Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

24.6: Çapraz reaktivite
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Cross-reactivity
 
TRANSCRIPT

24.6: Cross-reactivity

24.6: Çapraz reaktivite

Overview

The ability of a single antibody to recognize multiple structurally similar epitopes is an important immune defense strategy that enables the host to efficiently defend against many potentially threatening pathogens. However, cross-reactivity also elicits allergy symptoms against related allergens. It is increasingly important to understand the principles of cross-reactivity, as antibodies are actively being developed as therapeutic modalities for diverse diseases, including cancer.

Structurally Similar Epitopes May Be Found on Different Antigens

Antibodies can initiate an immune response by binding to specific structures on the surface of pathogens or other foreign elements. By definition, anything that is bound by an antibody, and subsequently elicits an immune response, is called an antigen. Often, antigens are proteins on the surface of viruses, bacteria, fungi, and protozoan invaders. The specific sequence of amino acids that is recognized by the antibody is called an epitope. Most epitopes are only 5-6 amino acids long. As such, a single antigen may present several distinct epitopes. Cross-reactivity occurs when two distinct epitopes are structurally similar, and hence are recognized by the same antibody.

Cross-Reactivity Facilitates Immunity against Related Pathogen Strains

A major benefit of antibody cross-reactivity is that it provides cross-protective immunity to related pathogens. When a circulating antibody recognizes a viral or bacterial pathogen that it has encountered previously, it mounts a rapid immune response and targets the pathogen for destruction. This process is called immunological memory. Cross-reactivity allows the same antibody to recognize and provoke a similarly robust immune response to a closely related but previously unencountered antigen. In this way, a less specific antibody provides broad-spectrum immunity despite antigenic variation in pathogens.

Cross-Reactivity Can Increase the Number of Allergens

An allergy occurs when antibodies recognize antigens from benign sources (e.g., foods, plants, animals) as invading pathogens and inappropriately mount an immune response against them. In the case of an allergy, the antigen is called an allergen. Antibody cross-reactivity can, unfortunately, increase the number of allergens that an allergic person reacts to. While the initial allergic reaction was induced against a specific allergen (e.g., walnut), cross-reactivity lets the immune system act against additional, structurally similar allergens (e.g., pecan). These allergens may be similar in nature, such as shrimp and lobster, or unrelated, such as banana and latex. Yet they present structurally similar epitopes and therefore induce an immune response that is mediated by the same antibody.

Vaccination with a Cross-Reactive Antibody May Curb Several Deadly Forms of Ebola

Ebola is an often deadly disease that is caused by the Ebola virus. Four of the six Ebola species are pathogenic to humans. The virus spreads easily by transmission of body fluids and causes local outbreaks. Only in recent years have researchers developed a vaccine against the Zaire strain of the Ebola virus. The vaccine successfully protected health workers in an acute Ebola outbreak in the Democratic Republic of the Congo in 2018. The vaccine needs to undergo additional testing to demonstrate its safety but is a hopeful candidate for preventing the Zaire strain of Ebola virus causing disease.

In the meantime, researchers continue to identify antibodies that confer broad immunity against Ebola virus. For that purpose, scientists sampled and characterized human antibodies from survivors of an Ebola outbreak. They identified two antibodies that cross-react against multiple species of the Ebola virus. This discovery might lead to the development of a broad-scale vaccine against the Ebola virus.

Genel bakış

Tek bir antikor yeteneği birden fazla yapısal olarak benzer epitoplar tanımak için ev sahibi verimli birçok potansiyel tehdit patojenlere karşı savunmak sağlayan önemli bir bağışıklık savunma stratejisidir. Ancak, çapraz reaktivite de ilgili alerjenlere karşı alerji belirtileri ortaya çıkarır. Antikorlar aktif olarak kanser de dahil olmak üzere çeşitli hastalıklar için terapötik yöntemler olarak geliştirilmektedir gibi çapraz reaktivite ilkelerini anlamak için giderek daha önemlidir.

Yapısal Olarak Benzer Epitoplar Farklı Antijenlerde Bulunabilir

Antikorlar patojenler veya diğer yabancı elementlerin yüzeyinde belirli yapılara bağlanarak bir bağışıklık yanıtı başlatabilir. Tanım olarak, bir antikor ile bağlı olan ve daha sonra bir bağışıklık yanıtı ortaya çıkarır şey, bir antijen denir. Genellikle, antijenler virüsler, bakteriler, mantarlar ve protozoon istilacılar yüzeyinde proteinlerdir. Antikor tarafından tanınan amino asitlerin belirli bir dizi bir epitop denir. Epitoponların çoğu sadece 5-6 amino asit uzunluğundadır. Bu nedenle, tek bir antijen birkaç farklı epitops sunabilir. Çapraz reaktivite, iki farklı epitopun yapısal olarak benzer olması ve dolayısıyla aynı antikor tarafından tanınması ile oluşur.

Çapraz Reaktivite İlgili Patojen Suşlarına Karşı Bağışıklığı Kolaylaştırır

Antikor çapraz reaktivite önemli bir yararı ilgili patojenler için çapraz koruyucu bağışıklık sağlar. Dolaşan bir antikor daha önce karşılaştığı viral veya bakteriyel patojeni tanıdığında, hızlı bir bağışıklık yanıtı bağlar ve yok oluşiçin patojeni hedefler. Bu süreç immünolojik bellek denir. Çapraz reaktivite, aynı antikorun yakından ilişkili ancak daha önce karşılaşmamış bir antijene benzer şekilde sağlam bir bağışıklık yanıtını tanımasını ve kışkırtmasını sağlar. Bu şekilde, daha az spesifik bir antikor patojenlerde antijenik varyasyonrağmen geniş spektrumlu bağışıklık sağlar.

Çapraz Reaktivite Alerjenlerin Sayısını Artırabilir

Bir alerji, antikorların iyi huylu kaynaklardan (örneğin, gıdalar, bitkiler, hayvanlar) antijenleri istilacı patojenler olarak tanıması ve onlara karşı uygunsuz bir bağışıklık yanıtı takması sonucu ortaya çıkar. Bir alerji durumunda, antijen bir alerjen denir. Antikor çapraz reaktivite, ne yazık ki, alerjik bir kişinin tepki alerjenlerin sayısını artırabilir. İlk alerjik reaksiyon belirli bir alerjene (örneğin, ceviz) karşı indüklenmiş olsa da, çapraz reaktivite bağışıklık sisteminin ek, yapısal olarak benzer alerjenlere (örneğin, pekan) karşı hareket sağlar. Bu alerjenler doğada benzer olabilir, karides ve ıstakoz gibi, ya da ilgisiz, muz ve lateks gibi. Ancak yapısal olarak benzer epitoplar mevcut ve bu nedenle aynı antikor aracılık bir bağışıklık yanıtı neden.

Bir Cross-Reaktif Antikor ile Aşılama Ebola Birkaç Ölümcül Formları Frenlemek Olabilir

Ebola Ebola virüsü neden olduğu genellikle ölümcül bir hastalıktır. Altı Ebola türünün dördü insanlar için patojeniktir. Virüs vücut sıvılarının bulaşması ile kolayca yayılır ve yerel salgınlara neden olur. Sadece son yıllarda araştırmacılar Ebola virüsüZaire suş karşı bir aşı geliştirdik. Aşı, 2018 yılında Kongo Demokratik Cumhuriyeti'nde akut Ebola salgınında sağlık çalışanlarını başarıyla korudu. Aşı nın güvenliğini göstermek için ek testlerden geçmesi gerekiyor ancak hastalığa neden olan Ebola virüsünün Zaire türünü önlemek için umutlu bir aday.

Bu arada, araştırmacılar Ebola virüsüne karşı geniş bağışıklık vermek antikorlar belirlemeye devam ediyor. Bu amaçla, bilim adamları örnek ve bir Ebola salgını kurtulanların insan antikorları karakterize. Ebola virüsünün birden fazla türüne karşı çapraz tepki veren iki antikor tespit ettiler. Bu keşif Ebola virüsüne karşı geniş çaplı bir aşı geliştirilmesine yol açabilir.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter