Immunoglobuline: Anticorpi Essenziali per la Difesa Immunitaria

Le immunoglobuline, anche conosciute come anticorpi, sono glicoproteine prodotte dal sistema immunitario in risposta alla presenza di antigeni ovvero sostanze estranee come batteri, virus, tossine che possono scatenare una risposta immunitaria.

Esse possono neutralizzare gli antigeni, come batteri, virus o tossine, impedendo loro di danneggiare le cellule o causare infezioni legandosi  specificamente agli antigeni, bloccandone l’attività o facilitando la loro eliminazione da parte del sistema immunitario.

Le immunoglobuline possono rivestire gli antigeni, rendendoli più riconoscibili per i fagociti come i macrofagi. Questo processo, chiamato opsonizzazione, facilita l’eliminazione degli antigeni da parte del sistema immunitario attraverso la fagocitosi.

Alcuni tipi di anticorpi, come l’IgM e l’IgG, possono attivare il sistema del complemento, un complesso sistema di proteine che può distruggere i patogeni direttamente o aiutare il sistema immunitario a riconoscerli e distruggerli in modo più efficace.

Le immunoglobuline e, in particolare l’IgE, possono stimolare le risposte infiammatorie. L’IgE è coinvolto nella risposta allergica, legandosi a mastociti e basofili e causando la liberazione di mediatori infiammatori, come l’istamina, che causano i sintomi allergici.

Gli anticorpi possono essere trasmessi da una persona immune a una persona suscettibile attraverso il trasferimento passivo dell’immunità. Ad esempio, una madre può trasmettere gli anticorpi al suo bambino attraverso il latte materno, offrendo protezione immediata contro una serie di infezioni.

Le immunoglobuline possono svolgere un ruolo nella regolazione delle risposte immunitarie, bilanciando la risposta infiammatoria e mantenendo l’omeostasi del sistema immunitario.

Struttura delle immunoglobuline

La struttura delle immunoglobuline è altamente specializzata per riconoscere e neutralizzare gli antigeni specifici, contribuendo alla risposta immunitaria. La loro struttura è composta da due componenti principali ovvero le catene pesanti e le catene leggere legate tramite legame covalente da ponti disolfuro presenti tra residui di cisteina le cui posizioni variano a seconda del tipo di anticorpo. Hanno una tipica forma di Y costituita da un gambo centrale e due bracci laterali.

Ogni immunoglobulina è costituita da due catene pesanti identiche, che contribuiscono alla maggior parte della struttura e delle funzioni dell’anticorpo. Esistono diversi tipi di catene pesanti, che determinano la classe o l’isotipo dell’anticorpo che sono composte da diverse regioni, tra cui la regione variabile, la regione costante, la regione cerniera e la regione di coda.

Ogni immunoglobulina ha anche due catene leggere, che sono più piccole delle catene pesanti. Le catene leggere possono essere di due tipi: catene leggere kappa (κ) o catene leggere lambda (λ). Le catene leggere sono simili alle catene pesanti, con regioni variabili (VL), regioni costanti (CL) e regioni di coda (FC).

Le regioni variabili, sia nelle catene pesanti che in quelle leggere, sono coinvolte nel riconoscimento e legame specifico degli antigeni e pertanto presentano una grande diversità e sono responsabili della specificità degli anticorpi per gli antigeni. Le regioni variabili contengono come regioni complementari determinanti dell’antigene coinvolte nel riconoscimento e nel legame specifico degli antigeni.

Le regioni costanti delle catene pesanti e leggere determinano la classe o l’isotipo dell’anticorpo e conferiscono alle immunoglobuline le loro caratteristiche funzionali specifiche.

La regione cerniera si trova tra le regioni variabili e costanti ed è presente solo nelle catene pesanti e fornisce flessibilità alla struttura dell’anticorpo, consentendo la corretta disposizione delle regioni variabili per il legame agli antigeni.

La regione di coda si trova nella parte inferiore della struttura a forma di Y dell’anticorpo ed è presente solo nelle catene pesanti. La regione di coda determina è la parte costante delle catene pesanti e determina l’isotipo dell’anticorpo

Isotipi di immunoglobuline

L’isotipo degli anticorpi si riferisce alla classe o sottoclasse di immunoglobuline a cui appartengono e determinati dalla sequenza e dalla struttura delle regioni costanti delle catene pesanti

Ogni isotipo di anticorpo ha una diversa struttura e funzione, consentendo al sistema immunitario di rispondere in modo specifico a diversi tipi di patogeni.

I principali isotipi di immunoglobuline includono l’immunoglobulina:

G (IgG) è l’isotipo più comune negli esseri umani che permette di controllare l’infezione dei tessuti corporei legando molti tipi di agenti patogeni quali virus, batteri e funghi

A (IgA) è abbondante nelle secrezioni mucose, come latte materno, saliva, lacrime, secrezioni genitourinarie, muco intestinale e bronchiale, e rappresentano un importante mezzo di difesa contro le infezioni locali, impedendo la colonizzazione da parte dell’agente patogeno.

M (IgM) è il primo isotipo di anticorpo prodotto durante una risposta immunitaria primaria. È particolarmente efficace nella neutralizzazione di patogeni e nell’attivazione del sistema del complemento e nella neutralizzazione di patogeni. svolge un ruolo importante e nell’attivazione del sistema del complemento

E (IgE) è coinvolta nelle reazioni allergiche e nella difesa contro i parassiti. Si lega ai recettori dei mastociti e dei basofili, stimolando la loro degranulazione e il rilascio di mediatori infiammatori.

D (IgD) è presente in quantità molto basse nel sangue e ha funzione di rimanere adesa alla membrana plasmatica del linfocita immaturo e di permettere così la sua attivazione una volta che siano venute a contatto con l’antigene per il quale sono specifiche.

Scoperta delle immunoglobuline

La scoperta delle immunoglobuline, o anticorpi, è dovuta a diversi scienziati che hanno contribuito nel corso del tempo.

Il medico tedesco Emil von Behring è considerato uno dei pionieri nello studio degli anticorpi. Nel 1890, von Behring dimostrò che il siero del sangue di un animale immunizzato poteva trasferire l’immunità a un altro animale, proteggendolo dalla difterite. Per questa scoperta, ricevette il primo premio Nobel per la medicina nel 1901.

Il chimico e immunologo tedesco Paul Ehrlich sviluppò la teoria della catena laterale, secondo la quale gli anticorpi sono molecole che si legano in modo specifico agli antigeni. Egli coniò il termine “anticorpo” e introdusse il concetto di “reazione antigene-anticorpo”.

Il biochimico americano Michael Heidelberger fu un pioniere nell’utilizzo di metodi chimici per studiare le proprietà degli anticorpi. Nel corso degli anni ’30 e ’40, Heidelberger sviluppò metodi per purificare e caratterizzare gli anticorpi, aprendo la strada per ulteriori ricerche sulla struttura e la funzione degli anticorpi.

Negli anni ’50 e ’60, i biochimici britannici Rodney R. Porter e Gerald M. Edelman condussero importanti studi sulla struttura delle immunoglobuline. Porter utilizzò tecniche di digestione enzimatica per identificare le regioni di un’immunoglobulina coinvolte nel legame agli antigeni, mentre Edelman identificò la struttura a catena leggera e pesante delle immunoglobuline.

Nel 1975, gli immunologi César Milstein e Georges Köhler svilupparono la tecnologia per la produzione degli ibridomi, cellule che combinano le caratteristiche delle cellule B del sistema immunitario con la capacità di proliferare in modo indefinito. Questa tecnica, nota come tecnologia degli anticorpi monoclonali, consentì la produzione di anticorpi specifici in grandi quantità e rivoluzionò la ricerca e le applicazioni biomediche.

Grazie ai loro sforzi, oggi possediamo una vasta conoscenza sul ruolo e l’importanza delle immunoglobuline nel sistema immunitario e nella protezione dell’organismo dalle malattie.