular assay, the enzyme may be linked to either the antigen or the antibody.

IV.D.1. Competitive RIA/ELISA for Ag Detection

IV.D.2. Noncompetitive RIA/ELISA for Ag or Ab

IV.E. Tests for Cell Associated Antigens IV.E.1. Immunofluorescence Immunofluorescence is a technique whereby an antibody labeled with a fluorescent molecule (fluorescein or rhodamine or one of many other fluorescent dyes) is used to detect the presence of an antigen in or on a cell or tissue by the fluorescence emitted by the bound antibody.

IV.E.1.a. Direct Immunofluorescence

IV.E.1.b. Indirect Immunofluorescence

Flow cytometry

terimakasih