Antigen Dan Antibodi [PDF]

Citation preview

MAKALAH IMUNOLOGI ANTIGEN DAN ANTIBODI DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SALAH SATU TUGAS MATA KULIAH IMUNOLOGI



DISUSUN OLEH : ERFANI RIZQITA 201651184



INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI ALKAMAL JAKARTA 2019



ANTIGEN DAN ANTIBODI



I.



ANTIGEN Berbagai pathogen seperti bakteri, virus, jamur atau parasite mengandung berbagai bahan yang disebut imunogen atau antigen dan dapat menginduksi sejumlah respons imun. Antibody adalah bahan glikoprotein yang di produksi sel B sebagai respons terhadap rangsangan imunogen. Dalam praktek antigen sering digunakan sebgai imunogen. Secara spesifik imunogen adalah bahan yang dapat merangsang sel B atau sel T atau keduanya. Antigen adalah bahan yang berinteraksi dengan produk respons imun yang dirangsang oleh imunogen spesifik seperti antibody atau TCR. Antigen lengkap adalah antigen yang menginduksi baik respons imun maupun bereaksi dengan produknya. Yang disebut antigen inkomplit atu bhapten, tidak dapat dengan sendiri menginduksi respons imun, tetapi dapat bereaksi dengan produknya seperti antibody. Hapten dapat dijadikan imunogen melalui ikatan dengan molekul besar yang disebut molekul atau protein pembawa. Secara fungsional antigen dibagi menjadi imunogen dan hapten. Contoh hapten adalah dinitrofenol, berbagai golongan antibiotic dan obat lainnya dengan berat molekul kecil. Hapten biasanya dikenal oleh sel B, sedangkan protein pembawa oleh sel T. hapten membentuk epitope pada protein pembawa yang dikenal system imun dan merangsang pembentukan antibody. Molekul pembawa sering digabung dengan hapten memerlukan protein pembawa untuk dapat dipresentasikan ke sel Th.



A. Imunogenesitas dan antigenesitas Imunogenesitas dan antigenesitas mempunyai hubungan satu dengan lain tetapi berbeda dalam sifat imunologinya yang sering kali membingungkan. Imunogenesitas adalah kemampuan untuk menginduksi respons imun humoral atau seluler. Meskipun suatu bahan yang dapat menginduksi respons imun spesifik disebut antigen, tetapi lebih tepat disebut imunogen. Semua molekul dengan sifat imunogenesitas juga memiliki sifat sifat antigenesitas, namun tidak demikian sebaliknya.



Induksi respons imun humoral dan seluler Sel B + Antigen



Sel B efektor + Sel B memori



Sel Plasma



Sekresi



antibody Sel T + Antigen



Sel T efektor + Sel T memori



CTLs,Th, dll



Sekresi antibody



B. Determinan antigen –Epitop dan paratop Sel system imun tidak berinteraksi mengenal seluruh molekul imunogen,



tetapi



limfosit



mengenal



tempat



khusus



pada



makromolekul yang disebut epitope atau determinan antigen. Sel B dan T mengenal berbagai epitope pada molekul antigen yang sama. Limfosit juga dapat berinteraksi dengan antigen yang kompleks pada berbagai tahap struktur antigen. Oleh karena sel B mengikat antigen bebas dalam larutan, epitope yang dikenalnya cenderung mudah ditemukan di permukaan imunogen. Epitope sel T dari protein berbeda dalam peptide, biasanya berasal dari hasil cerna



protein pathogen oleh enzim yang dikenal oleh TCR dalam kompleks dengan MHC. Epitop atau determinan antigen adalah bagian dari antigen yang dapat



membuat



kontak



fisik



dengan



resptor



antibody.



Makromolekul dapat memiliki berbagai epitope yang masingmasing merangsang produksi antibody spesifik yang berbeda. Paratop ialah bagian dari antibody yang mengikat epitope pada antigen. Respons imun dapat terjadi terhadap semua gololngan bahan kimia seperti hidrat arang, protein dan asam nukleat. Perbandingan pengenalan antigen oleh sel B dan sel T Sel B



Ciri-ciri Interaksi



Sel T



dengan Melibatkan kompleks Melibatkan binner



antigen



membrane TCR,



immunoglobulin



kompleks



antigen



dan



dan molekul MHC



antigen Ikatan



antigen Ya



Tidak



larut Keterlibatan



Tidak diperlukan



Diperlukan



untuk



mempresentasikan



MHC



antigen



yang



sudah



diproses Kandungan



Protein, polisakarida, Umumnya



kimiawi antigen



lipid



protein,



tetapi beberapa lipid dan ditemukan



glikolipid pada



molekul serupa MHC



Determinan antigen bereaksi dengan tempat spesifik yang mengikat antigen di regio yang variable pada molekul antibodi yang disebut paratop. Epitope berinteraksi dengan region yang mengikat antibody atau TCR. Regio antigen yang berikatan denga MHC II disebut agretop. Antigen poten alamiah terbanyak adalah protein besar dengan berat molekul lebih dari 40.000 Dalton dan kompleks polisakarida microbial.



Glikolipid dan



lipoprotein



dapat



juga



bersifat



imunogenik, tetapi tidak demikian halnya dengan lipid yang dimurnikan. Asam nukleat dapat bertindak sebagai imunogen dalam penyakit autoimun tertentu, tetapi tidak dalam keadaan normal.



C. Antiantibodi Di samping fungsinya sebagai antibody, antibody dapat juga berfungsi sebagai protein imunogen yang baik, dapat memacu produksi antibody pada spesies lain atau autoantibodi pada pejamu sendiri. Autoantibodi terutama diproduksi terhadap IgM misalnya yang ditemukan pada AR dan disebut FR (factor rheumatoid) D. Mitogen – Petanda Fungsional Mitogen dan lekin merupakan bahan alamiah yang mempunyai kemampuan mengikat dan merangsang banyak klon limfoid untuk proliferase dan diferensasi. Bahan-bahan tersebut merupakan aktifator poliklonal yang dapat mengaktifkan banyak klon limfosit, bukan hanya klon limfosit dengan spesitifitas khusus. Glikoprotein (lektin) asal tanaman yaitu konkanavalin A (con-A) dan PHA merupakan mitogen poten untuk sel T. E. Pembagian Antigen



Antigen



dapat



dibagi



menurut



epitope,



spesifitas,



ketergantungan terhadap sel T dan sifat kimiawi : 1. Pembagian antigen menurut epitope a. Uni determinan, univalent Hanya satu jenis determinan/epitope pada satu molekul. b. Unideterminan, multivalent Hanya satu jenis determinan tetapi dua atau lebih determinan tersebut ditemukan pada satu molekul c. Multideterminan, univalent Banyak epitope yang bermacam-macam tetapi hanya satu dari setiap macamnya(kebanyakan protein) d. Multideterminan, multivalent Banyak macam determinan dan banyak dari setipa macam pada satu molekul (antigen dengan berat molekul yang tinggi dan kompleks secra kimiawi).



2. Pembagian antigen menurut spesifitas a. Heteroantigen, yang dimiliki oleh banyak spesies b. Xenoantigen, yang hanya dimiliki spesies tertentu



c. Alloantigen (isoantigen), yang spesifik untuk individu dalam satu spesies d. Antigen organ spesifik, yang hanya dimiliki organ tertentu e. Autoantigen, yang dimiliki alat tubuh sendiri



3. Pembagian antigen menurut ketergantungan terhadap sel T a. T dependen, yang memerlukan pengenalan oleh sel T terlebih dahulu untuk dapat menimbulkan respons antibody. Kebanyakan antigen protein termasuk dalam golongan ini. b. T independen, yang dapat merangsang sel B tanpa bantuan sel T untuk membentuk antibody. Kebanyakan antigen golongan ini berupa molekul besar polimerik yang dipecah di



dalam



tubuh



secara



perlahan-lahan,



misalnya



lipopolisakarida, ficoll, dekstran, levan dan flagelin polimerik bakteri. 4. Pembagian antigen menurut sifat kimiawi a. Hidrat arang (polisakarida) Hidrat arang pada umumnya imunogenik. Glikoprotein yang merupakan bagian permukaan sel banyak mikroorganisme dapat menumbulkan respons imun terutama pembentukan antibody. Contoh lain adlah respons imun yang ditimbulkan golongan darah ABO, sifat antigen dan spesifitas imunnya berasal dari poliskarida pada permukaan sel darah merah b. Lipid Lipid



biasanya



tidak



imunogenik,



tetapi



menjadi



imunogenik bila diikat protein pembawa. Lipid dianggap hapten, contohnya adalah sfingolipid c. Asam Nukleat



Asam nukleat tidak imunigenik, tetapi dapat menjadi imunogenik bila diikat protein molekul pembawa. DNA dalam bentuk heliksnya biasanya tidak imunogenik. Respons imun terhadap DNA terjadi pada penderita dengan LES d. Protein Kebanyakan protein adalah imunogenik dan pada umumnya multideterminan dan univalent.



F. Superantigen Superantigen adalah molekul yang merupakan pemacu respons imu poten, memilki tempat-tempat untuk mengikat reseptor dari dua system imun yaitu rantai ᵝ dari TCR dan rantai α atau ᵝ dari molekul MHC-II, tidak memerlukan pengolahan intraseluler oleh APC dan tidak terbatas pada alel MHC-II khusus.



G. Alloantigen Alloantigen adalah antigen yang ditemukan pada beberapa spesies tertentu antara lain bahan golongan darah pada eritrosit dan antigen histokompatibel dalam jaringan tandur yang merangsang respons imun pada resepien yang tidak memilikinya.



H. Toksin Toksin adalah racun yang biasanya berupa imunogen dan merangsang pembentukan antibody yang disebut antitoksin dengan kemampuan untuk menetralkan efek merugikan dari toksin dengan mengganggu sintesanya. Toksin dapat dibagi sebagai berikut : 1. Toksin bakteri, diproduksi oleh mikroorganisme penyebab tetanus, difteri, botulism, dan gas gangrene



2. Fitotoksin, toksin asal tumbuhan seperti risin dari minyak jarak, korotein dan abrin yang merupakan tururnan biji likoris indian 3. Zootoksin, bisa yang berasal dari ular, laba-laba, kalajengking, lebah, tawon.



II.



ANTIBODI Bila darah dibiarkan membeku akan meninggalkan serum yang mengandung berbagai bahan larut tanpa sel. Bahan tersebut mengandung molekul antibody yang digolongkan dalam protein yang disebut globulin dan sekarang dikenal sebagai immunoglobulin. Fungsi utamanya adalah mengikat antigen dan menghantarkannya ke system efektor pemusnahan. Semua molekul immunoglobulin memepunyai 4 rantai polipeptida dasar yang terdiri atas 2 rantai berat dan rantai ringan yang identic. Ada 2 jenis rantai ringan (kappa dan lamda) yang terdiri atas 230 masam amino serta 5 jenis rantai berat yang tergantung pada kelima jenis immunoglobulin, yaitu IgM, IgG, IgE, IgA dan IgD.



A. Imunoglobulin G IgG merupakan komponen utama immunoglobulin serum, dengan berat molekul 160.000 Dalton. Kadranya dalam serum sekitar 13mg/ml, merupakan 75% dari semua immunoglobulin. IgG ditemukan dalam berbagai cairan seperti darah, CSS dan juga urin. 



IgG dapat menembus plasenta masuk ke janin dan berperan pada imunitas bayi sampai umur 6-9 bulan.







IgG dan komplemen bekerja saling membantu sebagai opsonin pada pemusnahan antigen.







IgG merupakan immunoglobulin terbanyak dalam darah, CSS dan peritoneal. IgG pada manusia terdiri atas 4 subkelas yaitu IgG1, IgG2, IgG3, dan IgG4.



B. Immunoglobulin A IgA dengan berat molekul 165.000 Dalton ditemukan dalam jumlah sedikit dalam serum darah. Kadarnya terbanyak dalam cairan sekresi saluran nafas, cerna dan kemih, air mata, keringat, ludah dan ASI yang lebih berupa IgA sekretori (sIgA)yang merupakan bagian terbanyak. Fungsi IgA : 



sIgA melindungi tubuh dari pathogen oleh karena dapat bereaksi dengan molekul adhesi dari pathogen potensial sehingga mencegah adherens dan kolonisasi pathogen tersebut sebagai sel pejamu







IgA dapat bekerja sebagai opsonin, oleh karena neutrophil, monosit dan makrofag memiliki reseptor untuk Fcα sehingga dapat meningkatkan efek bakteriolitik komplemen dan menetralisasi toksin.







Baik IgA dalam serum maupun sekresi dapat mencegah dan menetralkan toksin atau virus dengan sel alat sasaran.



 Mengaglutinasikan kuman, mengganggu motilitasnya sehingga memudahkan fagositosis oleh sel polimorfonuklear. 6.3



C. Imunoglobulin M Nama M berasal drai makro-globulin dan berat molekul IgM adalah 900.000 dalton. IgM dibentuk paling dahulu pada respons imun primer terhadap kebanyakan antigen disbanding IgG. IgM juga merupakan Ig yang predominan diproduksi janin. Kadar IgM yang tinggi dalam darah umbilicus merupakan petunjuk adanya infeksi pada intrauterine. Bayi yang baru dilahirkan hanya mengandung IgM 10 % dari kadar IgM dewasa, karena IgM ibu tidak dapat menembus plasenta. Janin umur 12 minggu sudah mulai membentuk IgM bila sel B nya dirangsang oleh infeksi intrauterine, seperti sifilis kongenital, rubella, toksoplasmosis dan



virus sitomegalo. Kadar IgM akan mencapai kadar dewasa pada usia satu tahun.



D. Imunoglobulin D IgD ditemukan dalam serum dengan kadar sangat rendah. Hal tersebut mungkin disebabkan karena IgD tidak dilepas sel plasma dan sangat rentan terhadap degradasi oleh proses proteolitik. IgD merupakan komponen permukaan utama sel B dan petanda dari diferensiasi sel B dan petanda dari diferensiasi sel B yang lebih matang. IgD merupakan 1% dari total immunoglobulin dan ditemukan banyak pada membrane sel B bersama IgM yang dapat berfungsi sebagai reseptor antigen pada aktivasi sel B. IgD tidak mengikat komplemen, mempunyai aktivitas antibody terhadap antigen berbagai makanan dan autoantigen seperti komponen nucleus.



E. Imunoglobulin E IgE mudah diikat sel mast, basophil dan eosinophil yang memiliki resptor untuk fraksi Fc dari IgE. IgE dibentuk setempat oleh sel plasma dalam selaput lendir saluran nafas dan cerna. Allergen yang diikat silang oleh dua molekul IgE pada permukaan sel mast akan menimbulkan influx ion kalsium ke dalam sel. Selain pada alergi, kadar IgE yang tinggi ditemukan pada infeksi cacing, skistosomiasis, penyakit hidatid, trikinosis dan diduga berperan pada imunitas parasit.



F. Superfamili Imunoglobulin Berbagai struktur rantai berat dan ringan immunoglobulin memiliki beberapa struktur sama terutama rantai berat dan ringan yang memiliki struktur domain lekukan immunoglobulin. Adanya struktur khas pada semua rantai berat dan ringan menunjukan bahwa gen yang menyandinya, berasal dari gen primordial yang sama, gen yang menyandi struktur domain dasar/polipeptida yang terdiri dari sekitar 10 asam amino. Disamping immunoglobulin sendiri superfamily immunoglobulin terdiri atas : 



Heterodimer Ig-α/Ig-ᵝ, bagian dari BCR







Reseptor poli Ig yang berperan dalam komponen sekretori IgA dan IgM







TCR







Protein asesori sel T seperti CD2, CD4, CD8, CD28 dan rantai α, δ, ε dari CDS







Molekul MHC I dan MHC II







PDGF Kebanyakan anggota superfamili immunoglobulin tidak mengikat antigen, jadi ciri struktur lekuk immunoglobulin yang banyak ditemukan pada protein membrane diduga mempunyai beberapa fungsi disamping mengikat antigen. Lekuk tersebut diduga memudahkan interaksi antara protein membran.



G. Fungsi efektor antibody-transitosis Imunitas humoral diperankan antibody yang dilepas sel plasma di organ limfoid dan sumsum tulang, dan fungsi fisiologisnya adalah pertahanan terhadap mikroba ekstraseluler dan toksinnya. Antibody berperan dalam sejumlah aktivitas biologis lain yang berakhir dalam



eliminasi antigen dan kematian pathogen. Ada empat fungsi efektor utama yaitu opsonisasi, aktivasi komplemen, ADCC dan proses transitosis atau menghantarkan melalui lapisan epitel. Tiga proses pertama sudah banyak dijelaskan sebelumnya. Penghantaran antibody ke permukaan mukosa saluran nafas, cerna, kemih dan ASI memerlukan gerakan yang menembus lapisan epitel.



H. Imunoglobin serebrospinal Pada individu normal, imunoglobin CSS berasal dari plasma melalui difusi sawar darah otak. Jumlahnya tergantung dari kadar dalam serum darah dan permeabilitas sawar darah otak. IgM biasanya tidak ditemukan oleh karena molekulnya yang besar dan kadarnya dalam plasma yang rendah. Namun pada keadaan tertentu, seperti



penyakit



dengan



demielinisasai



dan



infeksi



SSP,



immunoglobulin dapat diproduksi secara local.



I. Efektor ADCC IgG bekerja sama dengan imunitas nonspesifik, dapat merusak antigen sel melalui interaksi dengan system komplemen atau melalui efek sitolitik yang



disebut ADCC dengan sel NK,



eosinophil, neutrophil, makrofag yang semuanya memiliki Fcϒ-R. efek ADCC dapat menghancurkan sel tumor, agens infeksi dan sel alogenetik melalui Fc-R, region Fc dari IgG yang diikat region Fab pada permukaan antigen sel sasaran.



J. Interaksi antara antigen-antibodi Antigen adalah bahan yang dapat diikat secara spesifk oleh molekul antibody atau molekul resptor pada sel T. Antibodi dapat mengenal hamper setiap molekul biologic sebagai antigen seperti hasil metabolic hidrat arang, lipid, hormon, makromolekul



kompleks hidrat arang, fosfolipid, asam nukleat dan protein. Pengenalan antigen oleh antibodi melibatkan ikatan nonkovalen dan reversible. Berbagai jenis interaksi nonkovalen dapat berperan pada ikatan antigen seperti factor elektrostatik, ikatan hydrogen, interaksi hidrofobik dan lainnya. Kekuatan ikatan antara satu antibody dan epitope disebut afinitas antibody. Antigen polivalen mempunyai lebih dari satu determinan. Kekuatan ikatan antibody dengan epitope antigen keseluruhan afiditas.



Antigen



monovalen



atau



epitope



masing-masing



pada



permukaan sel, akan berinteraksi dengan masing-masing ikatan tunggal molekul antibody. Meskipun afinitas interaksi tersebut dapat tinggi, afiditas keseluruhan adalah rendah. Bila ditemukan banyak determinan yang cukup pada permukaan sel, satu molekul IgG memiliki 2 epitop yang menghasilkan afiditas lebih tinggi. IgM mempunyai 10 ikatan antigen identikyang secara teoritis dalam interaksi polivalen dapat mengikat secara stimulant 10 determinan dengan afiditas sangat tinggi. Antibodi merupakan komponen imunitas didapat



yang



melindungi tubuh terhadap infeksi mikroorganisme dan produknya



yang toksik. Oleh karena itu interaksi antara antigen dan antibody sangat penting dan banyak digunakan in vitro untuk tujuan diagnostic. Penggunaan reaksi in vitro antara antigen antibody disebut serologi. Interaksi antara antigen dan antibody dapat menimbulkan berbagai akibat antara lain presipitasi (bila antigen merupakan bhana larut dalam cairan garam fisiologik), aglutinasi (bila antigen merupakan bahan tidak larut/partikel-partikel kecil), netralisasi (toksin) dan aktivasi komplemen. Kebanyakan reaksi tersebut terjadi oleh adanya interaksi antara antigen multivalent dan antibody yang sedikitnya memiliki 2 tempat ikatan permolekul.



K. Antibodi monoclonal Dewasa ini, produksi antibody identic dalam jumlah besar yang tidak terbatas telah dimungkinkan (1975). Bila antigen tertentu dimasukan ke dalam system imun hewan percobaan, semua sel B yang mengenal banyak epitope pada antigen akan dirangsnag dan memproduksi antibody. Darah yang diambil dari hewan tersebut akan mengandung antibody yang multiple yang akan bereaksi dengan setiap epitop. Serum tersebut disebut poliklonal oleh karena mengandung produk yang berasal dari banyak klon sel B. Memurnikan antibody yang diperlukan dari serum tersebut sangatlah sulit. Klon adalah segolongan sel yang berasal dari satu sel dan karenanya identik secara genetik. Antibody monoclonal adalah antibody yang diproduksi oleh sel-sel yang berasal dari satu klon sel. Kloning dapat dilakukan dengan menegencerkan larutan sel sedemikian rupa sehingga dalam biakan sel diperoleh sumur yang hanya mengandung satu sel.



Protein



meiloma



adalah



protein/immunoglobulin



yang



diproduksi neoplasma sel plasma. Tumor ini tumbuh tanpa control dan immunoglobulin tersebut ditemukan dalam jumlah besar pada penderita dengan myeloma. Bila sel B tunggal menjadi ganas, semua antibody adalah identic. Sel plasma yang diambil dari darah tidak akan tumbuh dalam biakan jaringan dan akan mati dalam beberapa hari. Sebaliknya sel mieloma akan tumbuh terus menerus dalam biakan jaringan. Satu sel plasma dan satu sel mieloma dapat difusikan menjadi satu sel yang disebut hibridoma yang mempunyai sifat dari ke 2 sel asalnya dan akan memebentuk antibodi monoklonal. Dalam antibodi monklonal semua molekulnya adalah identic.



Antibodi monoclonal merupakan bahan standar yang banyak digunakan dalam laboratorium untuk mengidentifikasi berbagai jenis sel, typing darah dan menegakkan diagnosis berbagai penyakit. Kemajuan sekarang telah memungkinkan untuk memproduksi antibody monoclonal manusia melalui rekayasa genetika dalam jumlah yang besar untuk digunakan dalam terapi berbagai penyakit.



DAFTAR PUSTAKA Bratawidjaja, K.G. 2006. Imunologi Dasar. Edisi Sembilan. Balai Penerbit FKUI, Jakarta. 149-176