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Epítopo

Un epítopo , también conocido como determinante antigénico , es la parte de un antígeno que es reconocida por el sistema inmunológico , específicamente por anticuerpos , células B o células T. La parte de un anticuerpo que se une al epítopo se llama paratopo . Aunque los epítopos suelen ser proteínas ajenas , las secuencias derivadas del huésped que pueden reconocerse (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 paratopo. [2] Los epítopos conformacionales y lineales interactúan con el paratopo según la conformación 3-D adoptada por el epítopo, que está determinada por las características de la superficie de los residuos del epítopo involucrados y la forma o estructura terciaria de otros segmentos del antígeno. Un epítopo conformacional está formado por la conformación 3-D adoptada por la interacción de residuos de aminoácidos no contiguos. Por el contrario, un epítopo lineal está formado por la conformación 3-D 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 estructura primaria para adoptar la conformación 3-D 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 antígeno , donde se unen a moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC). En los seres humanos, las células presentadoras de antígeno profesionales están especializadas para 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 glicolípidos .

Epítopos de células B

La parte del antígeno a la que se unen la inmunoglobulina o los anticuerpos se denomina 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 de epítopos adicionales cuando se considera la estructura cuaternaria. [13] Los epítopos que se enmascaran cuando las subunidades de proteínas se agregan se denominan criptotopos . [13] Los neotopos son epítopos que solo se reconocen mientras 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. El sistema inmunitario aprovecha esta propiedad para regular la respuesta inmunitaria mediante anticuerpos antiidiotípicos (propuestos originalmente por el premio Nobel Niels Kaj Jerne ). Si un anticuerpo se une al epítopo de un antígeno, el paratopo podría convertirse en el epítopo de otro anticuerpo que se unirá a él. Si este segundo anticuerpo es de la clase IgM, su unión puede aumentar la respuesta inmunitaria; si el segundo anticuerpo es de la clase IgG, su unión puede disminuir la respuesta inmunitaria. [ cita requerida ]

Mapeo de epítopos

Epítopos de células T

Los epítopos de MHC de clase I y II se pueden predecir de manera confiable 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 mayor rendimiento predictivo que 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 las 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 mapear estructuralmente epítopos incluyen cristalografía de rayos X , resonancia magnética nuclear y microscopía electrónica . [20] La cristalografía de rayos X de complejos Ag-Ab se considera una forma precisa de mapear estructuralmente epítopos. [20] La resonancia magnética nuclear se puede utilizar para mapear epítopos utilizando datos sobre el complejo Ag-Ab. [20] Este método no requiere la formación de cristales, pero solo puede funcionar en pequeños péptidos y proteínas. [20] La microscopía electrónica es un método de baja resolución que puede localizar epítopos en antígenos más grandes como partículas de virus. [20]

Los métodos para mapear funcionalmente epítopos a menudo utilizan 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 en el mismo sitio. [20] Otra técnica implica 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/sitio-dirigidas en residuos individuales para mapear epítopos. [20] El mapeo de epítopos de células B se puede utilizar para el desarrollo de terapias de anticuerpos, vacunas basadas en péptidos y herramientas de inmunodiagnóstico. [20] [22]

Etiquetas de epítopos

Los epítopos se utilizan a menudo en proteómica y en el estudio de otros productos genéticos. Mediante técnicas de ADN recombinante, las secuencias genéticas que codifican epítopos que son reconocidos por anticuerpos comunes se pueden fusionar al gen. Después de la síntesis , la etiqueta de epítopo resultante permite que el anticuerpo encuentre la proteína u otro producto genético, lo que permite técnicas de laboratorio para la localización, purificación y caracterización molecular adicional. Los epítopos comunes utilizados para este propósito son Myc-tag , HA-tag , FLAG-tag , GST-tag , 6xHis , [23] V5-tag y OLLAS. [24] Los péptidos también pueden unirse mediante proteínas que forman enlaces covalentes con el péptido, lo que permite una inmovilización irreversible. [25] Estas estrategias también se han aplicado con éxito al desarrollo de diseños de vacunas "centrados en epítopos". [26] [27]

Vacunas basadas en epítopos

La primera vacuna basada en epítopos fue desarrollada en 1985 por Jacob et al. [28] Las vacunas basadas en epítopos estimulan las respuestas inmunes humorales y celulares utilizando epítopos aislados de células B o T. [28] [22] [17] Estas vacunas pueden utilizar múltiples epítopos para aumentar su eficacia. [28] Para encontrar epítopos para usar en la vacuna, a menudo se utiliza el mapeo in silico . [28] Una vez que se encuentran los epítopos candidatos, las construcciones se diseñan y se prueban para determinar la eficiencia de la vacuna. [28] Si bien las vacunas basadas en epítopos son generalmente seguras, un posible efecto secundario son las tormentas de citocinas. [28]

Determinante neoantigénico

Un determinante neoantigénico es un epítopo de un neoantígeno , que es un antígeno recién formado que no ha sido reconocido previamente por el sistema inmunológico. [29] Los neoantígenos a menudo se asocian con antígenos tumorales y se encuentran en células oncogénicas. [30] Los neoantígenos y, por extensión, los determinantes neoantigénicos se pueden formar 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 separados y específicos . [ cita requerida ]

Véase también

Referencias

  1. ^ Mahmoudi Gomari, Mohammad; Saraygord-Afshari, Neda; Farsimadan, Marziye; Rostami, Neda; Aghamiri, Shahin; Farajollahi, Mohammad M. (1 de diciembre de 2020). "Oportunidades y desafíos de las técnicas de purificación de proteínas asistidas por etiquetas: aplicaciones en la industria farmacéutica". Avances en biotecnología . 45 : 107653. doi : 10.1016/j.biotechadv.2020.107653. PMID  33157154. S2CID  226276355.
  2. ^ Huang J, Honda W (abril de 2006). "CED: una base de datos de epítopos conformacionales". BMC Immunology . 7 : 7. doi : 10.1186/1471-2172-7-7 . PMC 1513601 . PMID  16603068. 
  3. ^ Anfinsen CB (julio de 1973). "Principios que gobiernan el plegamiento de las cadenas proteínicas". Science . 181 (4096): 223–230. Bibcode :1973Sci...181..223A. doi :10.1126/science.181.4096.223. PMID  4124164.
  4. ^ Bergmann CC, Tong L, Cua R, Sensintaffar J, Stohlman S (agosto de 1994). "Efectos diferenciales de los residuos flanqueantes en la presentación de epítopos de péptidos quiméricos". Journal of Virology . 68 (8): 5306–10. doi :10.1128/JVI.68.8.5306-5310.1994. PMC 236480 . PMID  7518534. 
  5. ^ Bergmann CC, Yao Q, Ho CK, Buckwold SL (octubre de 1996). "Los residuos flanqueantes alteran la antigenicidad y la inmunogenicidad de los epítopos de CTL multiunidades". Journal of Immunology . 157 (8): 3242–9. doi : 10.4049/jimmunol.157.8.3242 . PMID  8871618. S2CID  24717835.
  6. ^ Briggs S, Price MR, Tendler SJ (1993). "Fina especificidad del reconocimiento de anticuerpos de mucinas epiteliales asociadas a carcinoma: unión de anticuerpos a epítopos de péptidos sintéticos". Revista Europea del Cáncer . 29A (2): 230–7. doi :10.1016/0959-8049(93)90181-E. PMID  7678496.
  7. ^ Craig L, Sanschagrin PC, Rozek A, Lackie S, Kuhn LA, Scott JK (agosto de 1998). "El papel de la estructura en la reactividad cruzada de anticuerpos entre péptidos y proteínas plegadas". Journal of Molecular Biology . 281 (1): 183–201. doi :10.1006/jmbi.1998.1907. PMID  9680484.
  8. ^ Ferdous, Saba; Kelm, Sebastian; Baker, Terry S.; Shi, Jiye; Martin, Andrew CR (1 de octubre de 2019). "Epítopos de células B: discontinuidad y análisis conformacional". Inmunología molecular . 114 : 643–650. doi :10.1016/j.molimm.2019.09.014. PMID  31546099. S2CID  202747810.
  9. ^ Steers NJ, Currier JR, Jobe O, Tovanabutra S, Ratto-Kim S, Marovich MA, et al. (junio de 2014). "Diseño de las regiones flanqueantes de epítopos para la generación óptima de epítopos CTL". Vaccine . 32 (28): 3509–16. doi :10.1016/j.vaccine.2014.04.039. PMID  24795226.
  10. ^ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Biología molecular de la célula (4.ª ed.). Nueva York: Garland Science. pág. 1401. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  11. ^ abcdef Sanchez-Trincado, Jose L.; Gomez-Perosanz, Marta; Reche, Pedro A. (2017). "Fundamentos y métodos para la predicción de epítopos de células T y B". Journal of Immunology Research . 2017 : 1–14. doi : 10.1155/2017/2680160 . PMC 5763123 . PMID  29445754. 
  12. ^ El-Manzalawy Y, Honavar V (noviembre de 2010). "Avances recientes en métodos de predicción de epítopos de células B". Immunome Research . 6 (Supl 2): ​​S2. doi : 10.1186/1745-7580-6-S2-S2 . PMC 2981878 . PMID  21067544. 
  13. ^ abcde Regenmortel, Marc HV (2009). "¿Qué es un epítopo de célula B?". Protocolos de mapeo de epítopos . Métodos en biología molecular. Vol. 524. págs. 3–20. doi :10.1007/978-1-59745-450-6_1. ISBN 978-1-934115-17-6. Número de identificación personal  19377933.
  14. ^ Koren, E.; Groot, Anne De; Jawa, V.; Beck, K.; Boone, T.; Rivera, D.; Li, L.; Mytych, D.; Koscec, M.; Weeraratne, D.; Swanson, S.; Martin, W. (1 de enero de 2007). "Validación clínica de la predicción 'in silico' de inmunogenicidad de una proteína terapéutica recombinante humana". Instituto de Inmunología e Informática, Publicaciones de la Facultad . 124 (1): 26–32. doi :10.1016/j.clim.2007.03.544. PMID  17490912. S2CID  12867280.
  15. ^ De Groot, Anne S.; Martin, William (mayo de 2009). "Reducción del riesgo, mejora de los resultados: bioingeniería de terapias proteicas menos inmunogénicas". Inmunología clínica . 131 (2): 189–201. doi :10.1016/j.clim.2009.01.009. PMID  19269256.
  16. ^ Peters, Bjoern; Nielsen, Morten; Sette, Alessandro (26 de abril de 2020). "Predicciones de epítopos de células T". Revisión anual de inmunología . 38 (1): 123–145. doi :10.1146/annurev-immunol-082119-124838. PMC 10878398 . PMID  32045313. S2CID  211085860. 
  17. ^ ab Ahmad, Tarek A.; Eweida, Amrou E.; El-Sayed, Laila H. (diciembre de 2016). "Mapeo de epítopos de células T para el diseño de vacunas potentes". Vaccine Reports . 6 : 13–22. doi :10.1016/j.vacrep.2016.07.002.
  18. ^ Dezfulian MH, Kula T, Pranzatelli T, Kamitaki N, Meng Q, Khatri B, Perez P, Xu Q, Chang A, Kohlgruber AC, Leng Y, Jupudi AA, Joachims ML, Chiorini JA, Lessard CJ, Farris AD, Muthuswamy SK, Warner BM, Elledge SJ (diciembre de 2023). "TScan-II: una plataforma a escala del genoma para la identificación de novo de epítopos de células T CD4+". Cell . 186 (25): 5569–86. doi : 10.1016/j.cell.2023.10.024 . PMID  38016469.
  19. ^ Kula T, Dezfulian MH, Wang CI, Abdelfattah NS, Hartman ZC, Wucherpfennig KW, Lyerly HK, Elledge SJ (agosto de 2019). "T-Scan: un método de todo el genoma para el descubrimiento sistemático de epítopos de células T". Cell . 178 (4): 1016–28. doi :10.1016/j.cell.2019.07.009. PMC 6939866 . PMID  31398327. 
  20. ^ abcdefghij Potocnakova, Lenka; Bhide, Mangesh; Pulzova, Lucia Borszekova (2016). "Introducción al mapeo de epítopos de células B y predicción in silico de epítopos". Revista de investigación inmunológica . 2016 : 1–11. doi : 10.1155/2016/6760830 . PMC 5227168 . PMID  28127568. 
  21. ^ Davidson, Edgar; Doranz, Benjamin J. (septiembre de 2014). "Un enfoque de mutagénesis shotgun de alto rendimiento para mapear epítopos de anticuerpos de células B". Inmunología . 143 (1): 13–20. doi :10.1111/imm.12323. PMC 4137951 . PMID  24854488. 
  22. ^ ab Ahmad, Tarek A.; Eweida, Amrou E.; Sheweita, Salah A. (2016). "Mapeo de epítopos de células B para el diseño de vacunas y diagnósticos efectivos". Ensayos en Vacunología . 5 : 71–83. doi : 10.1016/j.trivac.2016.04.003 .
  23. ^ Park HR, Cockrell LM, Du Y, Kasinski A, Havel J, Zhao J, Reyes-Turcu F, Wilkinson KD, Fu H (2008). "Interacciones proteína-proteína". En Walker J, Rapley R (eds.). Manual de métodos biológicos moleculares (2.ª ed.). Humana Press. pp. 463–494, véase p. 467. doi :10.1007/978-1-60327-375-6. ISBN 978-1-60327-374-9.
  24. ^ Novus, Biologicals. "OLLAS Epitope Tag". Novus Biologicals . Consultado el 23 de noviembre de 2011 .
  25. ^ Zakeri B, Fierer JO, Celik E, Chittock EC, Schwarz-Linek U, Moy VT, Howarth M (marzo de 2012). "Etiqueta peptídica que forma un enlace covalente rápido con una proteína mediante la ingeniería de una adhesina bacteriana". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 109 (12): E690–7. Bibcode :2012PNAS..109E.690Z. doi : 10.1073/pnas.1115485109 . PMC 3311370 . PMID  22366317. 
  26. ^ Correia BE, Bates JT, Loomis RJ, Baneyx G, Carrico C, Jardine JG, et al. (marzo de 2014). "Prueba de principio para el diseño de vacunas centradas en epítopos". Nature . 507 (7491): 201–6. Bibcode :2014Natur.507..201C. doi :10.1038/nature12966. PMC 4260937 . PMID  24499818. 
  27. ^ McBurney SP, Sunshine JE, Gabriel S, Huynh JP, Sutton WF, Fuller DH, et al. (junio de 2016). "Evaluación de la protección inducida por una vacuna de ADN/estructura de proteína del dominio III de la envoltura del virus del dengue serotipo 2 en primates no humanos". Vacuna . 34 (30): 3500–7. doi :10.1016/j.vaccine.2016.03.108. PMC 4959041 . PMID  27085173. 
  28. ^ abcdef Parvizpour, Sepideh; Pourseif, Mohammad M.; Razmara, Jafar; Rafi, Mohammad A.; Omidi, Yadollah (junio de 2020). "Diseño de vacunas basado en epítopos: una descripción general integral de los enfoques bioinformáticos". Drug Discovery Today . 25 (6): 1034–42. doi :10.1016/j.drudis.2020.03.006. PMID  32205198. S2CID  214629963.
  29. ^ Hans-Werner V (2005). "Productos químicos formadores de neoantígenos". Referencia enciclopédica de inmunotoxicología . p. 475. doi :10.1007/3-540-27806-0_1063. ISBN 978-3540441724.
  30. ^ Neoantígeno. (sin fecha) Diccionario médico de Mosby, octava edición. (2009). Consultado el 9 de febrero de 2015 en Medical Dictionary Online.

Enlaces externos

Métodos de predicción de epítopos

Bases de datos de epítopos