2.3. Anticuerpos

Sin anticuerpos los vertebrados moriríamos a causa de cualquier infección. Los anticuerpos circulan por la sangre y penetran en otros líquidos corporales, uniéndose a virus y a toxinas bacterianas y bloqueando su acceso a las células del organismo. También determinan la destrucción de patógenos invasores, aunque no directamente: los marcan para que los fagocitos del sistema inmunitario y las proteínas del complemento se deshagan de ellos.

Químicamente, los anticuerpos son proteínas globulares del plasma sanguíneo conocidas como inmunoglobulinas (Ig), que poseen cadenas de azúcares unidas a restos de aminoácidos mediante enlaces N-glucosídicos y a veces también por enlaces O-glucosídicos.

Una molécula de inmunoglobulina presenta forma de Y, como muestran las siguientes figuras:

La molécula consta de cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas L (inicial de la palabra inglesa light, que significa “ligera”) idénticas y dos cadenas H (de heavy, “pesada”), idénticas también, unidas por enlaces disulfuro. Entre el “tallo” y las “ramas” de la Y de muchas inmunoglobulinas hay una porción llamada péptido bisagra (porque confiere a la molécula cierto grado de flexibilidad) que se puede cortar por la enzima papaína, liberando tres fragmentos [véase la ilustración anterior, derecha]:

• Una región Fc (iniciales de Fragment, crystallizable, “fragmento cristalizable”) que contiene los extremos C-terminales de las cadenas pesadas y confiere al anticuerpo propiedades características, como la capacidad de unirse a macrófagos, de activar el ya citado sistema del complemento o de atravesar la placenta desde la madre hasta el feto.
• Dos regiones Fab (del inglés Fragment, antigen binding, “fragmento de unión al antígeno”), con los extremos N-terminales de las cadenas L y H. Aquí se localiza el parátopo, o lugar de unión del anticuerpo al epítopo del antígeno.

Igual que ocurre en muchas proteínas, cada cadena polipeptídica de un anticuerpo está formada por dominios (de unos 110 aminoácidos cada uno), que se pliegan independientemente y se interconectan mediante secuencias cortas sin estructura definida. Tal y como cabría esperar, los dominios N-terminales de las cadenas pesada y ligera (VH y VL, respectivamente) varían notablemente en su secuencia de aminoácidos de una a otra molécula de anticuerpo, en correspondencia con la diversidad de antígenos a los que deben unirse; en cambio, los dominios C-terminales, tanto de la cadena pesada como de la ligera, poseen una composición mucho más constante. En realidad, la variación de los dominios VH y VL está restringida en su mayor parte a tres pequeñas regiones hipervariables etiquetadas a veces como CDR (de complementarity determining regions, “regiones determinantes de complementariedad”), que forman una hendidura que actúa de parátopo; cada una de ellas consta únicamente de entre 5 y 10 aminoácidos, en correspondencia con el pequeño tamaño de los epítopos.

Izquierda: dominios variables (V) y constantes (C) de una inmunoglobulina (Fuente: http://www.educa.madrid.org).
Derecha: esquema de la estructura básica de los distintos tipos de anticuerpos. La cadena J se representa en amarillo, y el componente secretor de la IgA en verde (Fuente: http://www.qb.fcen.uba.ar).

Todavía es necesario precisar un último aspecto de la estructura de los anticuerpos: ni siquiera los dominios constantes son idénticos en todas las moléculas, incluso aunque pertenezcan al mismo individuo. En los mamíferos se detectan solo dos clases de cadena ligera por lo que se refiere a su dominio constante, designadas como kappa (κ) y lambda (λ), que poseen entre 211 y 217 aminoácidos cada una y son, en apariencia, funcionalmente indistinguibles. Por el contrario, los dominios constantes de las cadenas pesadas pueden corresponder a cinco tipos: gamma (γ), alfa (α), delta (δ), mi (μ) y épsilon (ε); las dos últimas poseen aproximadamente 550 aminoácidos, y las restantes 440. Si dos anticuerpos poseen los mismos dominios variables, pero distintos tipos de cadena pesada, reconocerán a los mismos antígenos, si bien desempeñarán diferentes papeles en la respuesta inmunitaria. Por esta razón, los tipos de cadenas pesadas definen las distintas clases de inmunoglobulinas [véase la ilustración anterior, derecha]:

• Su cadena pesada es μ. Es la primera en aparecer ante una infección y en formarse en los recién nacidos. Se localiza únicamente en el suero sanguíneo. Es un pentámero, es decir, consta de cinco moléculas de inmunoglobulina unidas por un polipéptido llamado cadena J (de joining, “unir”). La unión del antígeno a un pentámero de IgM puede activar el sistema del complemento, con las consecuencias que detallaremos más adelante.

• Denominada también gammaglobulina por tener la cadena pesada γ, es la única que traspasa la placenta —lo que proporciona defensas al recién nacido en las primeras semanas de vida—, cosa que lleva a cabo mediante un mecanismo de transcitosis [véase la Unidad 3]. Se localiza, en forma de monómero (esto es, consta de una sola molécula), en los fluidos intersticiales y en la sangre, donde es el principal anticuerpo. Su región Fc se une a receptores específicos de macrófagos y de neutrófilos, que de este modo reconocen y fagocitan los microorganismos recubiertos por IgG. También activa el complemento, y neutraliza toxinas bacterianas en los fluidos tisulares. Está, asimismo, relacionada con la memoria inmunológica.

• Con la cadena pesada α, es la clase de anticuerpos más abundante en las secreciones —lágrimas, saliva, calostro, leche materna y secreciones de los tractos respiratorio, intestinal y genitourinario—. La IgA de la sangre es un monómero; pero en las secreciones aparece como un dímero, con dos monómeros unidos por las regiones Fc mediante una cadena J, y protegidos frente a la digestión por las enzimas del propio líquido secretado mediante una cadena polipeptídica llamada componente secretor. La IgA inhibe la colonización de las superficies corporales mucosas por virus y bacterias (al parecer, el componente secretor evita la adherencia de los microorganismos al epitelio, lo que se conoce como efecto teflón): los complejos IgA-antígeno son arrastrados por el movimiento ciliar del tracto respiratorio o por el peristaltismo del intestino, para ser posteriormente eliminados.

• Es un monómero con cadenas pesadas de tipo δ, aunque su región variable es la misma que la de la IgM. Existe en pequeñas cantidades y su función es poco conocida; parece actuar como receptora de antígenos, ya que está presente en la superficie de la mayor parte de linfocitos B circulantes, indicando que las células B vírgenes están listas para contactar con el antígeno.

• Es monomérica y similar a la IgG, pero con cadena pesada de tipo ε. Es el anticuerpo menos abundante, aunque sus niveles se incrementan ante infecciones e infestaciones parasitarias (tripanosomiasis, malaria, triquinosis…). Quizá juegue un importante papel en el reconocimiento de células cancerígenas. Como estudiaremos más adelante, interviene en ciertas reacciones alérgicas.

Todos los anticuerpos son producidos por linfocitos, lo que constituye una de las razones por las que estas células son las más importantes del sistema inmunitario.