Están de moda, todo el mundo quiere hacerse con ellos, es el complemento molecular ideal para esta pandemia, nos ayudarán a desprendernos de la odiada mascarilla, nos acercarán a nuestros seres queridos, y pronto parece que serán necesarios también para viajar. Hablamos de los famosos anticuerpos, una de las claves para el fin de la pandemia. ¿Qué son los anticuerpos? ¿Son todos iguales? ¿Existen distintos tipos? ¿Qué función tienen? ¿Tienen otras aplicaciones?
Figura 1. Anticuerpos uniéndose a un virus.
Conoce tus armas y tus objetivos
Los anticuerpos, también llamados inmunoglobulinas (Ig), son pequeñas proteínas que actúan como misiles teledirigidos dentro del organismo. Son armas de precisión, no dañan lo propio, buscan, detectan, y se unen específicamente al elemento considerado como amenaza (virus, bacterias, etc.) anulándolo y destruyéndolo por múltiples mecanismos. Concretamente se unen a los antígenos, que son las distintas partes que tienen los patógenos que los hacen extraños a nuestro organismo.
Figura 2: Imagen esquemática de un virus, donde puede observarse que se compone de varios antígenos distintos, en este caso denominados A, B y C. Los anticuerpos generados son específicos para cada antígeno.
Los anticuerpos son producidos por linfocitos B activados, las conocidas como células plasmáticas. Éstas son un tipo de glóbulos blancos (leucocitos) que actúan como pequeñas fábricas de producción masiva de anticuerpos.
Estos misiles tienen forma de “Y”, y pueden unirse al antígeno mediante sus dos brazos superiores. Al extremo de éstas se les conoce como fracción variable; ya que cambian según al antígeno que vaya a unirse, para así adaptarse al objetivo y ser más preciso. Como los antígenos son distintos, las fracciones variables también han de serlo, y deben encajar con ellos como las piezas de un puzle.
Al otro lado, tenemos el cuerpo de la “Y”, al que se le conoce como fracción constante. Recibe este nombre porque siempre son iguales dentro de cada familia de anticuerpos, es por ello que en la imagen anterior los tres anticuerpos distintos tienen el mismo color para su fracción constante, pese a que la variable sea distinta. Además, tal como puede observarse en la imagen inferior, las inmunoglobulinas se componen a su vez de 4 proteínas: 2 cadenas pequeñas denominadas ligeras y dos cadenas grandes denominadas pesadas.
Figura 3: Dibujo esquemático de un anticuerpo a la izquierda, y en representación 3D a la derecha. En verde aparecen señaladas las cadenas ligeras y en azul las pesadas. En colores oscuros las fracciones constantes (que en la imagen anterior estaban en gris) y en colores claros y redondeadas las variables (en la imagen anterior en colores).
Diseña la estrategia de ataque
La fracción constante es la que establece la familia (llamada isotipo) a la que pertenece la inmunoglobulina (Ig): IgM, IgG, IgA, IgE e IgD. Todas ellas con características especiales que las hacen idóneas para responder a un tipo concreto de amenaza.
Las IgM son las primeras que se producen. Están compuestas por 5 anticuerpos unidos (son pentaméricas), su gran tamaño impide que salgan de la circulación, pero al tener tantos brazos (5 anticuerpos por 2 brazos cada uno = 10 brazos) se unen mejor a los antígenos del patógeno y activan un mecanismo automático de destrucción denominado “sistema del complemento”. Estas propiedades de las IgM ayudan al sistema inmune a ganar tiempo hasta que, tras estudiar la amenaza, diseña la mejor estrategia de ataque y en consecuencia decide la mejor fracción constante. Es entonces cuando se da el conocido como cambio de isotipo.
Tras el cambio de isotipo, dejan de producirse IgM, y los anticuerpos que se crean son de las 4 familias restantes, todas con propiedades distintas. El pequeño tamaño de las IgG les permite poder salir de la sangre e incluso atravesar la placenta, llegando a cualquier rincón del organismo. Son excelentes neutralizadoras de toxinas y virus, y además, duran mucho tiempo en sangre. Las IgA, se componen de dos anticuerpos unidos (son diméricas), y son las únicas que pueden transportarse a las mucosas del organismo y a la leche materna, neutralizando los patógenos antes incluso de que entren en el cuerpo. Las IgE, por su parte, son excelentes contra los patógenos grandes y participan en procesos alérgicos. Por último, tenemos las IgD, los anticuerpos menos abundantes y cuya función aún no se conoce bien.
Figura 4: Las distintas familias de anticuerpos (isotipos). La pertenencia a cada isotipo la establece el cuerpo de la “Y”, la llamada fracción constante, que le permite asociarse a otros anticuerpos para formar estructuras de 5 anticuerpos unidos (pentámeros; IgM), 2 anticuerpos unidos (dímeros; IgA) o ir solos (monómeros; IgG, IgE, IgD e incluso a veces también IgM e IgA).
¿Cómo va la batalla?
Los isotipos que encontremos en sangre nos pueden dar pistas sobre el tipo de patógeno al que el sistema inmune se está enfrentando, e incluso el tiempo que llevamos luchando. Aproximadamente una semana después del contacto con el patógeno (o tras la vacunación) aparecen los primeros anticuerpos IgM, y entre la primera y segunda semana se produce el cambio de isotipo. La presencia de IgM nos indica que estamos infectados, y la de IgGs que nuestro sistema inmunitario ya ha luchado en el pasado contra el patógeno. A este tipo de estudios de anticuerpos en sangre se les denomina serología. Con ellos se puede saber a qué antígenos se unen los anticuerpos y también su isotipo.
Figura 5: Gráfica esquemática de la presencia de isotipos en sangre. En términos generales, ya que los tiempos de aparición y presencia en sangre de los anticuerpos varía según la cantidad de inmunoglobulinas producida (título de anticuerpos) y entre individuos.
¿Cómo hacerse con ellos?
Solo existen dos formas de conseguir anticuerpos: la inmunización pasiva, introduciendo los anticuerpos ya formados directamente en el cuerpo (a través de la placenta en la gestación, IgGs; por la leche materna, IgAs; o sueroterapia inyectando directamente los anticuerpos de pacientes que han pasado la enfermedad, IgGs); y la activa, estimulando nuestros linfocitos B a producir sus propios anticuerpos. Esta última a su vez se puede conseguir directamente por la infección, desarrollando la enfermedad, o mediante la vacunación, simulándola. Una de las ventajas de la activa sobre la pasiva es que la activa genera memoria inmunológica, y tras una primera exposición, en las sucesivas estaremos más protegidos frente al patógeno, ya que nuestros linfocitos B sabrán qué tipo de anticuerpos producir, llegando incluso a no desarrollar la enfermedad. Sin embargo, con la inmunidad pasiva no tendremos esta protección y una vez desaparezcan los anticuerpos introducidos en nuestro organismo la protección desaparecerá.
Figura 6: Diferentes tipos de inmunización; pasivas (arriba), administrando anticuerpos ya formados; y activas (abajo), estimulando el sistema inmune para producir sus propios anticuerpos.
Otras batallas
Los anticuerpos pueden emplearse para múltiples funciones más allá de combatir infecciones. Son útiles para el diagnóstico en hospitales (estudios serológicos – pruebas ELISA) o farmacias (tests rápidos de COVID19, VIH, o embarazo por ejemplo); para detectar alérgenos (antígenos que causan alergia) en los alimentos (también mediante pruebas ELISA); identificación y recuento de células en sangre u otros tejidos (citometría de flujo); para la purificación de muestras, seleccionando o eliminando elementos concretos en mezclas de sustancias; o incluso para el tratamiento de enfermedades como el cáncer o la artritis reumatoide entre otras; pero todo esto es un mundo fascinante para conocer en otro momento.
Imágenes
· Figura 1: https://www.miaminews24.com/2020/07/04/bloqueo-para-200000-personas-en-espana-por-brotes-de-covid-19/
· Figura 2 derecha (Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Anticuerpo)
· El resto de figuras son de elaboración propia gracias a la plataforma BioRender.
Fuentes y bibliografía para saber más
· Capítulo 13. Respuestas efectoras: Inmunidad mediada por células y mediada por anticuerpos. Owen J.A., et al. Inmunología. 7ºEd. McGrawHill. Pp. 415-427.
· Capítulo 5: Anticuerpos y Antígenos. Abbas A.K., et al. Inmunología. 8ºEd. Elsevier. Pp. 87-106.
· Chapter 5: B Cell Development, Activation and Effector Functions. Mak, T. W., et al. (2008). Primer to the immune response. 1ºEd. Elsevier. Pp. 94-98.
