Antigen & Antibodi

Putu Oky8/13/2014 1

Prinsip Utama Respon Imun1. Sistem imun harus mampu mengeliminasi mikroba

dengan pertahanan awal melalui sistem imun innate/ non spesifik

2. Sistem imun innate memberikan sinyal ke sistem imun adaptive / spesifik melalui mediator biologis (cth. Sitokin, kemokin)

3. Sel pada sistem imun adaptive/ spesifik mengenali secara spesifik Antigen (ikatan spesifik ligan dan reseptornya)

4. Pengenalan spesifik ini (ikatan Ag-Ab) bertujuan akhir untuk eliminasi mikroba yang masuk

5. Sistem imun adaptive memiliki memori untuk merespon terhadap pemaparan antigen primer/ terdahulu

8/13/2014 2

Sistem imun harus mampu membedakan antara self dan non

self menghindari terjadinya penyimpangan (autoimun

diseases)

8/13/2014 3

8/13/2014 4

SistemImun

Biochemical Barrier

Bawaan/innate/ non spesifik

Didapat/ Adaptive/ spesifik

Fagosit : sel MN, PMN

Sel NK

Sel mast

Basofil

Seluler

Komplemen

Sitokin

Kemokin

C-Reactive Protein

Hum

oral

Sel T : TH1, TH2,Tc

Sel B antibodi

Seluler H

umoral

Biochemical barrier

8/13/2014 5Male et al., 2006

ANTIGEN • Imunogen :Bahan atau molekul menginduksi aktivasi

komponen-komponen sistem imun dan mampu menimbulkanrespon imun

• Antigen : Substansi substansi yang dapat dikenali dan berikatansecara spesifik oleh reseptor pada limfosit (Sel B dan Sel T) (Male et al. 2006)

• Sel T mengenali fragmen antigen pada permukaan sel ygterinfeksi (antigen intraseluler)

• Sel B mengenali molekul antigen yang utuh (terlarut/ antigen ekstraseluler)

“Semua imunogen adalah antigen tetapi tidak semua antigen imunogenik”

8/13/2014 6

Struktur Antigen

8/13/2014 7

B-CELL

Antibodi

Iga Igb

a b

T-CELL

TCR

CD3

• Antigen dapat secara spesifik diikat oleh Ab atau reseptorsel T pada bagian yang disebut Epitop atau DeterminanAntigen

• Epitop akan dikenali oleh sel B (melalui Ab) dan sel T (melalui sel T reseptor/ TCR)

• Paratop : bagian dari Antibodi yg mengikat epitop

Antigen

Antigen

Ag

Ab larutEpitop

Epitop

APC

MHC II

Determinan Antigen

8/13/2014 8

Hapten

8/13/2014 9Dikenali oleh Antibodi

• Contoh hapten : uroshiol, penicillin, sulphonamid, aspirin, cosmetic, tranquillizers, neomycin

• Hapten : protein dg BM rendah yang bersifat non imunogenik imunogenik dg mengikat carier yg sesuai (cth. Keyhold limpet hemocyanin/ KLH; BSA, )

Klasifikasi Antigen• Antigen dikelompokkan berdasarkan :A. Klasifikasi berdasarkan asalnya :1. Antigen eksogen : konfigurasi yang disajikan kepada

tubuh dari luarcth : Mikroorganisme, pollen, obat, dsb

2. Antigen endogen : konfigurasi yang terdapat dalamtubuh host atau individu Hasil dari metabolismenormal selcth : antigen pada permukaan eritrosit (gol darah)

3. Autoantigen : merupakan protein normal ataukompleks protein (DNA/ RNA) yang dikenali olehsistem imun dari pasien yg menderita autoimundisease

8/13/2014 10

B. Berdasarkan ketergantungan terhadap sel T

1. Antigen Sel T Dependent (TD) :

Ag yg memerlukan sel Th untuk menstimulus respon sel B Ab

Mengandung protein dan memiliki imun memory

Memiliki banyak macam epitop

Cth : protein

2. Antigen Sel T Independent (TI) : Ag yg dapat menstimuli sel B tanpa sel Th

Mengandung ligan TLR atau Toy Like Receptors Memiliki beberapa epitop yang sama atau pengulangan epitop

Cth : polisakarida

8/13/2014 11

Faktor faktor yang mempengaruhi imunogenitas Antigen

a. Foreignness atau faktor keterasingan : substansi yang tidak pernahkontak dengan sistem imun dari ketika embriogenesis

b. Faktor fisik dan kimia antigen• Ukuran Molekul ( >10kD), tidak terlarut semakin imunogenik• Komposisi kimia dan strukutur protein yang menyusun antigen> semakin rumit struktur kimia, maka antigen tersebut dpt

tergolong imunogen yg poten> Gugus as amino aromatik (tirosin), derajat imunogen >>

c. Cara pemaparan antigen : intravena, subcutan, perm tubuh, dsbd. Degradibility : kemampuan dipecah2 oleh sistem imune. Sensitivitas metode yang digunakan untuk mengukur respons imun

sensitivitas immunoassayf. Faktor internal Host ; genetik, jenis kelamin, umur, Kondisi sistem

imun hosth. Dosis paparan antigen

8/13/2014 12

ANTIBODI

• Antibodi bentuk Y dan terdiri dari 4 rantai polipeptida

• Memiliki 2 antigen binding sites (Paratop) yang identik

• Antibodi dikenal pula sebagai imunoglobulin (Ig)

8/13/2014 13

Protein yang mengenali dan mengikat antigen dengan spesifisitas yang tinggi

Antibodi diproduksi oleh subset limfosityaitu sel BIkatan antara reseptor sel B (antibodi) dg

antigen yg dikenalinya menyebabkan sel B terstimulasi (aktivasi)Sel B yang terstimulasi dan terdiferensiasi

membentuk sel plasma sekresi antibodiAntibodi dapat ditemukan pada :

1. Cairan ekstraselular : plasma darah, getah bening, mukus, cairan jaringan

2. Permukaan sel B sbg reserptor Ag

8/13/2014 14

8/13/2014 15Male et al., 2006

Struktur Antibodi• Antibodi tersusun

atas:– 1 pasang (2 Light Chains/ Lc)

(rantai ringan) yang identik– 1 pasang (2 Heavy Chains/ Hc)

yang identik (rantai berat) yang membedakan antara antaraklas Ig

Pada masing2 Lc dan Hcmengandung :

– Variable Regions: 2 bagianujung dari lengan Y (Fab) fragment antigen binding)

– Constant Regions: (Fc) fragment crystallizable) berikatandengan komplemen atau sebagaireseptor sel

8/13/2014 16

Kuby, 2006

Struktur AntibodiKuby, 2007

8/13/2014 17

Bagaimana Antibodi dihasilkan

• Antibodi memiliki 2 bentuk :1. Ab terlarut atau Soluble : di sekresikan di

plasma darah dan cairan jaringan2. Ab terikat dengan membran : ditemukan

pada permukaan sel B reseptor sel B (BCR), monosit, makrofag, basofil, eosinofil, NK sel, dsb

• BCR berikatan dg antigen di sirkulasi mengaktifkan sel B sel plasma atauberdiferensiasi mjd sel B memori

8/13/2014 18

8/13/2014 19

Klas Imunoglobulin• Imunoglobulin (Ig) adalah kelompok glikoprotein• Pada Mamalia mengekspresikan 5 isotipe Ig

berbeda dari antibodi yaitu :1. IgG2.IgM3.IgA4.IgD dan5.IgE

• Isotipe atau klas Antibodi satu dengan lain diberbeda dalam ukuran, fungsi, susunan asamamino dan karbohidrat

• Perbedaan struktur antar isotipe terletak padasusunan molekul pd rantai berat/heavy chain

8/13/2014 20

• Tipe dari rantai berat akan menentukanklas dan subklas dari antibodi

• Masing-masing isotipe Ig memiliki 2 fungsi yang sama (kecuali Ig D), yaitu :

1. Mengenali dan mengikat antigen, dan2. Melakukan pembunuhan atau pemusnahan

kompleks imun yang terbentuk melaluimekanisme aktivasi efektor.

8/13/2014 21

Ig G

• Struktur: Monomer• IgG dalam serum antibodi : 80%• Lokasi: berbagai cairan tubuh : Darah, getah

bening, CSS, urine dan saluran pencernaan• Dapat ditransferkan dari maternal melalui

plasenta• Dapat bekerjasama dg komplemen opsonisasi

(jalur klasik)• Fungsi : meningkatkan fagositosis, menetralkan

toksin dan virus, melindungi fetus newborn• Terdapat 4 subklas : IgG1, IgG2, IgG3, dan IgG4• IgG meningkat : infeksi kronis dan autoimun8/13/2014 22

Ig M• M : makro-globulin• Struktur: Pentamer• Lokasi : darah, getah bening atau lymph,

permukaan sel B (monomer)• Dapat mengaktifkan komplemen (jalur klasik)• Fungsi : merupakan Ab pertama yang diproduksi

selama infeksi. Efektif dalam melawan mikrobadan mengaglutinasi Ag

• IgM dibentuk paling dahulu pada respon imunprimer

• IgM tinggi dlm darah umbilikus : infeksiintrauterin

• Produksi IgM berlebih : waldenstorm’smacroglobulinemia hiperviskositas darah

8/13/2014 23

Ig A• Struktur: Dimer• Lokasi: sekresi seromukus (air mata, saliva,

intestinum, dan ASI, kolostrum, sekret genitourinary) dlm btk IgA sekretori (sIgA)

• Tidak dapat ditransferkan dari maternal melalui plasenta

• Fungsi : melokalisasi proteksi pada permukaan mukosa, meningkatkan imunitas pada saluran pencernaan infant, IgA dlm serum dpt mengaglutinasi mikroba fagositosis

• Dapat mengaktifkan komplemen jalur alternatif8/13/2014 24

Ig D

• Struktur: Monomer• IgD dalam serum antibodi : 0.2% krn

sangat rentan thd degradasi oleh prosesproteolisik

• Tidak dapat ditransferkan dari maternal melaluiplasenta

• Fungsi : pada serum darah, fungsinya masihbelum diketahui. Pada sel B dapat menginisiasirespon imun reseptor Ag aktivasi sel B

• Ig D dapat berikatan dan mengaktifkan basofildan sel mast shg memproduksi faktorantimikroba pertahanan sistem respiratori

8/13/2014 25

Ig E

• Struktur: Monomer• Lokasi : darah dan berikatan dengan sel mast

dan basofil di seluruh tubuh krn sel tstmemiliki reseptor utk Fc dari IgE

• Tidak dapat ditransferkan dari maternal melaluiplasenta

• Fungsi : pada reaksi alergi akan meningkat, infeksi dari cacing (lisisnya cacing)

• IgE tinggi : infeksi cacing, diduga berperanpada imunitas parasit

• Peningkatan total serum IgE moderat : allergic rhinitis, allergic asthma, atopic dermatitis

8/13/2014 26

Light chain

Heavy chain

Ig M

Ig G Ig A

Ig E Ig D

8/13/2014 27

Kuby, 20078/13/2014 28

Defisiensi Antibodi imunodefisiensi

Defisiensi Ig G :Contoh : X-linked agammaglobulinemia – Bruton diseaseCommon variable immunodeficiency (CVID)

Defisiensi Ig M :Contoh :Primer : Kelainan genetik, toksin , severe bacterial infectionsSekunder :

• Lymphoid malignancies• Autoimmune disease• Protein-losing enteropathies• AIDS

8/13/2014 29

Defisiensi Ig A :• TORCH syndrome (Toxoplasmosis, Other viruses

[HIV, TB and HHV6], Rubella,Cytomegalovirus, Herpes simplex virus)

• Ataxia telangiectasia• Chronic mucocutaneous candidiasis• Celiac disease (CD)

Defisiensi Ig E :• Low serum levels of IgE immunodeficiency

including IgG subclass deficiencies and Bruton's hypogammaglobulinemia

8/13/2014 30

Tabel pembeda ImunogobulinJenis

antibodiStruktur Fungsi Letak

Ig A Dimer -proteksi permu-kaan mukosa, - fagositosis, -destruksi parasit melalui ADCC

Sekret respiratoridan gastrointes-tinal

Ig D Monomer Pada sel B menginisiasi responimun aktivasi sel B

permukaan sel B sebagai molekulreseptor

Ig E Monomer -Meningkat pada reaksi alergi, infeksi dari cacing- Mencetuskan produksi mediator vasoaktif

Pada peredaranberikatan dengan selmast dan basofil

Ig G Monomer -meningkatkan fagositosis, -menetralkan toksin dan virus, -melindungi fetus newborn

berbagai cairan dansaluran pencernaan

Ig M Pentamer -merupakan Ab pertama yang diproduksi selama infeksi-Efektif dalam melawan mikrobadan mengaglutinasi Ag

darah, getah beningatau lymph, permukaan sel B(monomer) 318/13/2014

8/13/2014 32

Konsekuensi ikatan AgAb

8/13/2014 33

Kompleks Ag – Ab : dibentuk ketika antibodimengikat antigen yang dikenalinya1. Aglutinasi : Antibodi dapat menyebabkan antigen

(mikroba) menggumpal bersama sama

2. Opsonisasi: Antigen (mikroba) dilapisi oleh Abyang dapat meningkatkan penelanan mikroba danpelisisan oleh sel fagosit

3. Netralisasi : IgG menginaktifkan virus dengancara mengikat permukaannya dan menetralkantoksin melalui blocking sisi aktifnya

Konsekuensi dari Ikatan Antigen – Antibodi

8/13/2014 34

4. Antibody dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC): digunakan untukmenghancurkan organisme besar (e.g : cacing). Organisme target di lapisi denganantibodi dan di bombardir dengan komponenkimia dari sistem imun nonspesifik(mediator biologis)

5. Aktivasi komplemen: Baik IgG dan IgMdapat menstimulasi sistem komplemensehingga melisiskan sel mikroba dan terjadiinflamasi

8/13/2014 35

Destruction of Large Parasites by ADCC

8/13/2014 36

ADCC

. Sel yang memediasi ADCC : NK sel, monosit, Makarofag, neutrofil dan eosinofil sel efektor

8/13/2014 37

8/13/2014 38