Het immuunsysteem en de immuniteit bij varkens

De typische structuur van een immuunglobuline bestaat uit twee zware ketens (H: “heavy” / "zwaar") en twee lichte ketens (L: "licht") gebonden door disulfide bindingen. Beide ketens hebben twee gedeelten, een constant gebied (C) en een variabel gebied (V).
De H- en L-ketens hebben gebieden of domeinen waar het eiwit vouwt om een globulair gebied te vormen, respectievelijk VH, CH en VL, CL genoemd. Zware ketens worden gevormd door een variabel deel en drie of vier constante domeinen (CH1, CH2, CH3 en CH4). De variabele domeinen hebben zeer variabele regio's die "complementaire bepalende gebieden" (CDR) worden genoemd die de antigeen-specifieke plaats van elk antilichaam vertegenwoordigen (dit zijn de kleine kuiltjes aan het uiteinde van de variabele delen in figuur 1).
Er is een scharnier tussen CH1 en CH2 (het groene S-vormige molecuul in figuur 1) die de flexibiliteit van Ig-moleculen mogelijk maakt. Het oplossen van het scharniergebied met proteasen leidt tot twee Fab-fragmenten (die de antigeenbindingsplaats bevatten) en één Fc (kristalliseerbaar Fragment) dat betrokken is bij de antilichaamfuncties.
CH2- en CH3-domeinen zijn de bindingsplaatsen voor de Fc-receptoren, terwijl CH1-CL-domeinen het complementfragment C4b binden en het CH2-domein de factor C1q van het complement bindt.
Een ziektekiem / pathogeen heeft verschillende oppervlakte epitopen (ook wel antigeen genoemd); tijdens een infectie zullen verschillende antilichamen worden geproduceerd en elk antilichaam zal binden aan zijn specifieke epitopen op het pathogeen.
De verschillende aminozuursequenties van het constante zware ketengebied karakteriseren verschillende klassen van antilichamen of isotypen (Figuur 2): IgD (zware keten δ), IgM (zware keten μ), IgG (zware keten y), IgA (zware keten α) en IgE (zware keten ε). IgM worden gesecreteerd als pentameren en IgA als dimeren.

De verschillende antilichamen zijn de effectoren van humorale immuniteit tegen infectieuze agentia en daarom zijn ze in hoge concentraties aanwezig in serum en in andere biologische vloeistoffen (mucosale secreties (bijvoorbeeld speeksel), melk, colostrum, enz.). De defensieve rol van antilichamen is te wijten aan verschillende mechanismen (beschreven in het tweede deel van het artikel)

IgG-immunoglobulinen zijn in grotere hoeveelheden aanwezig in serum en in extravasculaire ruimten. IgG is voornamelijk betrokken bij de systemische verdedigingsreactie. Ze zijn effectief in de neutralisatie van virussen, in de interactie met de C1-fractie van complement en in het activeren van de complementcascade met opsonisatie en fagocytose van pathogenen. Bovendien bevorderen ze het doden van geïnfecteerde cellen door middel van antilichaam-afhankelijke cellulaire cytotoxiciteit (ADCC-reacties). Het varken heeft zes IgG-subklassen, van IgG1 tot IgG6.
IgM-monomeren zijn gehecht aan het B-celoppervlak en hebben een rol als B-cel receptor (BCR) voor herkenning van B-celantigeen. De uitgescheiden IgM-vorm is een pentameer met een cirkelvorm waarin vijf monomeersubeenheden samen worden gehouden met disulfidebindingen en een J-keten.

IgM is het eerste gesynthetiseerde immunoglobuline bij het eerste contact met het antigeen. Het wordt voornamelijk uitgescheiden in de primaire humorale immuunrespons als een eerste en belangrijke afweer tegen virale en bacteriële infecties. Specifiek IgM tegen een pathogeen in het serum duidt op recente/acute infectie. Ze worden ook tijdens de secundaire respons afgescheiden, maar in een kleinere hoeveelheid. In deze vorm bevinden de Fc-gebieden zich in het centrum met tien antigeenbindingsplaatsen aan de periferie. IgM kunnen meer moleculen van het C1-fragment binden voor de klassieke route en zijn zeer efficiënt in het activeren van complement voor opsonisatie, evenals in de neutralisatie en agglutinatie van virussen.

De zogenaamde natuurlijke IgM-antilichamen (NA: "Natural Antibodies" - IgM) worden geproduceerd door enkele subsets van B-lymfocyten die mogelijk een rol spelen als eerstelijns verdediging tegen de systemische verspreiding van infectieuze agentia.
IgA is de overheersende Ig-klasse in secreties (speeksel, mucus, tranen, colostrum, melk) op mucosale oppervlakken en voorkomt de penetratie en kolonisatie van pathogenen.

IgE is aanwezig in een lage concentratie in het bloed. Zij zijn specifiek betrokken bij type I overgevoeligheid en bij de verdediging tegen parasieten. IgD-monomeer speelt een hoofdrol als BCR.

Vertaald uit het Engels. Oorspronkelijk artikel van de Universiteit van Parma, afdeling immunologie, Italië, 17 oktober 2017.