HAPTÈNES: HISTOIRE, FONCTIONS, CARACTÉRISTIQUES, RÉPONSES IMMUNITAIRES - LA BIOLOGIE - 2024

Un haptène est une molécule non protéique non antigénique, de faible poids moléculaire, qui est capable de déclencher une réponse immunitaire uniquement lorsqu'elle se lie à une protéine ou un glucide «transporteur ou support moléculaire». Il est à noter que de nombreux auteurs le décrivent comme un «très petit antigène».

Une molécule ou antigène antigénique est définie dans certains textes comme toute substance capable de se lier avec une spécificité élevée à un anticorps produit par une cellule B ou à un récepteur sur la membrane d'une cellule T, qui sont les lymphocytes responsables de l'immunité humorale et cellulaire., respectivement.

Complexe antigène-anticorps (Source: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Les antigènes peuvent être des molécules de tout type, comme des protéines, des métabolites, des sucres, des lipides et leurs dérivés, des hormones, des médicaments, des acides nucléiques, etc.

Cependant, seules les grosses macromolécules ont les propriétés antigéniques capables de provoquer les réponses lymphocytaires nécessaires à la production d'anticorps.

Toute substance étrangère à un organisme peut être considérée comme un antigène, cependant, le terme «immunogène» est fréquemment utilisé pour désigner les antigènes qui déclenchent efficacement une réponse par les lymphocytes B producteurs d'anticorps.

Un haptène est donc un antigène non immunogène, qui nécessite son association avec une macromolécule pour déclencher les réponses immunitaires caractéristiques d'un immunogène.

Caractéristiques

Le système immunitaire étant la principale «arme» de défense contre les infections de différents types d'agents pathogènes et contre tout objet ou substance étrangère, entre autres choses, le corps d'un être humain investit une grande quantité d'efforts et d'énergie dans son fonctionnement.

Cependant, tout au long de sa vie, une personne est régulièrement exposée à ce que l'on pourrait considérer comme de multiples antigènes, pour lesquels le système immunitaire a la capacité de «décider» à quel type de molécules répondre et à quel type de molécules ignorer.

L'un des mécanismes que le système immunitaire utilise pour décider de répondre ou non à un certain antigène est sa taille. Ainsi, comme discuté ci-dessus, seules les «grosses» molécules telles que les protéines, les phospholipides, les glucides complexes et les acides nucléiques fonctionnent comme de véritables immunogènes.

Les haptènes, comme ce sont de très petites molécules, à moins qu'ils ne soient conjugués avec un certain type de macromolécule, n'ont pas de fonctions immunogènes. Cependant, les spécialistes de la branche de la médecine connue sous le nom d'immunologie considèrent les haptènes comme des «outils» immunologiques.

La raison de la déclaration ci-dessus a à voir avec le fait que certains chercheurs se consacrent à la tâche de conjuguer certains haptènes à d'autres molécules plus grosses, qui fonctionnent dans leur «transport» et les rendent immunogènes, afin de parvenir à ce qu'un l'individu produit des anticorps spécifiques contre un haptène particulier.

La molécule résultant de l'union entre un haptène et une molécule porteuse est appelée `` système '' ou `` complexe haptène-porteur '' et les individus exposés à ce système (véritablement immunogène) produisent des anticorps avec la capacité de se lier spécifiquement à ces molécules dans leur Forme libre.

Utilité pratique

Ainsi, l'une des principales fonctions des systèmes haptènes-porteurs est de stimuler la production d'anticorps, qui sont souvent utilisés dans le développement de différents tests analytiques, ils sont donc utiles du point de vue de la recherche et du diagnostic..

Un animal expérimental exposé à un haptène couplé à une protéine, par exemple, produira des anticorps contre l'haptène, contre des épitopes ou des déterminants antigéniques de la molécule porteuse, et contre des sites formés à la jonction entre l'haptène et son transporteur.

Cette propriété du système haptène-porteur ou transporteur est utile pour étudier les effets immunologiques de petites variations de la structure d'un antigène sur la spécificité de la réponse immunitaire.

caractéristiques

Les haptènes se caractérisent principalement par leur taille et par le fait qu'il s'agit généralement de molécules organiques non protéiques. Voici une courte liste des principales caractéristiques de ces molécules:

- Composés chimiques de bas poids moléculaire (moins de 5 kDa). Il peut même s'agir de très petits groupes fonctionnels.

Complexe haptène-porteur. L'haptène dans cette image est un groupe dinitrophényle (Source: MantOs via Wikimedia Commons)

- Ce sont des molécules à spécificité antigénique, mais sans pouvoir immunogène ou, ce qui est pareil, elles ne déclenchent pas la production d'anticorps, mais elles peuvent être spécifiquement reconnues par elles dans des organismes immunisés avec des complexes haptène-porteur.

- Uniquement attachés à une molécule «porteuse» ou «transporteur» (de l'anglais Carrier), ils acquièrent une immunogénicité en tant qu'antigènes, car ils sont reconnus par le système immunitaire.

- Ils sont univalents du point de vue antigénique, c'est-à-dire que le nombre de déterminants antigéniques fonctionnels que possèdent les haptènes, capables de se lier à un anticorps, n'en est qu'un (contrairement à un antigène naturel, qui est polyvalent).

Réponses immunitaires associées aux haptènes et un peu d'histoire

Une grande partie des connaissances actuelles concernant le processus de présentation des antigènes par les lymphocytes B, ainsi que le rôle de ces cellules dans le développement des réponses immunitaires humorales, proviennent de différentes études où la réponse anticorps dans un organisme immunisé a voulu être observée. avec un complexe haptène-transporteur.

Karl Landsteiner, entre 1920 et 1930, a consacré ses recherches à la création d'un système chimiquement défini pour étudier la liaison d'anticorps individuels, en utilisant, pour cela, des animaux immunisés avec des conjugués haptène-porteur et en comparant leurs sérums avec ceux d'autres animaux. immunisé avec des haptènes similaires couplés à différentes molécules.

Ses expériences comparatives visaient à déterminer s'il y avait des réactions croisées (que le même anticorps reconnaît plus d'un antigène) entre les anticorps produits en réponse à différents complexes haptène-porteur, avec lesquelles il a pu analyser quelles modifications ont empêché ou permis ces réactions.

Les travaux de Landsteiner ont permis de mettre en évidence la spécificité du système immunitaire pour les petites variations structurelles des déterminants immunogènes des antigènes, ainsi que la grande diversité d'épitopes que ce système a la capacité de reconnaître.

Caractéristiques des réponses induites par les complexes haptène-porteur

D'après les études de Landsteiner et d'autres chercheurs dans le domaine, certaines caractéristiques particulières des réponses immunitaires induites par l'immunisation avec des complexes haptène-protéine porteuse ont pu être reconnues.

- Les réponses immunitaires nécessitent la participation de lymphocytes B spécifiques pour chaque haptène et de lymphocytes T auxiliaires spécifiques pour la partie protéique du transporteur.

- L'élicitation d'une réponse n'est possible que lorsque l'haptène est physiquement lié à sa protéine porteuse.

- L'interaction anticorps-antigène est limitée par les molécules du système complexe majeur d'histocompatibilité de classe II.

Plus tard, dans l'histoire de l'immunologie, il a été reconnu que ces caractéristiques sont également caractéristiques des réponses anticorps à tout antigène protéique.

Références

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