SINTESIS ANTIBODI DWI WINARNI DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA

All immunoglobulins have a four chain structure as their basic unit All immunoglobulins have a four chain structure as their basic unit. They are composed of two identical light chains (23kD) and two identical heavy chains (50-70kD) The H and L chains and the two H chains are held together by inter-chain disulfide bonds and by non-covalent interactions Carbohydrates are attached to the CH2 domain in most immunoglobulins 1. Light Chain Domains - VL and CL 2. Heavy Chain Domains - VH, CH1 - CH3 (or CH4) C=constant region V=variable region =This is the region at which the arms of the antibody molecule forms a Y. there is some flexibility in the molecule at this point

Antibodies with different specificities (i. e Antibodies with different specificities (i.e. different combining sites) have different complementarity determining regions while antibodies of the exact same specificity have identical complementarity determining regions (i.e. CDR is the antibody combining site). Complementarity determining regions are found in both the H and the L chains.

Fab fragments contain the antigen binding sites of the antibody

F(ab’)2 is a fragment that contains both antigen binding sites . This fragment was called F(ab')2 because it is divalent. The Fc region of the molecule is digested into small peptides by pepsin. The F(ab')2 binds antigen but it does not mediate the effector functions of antibodies.

saat maturasi di bone marrow/ bursa fabricius ANTIBODI/IMUNOGLOBULIN Terikat membran soluble disekresikan saat maturasi di bone marrow/ bursa fabricius meningkat seiring diferensiasi menjadi sel plasma di jaringan limfoid sekunder

Perkembangan dan maturasi sel B

I. CIRI UMUM RESPONS ANTIBODI (=respons imun spesifik) Dapat membedakan self dan non self (Self/non-self discrimination) B. Mampu mengingat (Memory) C. Bekerja secara spesifik (Specificity )

Self/non-self discrimination Membedakan self dan non self serta hanya bereaksi dengan non self Memory Dapat mengingat antigen yang pernah kontak sebelumnya dan reaksi pada pertemuan berikutnya untuk antigen yang sama, “berbeda” Specificity Spesifitas reaksi sangat tinggi. Respons terhadap antigen tertentu , spesifik untuk antigen tersebut atau beberapa antigen dengan struktur yang sangat mirip

SINTESIS ANTIBODI Clearance antigen Kinetika respons antibodi terhadap antigen T-dependent Spesifitas respons primer dan sekunder Perubahan kualitatif antibodi pada respons primer dan sekunder

A. CLEARANCE ANTIGEN Kinetika clearance antigen dari tubuh setelah pemberian antigen untuk pertama kali

A.1. Clearance setelah injeksi pertama kali a) Fase Ekuilibrium - Fase penyeimbangan kadar antigen antara yang ada di intra dengan di ekstravaskular dengan difusi. Merupakan fase singkat. Antigen dalam bentuk partikulat tidak menunjukkan fase ini karena tidak dapat berdifusi melintas pembuluh darah b) Fase Catabolic decay – Fase saat sel host memetabolisme antigen. Umumnya antigen ditangani makrofag atau sel fagositik yang lain. Lama fase tergantung pada jenis antigen dan kondisi host c) Fase eliminasi imun- fase saat sintesis antibodi baru yang kemudian menghasikan kompleks antigen antibodi yang akan difagositosis dan digedradasi. Antibodi akan ditemukan di serum hanya setelah fase eliminasi selesai.

A.2. Clearance setelah injeksi kedua Jika sudah ada antibodi di serum, clearance lebih cepat. Jika di serum tidak ada antibodi, injeksi antigen kali kedua akan menunjukkan semua fase tetapi fase eliminasi timbul lebih cepat

B. Kinetika respons antibodi terhadap antigen T-dependent B.1. Primary antibody response =inductive or latent phase =exponential phase =steady state phase =decay phase

Antigen T-dependent Antigen T- independent Produksi antibodi terhadapnya memerlukan bantuan Th Terutama adalah antigen berupa protein virus, bakteri, rbc asing dan molekul pembawa hapten (hapten-carrier molecules) Antigen T- independent Produksi antibodi terhadapnya tidak memerlukan bantuan Th Terutama adalah antigen berupa polisakarida atau lipopolisakarida dengan unit penyusun berulang (kapsula bakteri) Respons lebih lemah dibanding respons terhadap antigen T-dependent

B.1. Respons primer (Primary (1o) Antibody response) Fase Inductive, latent or lag phase – fase pengenalan antigen. Sel mulai berproliferasi and berdifernsiasi. Lama fase berkisar 5-7 hari.. b) Log or Exponential Phase – fase terjadinya penigkatan eksponensial kadar antibodi seiring diferensiasi sel B menjadi sel plasma c) Plateau or steady-state phase – fase saat presentasi antigen selesai, tidak ada lagi produksi antibodi baru. Sisa antibodi didegradasi d) Decline or decay phase –laju degradasi meningkat. Kadar antibodi mencapai baseline

disebabkan oleh stimulasi Antigen Seleksi klon sel B disebabkan oleh stimulasi Antigen Lag phase Log phase

B.2. Respons Sekunder (Secondary (2o), memory or anamnestic response) a) Lag phase – Fase lag saat respons sekunder umumnya lebih singkat dibanding respons primer. b) Log phase - Fase log lebih cepat dan lebih tinggi kadar antibodi yang disintesis c) Steady state phase d) Decline phase – Fase penurunan tidak selalu cepat, antibodi dapat bertahan berbulan-bulan, bertahun-tahun atau bahkan sepanjang hidup

rapid log phase, higher antibody level Steady state phase B.2.Secondary antibody response Slower decline phase rapid log phase, higher antibody level Shorter lag phase

C. Spesifitas respons primer dan sekunder Umumnya respons sekunder terjadi untuk antigen yang sama, tetapi - meskipun merupakan perkecualian yang umumnya tidak signifikan - dapat pula terjadi antigen dengan struktur sangat mirip menghasilkan respons sekunder

D. Perubahan kualitatif antibodi selama respons primer dan sekunder kelas Ig Pada respons primer, kelas Ig dominan adalah IgM, sedangkan pada respons sekunder adalah IgG (atau IgA atau IgE).

2nd - to p24

Saat terjadi respons terhadap antigen T-dependent, terjadi pertukaran kelas Ig antigen (class switching), dari IgM ke kelas lain (kecuali IgD) class switching disebabkan oleh penataan ulang DNA (DNA rearrangement) yang terjadi pada Daerah switch site (Sμ) di intron antara VDJ regions dan gen Cμ dengan daerah switch site sebelum gen-gen pengatur daerah konstan rantai berat yang lain Karena gen VDJ yang sama tetap berada dekat dengan gen penyandi daerah konstan, dan karena spesifitas antibodi ditentukan oleh daerah hipervariabel  antibodi yang terbentuk setelah switching mempunyai spesifitas yang sama dengan antibodi sebelumnya.

D.2. Perubahan Afinitas Afinitas IgG pada respons sekunder meningkat secara progresif , terutama setelah pemberian dosis kecil (maturasi afinitas).

Maturasi afinitas Ig dapat terjadi melalui Seleksi klon (clonal selection) Mutasi somatik (somatic mutation)

S E L E K S I K L O N

Mutasi somatik Mutasi somatik terjadi setelah class switching sedemikian rupa sehingga mengubah afinitas antibodi menjadi lebih tinggi Mekanisme ????

D. 3. Perubahan aviditas – Peningkatan afinitas meningkatkan aviditas D. 4. Peningkatan terjadinya reaksi silang (Cross-reactivity)- Peningkatan afinitas meningkatkan reaksi silang yang dapat terdeteksi. Affinity of Ab for Ag    Early  Late Immunizing Ag  10-6  10-9 + ++ Cross reacting Ag  10-3 10-6 - Jika afinitas minimum 10-6 diperlukan untuk dapat mendeteksi reaksi, pada respons primer reaksi silang antigen-antibodi dengan afinitas 10-3 tidak dapat terdeteksi , namun pada respons berikutnya, saat afinitas antibodi 10-6 (1.000 kali), reaksi silang dapat terdeteksi

VALENSI DAN AVIDITAS INTERAKSI ANTIGEN-ANTIBODI VALENSI Ab atau Ag : monovalen, bivalen, dan polivalen AVIDITAS = AFINITAS FUNGSIONAL : Kekuatan antibodi dalam mengikat antigen polivalen. Aviditas dipengaruhi afinitas dan valensi Ab

Respons antibodi terhadap antigen T-independent Terutama IgM Tidak ada respons sekunder

Terdapat 2 tapak poli A (polyA sites) potensial dalam gen-gen penyandi Ig. Setelah ekson gen penyandi domain terakhir rantai H Setelah ekson gen penyandi domain transmembran Jika tapak poli A pertama digunakan  Ig disekresikan Jika tapak poli A kedua digunakan  Ig terikat membran Tetapi karena semua ekspresi kelas Ig menggunakan VDJ yang sama  spesifitas sama Semua gen penyandi bagian C memiliki 2 tapak poli A  setelah class switching Ig kelas berbeda dapat disekresikan atau diekspresikan di permukaan sel

Imunoglobulin dan Perkembangan Sintesis IgM dan IgA fetus dimulai bulan ke 5 Sel B imatur mengekspresikan IgM pada permukaan. IgM pada permukaan berupa monomer. Sel B matur mengekspresikan IgM dan IgD di permukaan Sel B teraktivasi mengalami class switching menjadi IgM+IgD, IgA, IgE, IgG, atau IgA & IgM, IgE & IgM, IgG & IgM, terutama dalam bentuk terikat membran Sel plasma dapat mensekresikan IgM, IgG, IgA, IgE (kecuali IgD) Sel memori mengekspresikan IgG, IgA, atau IgE, sejenis atau berkombinasi dengan IgM dengan afinitas yang lebih besar dibandingkan dengan Ig dari klon sel B asal

sampai topik berikutnya Terimakasih, sampai topik berikutnya