IN VIVO GEBRUIK VAN
ANTILICHAMEN
1 INLEIDING
1.1 STRUCTUUR VAN ANTILICHAMEN
Antilichamen bestaan uit 2 identieke lichte ketens en 2 identieke zware ketens. Deze ketens zijn zo met elkaar
verbonden dat ze een Y-vormig molecule vormen.
Elke lichte keten is gebonden met een zware keten + 2 zware ketens met elkaar verbonden. Beide
bindingen gebeuren via disulfidebruggen.
De lichte keten bevat 1 variabel domein en 1 constant domein. De zware keten bevat 1 variabel domein en
3 of 4 constante domeinen.
Elk domein heeft een driedimensionale
structuur en wordt een immunoglubuline domein
genoemd. Het bestaat uit 2 bèta-sheets die met elkaar
verbonden zijn via een disulfidebrug. De aangrensende
ketens zijn onderling verbonden via lussen. In de
variabele domeinen bevatten deze lussen de 3
hypervariabele regio’s of CDR’s. Het zijn deze regio’s die
bepalen welke antigenen kunnen binden. CDR3 is de
grootste, deze is aanwezig op de junctie van de variabele en
constante domeinen.
Ook functioneel kunnen we het antilichaam onderverdelen in
fragmenten.
- Een fragment dat een hele lichte keten en het variabele en eerste
constante domein van de zware keten bevat, wordt Fab genoemd.
Fab staat voor fragment, antigen-binding omdat dit fragment zorgt
voor de binding met het antigen.
- Een fragment dat de andere constante domeinen van de zware
keten bevat, wordt Fc genoemd. Fc staat voor fragment, crystalline
omdat het kristalliseert in oplossing. Het speelt een rol in de
biologische activiteit en de effector functies van het antilichaam.
Elk antilichaam bestaat dus uit 2 Fab regio’s en 1 Fc-regio.
Tussen Fab en Fc-regio is er een flexibel deel, scharnier regio
genoemd. Deze regio zorgt ervoor dat de 2 Fab regio’s onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen zodat ze
elk met een epitoop van het antigen kunnen binden.
C-terminaal uiteinde van antilichaam kan in een plasmamembraan zijn verankerd bij de membraangebonden
antilichamen van de B-cellen. Het kan ook een staart
vormen bij de gesecreteerde antilichamen.
, De zware keten heeft 5 verschillende types: , , , en .
heeft nog 2 subtypes (1 en 2) en heeft nog 4 subtypes (1,
2, 3 en 4). Afhankelijk van welke zware keten het antilichaam
bevat, kunnen we verschillende isotypen onderscheiden die
vernoemd zijn naar hun zware keten (IgM, IgD, IgG, IgE en IgA).
Naïeve B-lymfocyten hebben aan hun oppervlak IgM en IgD.
Wanneer de naïeve B-lymfocyten hun antigen herkennen dan
worden ze geactiveerd en secreteren ze antilichamen.
Het kan zijn dat ze IgM-antilichamen secreteren, maar het kan
ook zijn dat ze antilichamen secreteren van een ander isotype.
In dat geval spreken we van zware keten klasse switching. Hierbij
is het variabele domein nog wel hetzelfde, maar de constante
domeinen veranderen. De verschillende types hebben
verschillende functies en structuur (kijk hieronder).
De lichte keten heeft 2 verschillende types: en . Een antilichaam kan 1 van beide types bevatten, maar
niet beiden. Deze verschillen structureel in de C-regio’s, maar hebben in tegenstelling tot de zware ketens
wel dezelfde functie. Ook bij de zware keten switch blijven deze gebonden.
Binding van antigenen aan antilichamen
De binding van antigenen aan antilichamen gebeurt via reversibele, zwakke bindingen zoals
waterstofbruggen, hydrofobe interacties en geladen-gebaseerde interacties.
Het deel van het antigeen waaraan het antilichaam bindt wordt een epitoop genoemd.
De sterkte van de binding van een antigen aan een antilichaam wordt de affiniteit genoemd. Het wordt
gegeven door de Kd-waarde. Dit is de molaire concentratie
van antigen dat nodig is om de helft van de antilichamen te
bezetten. Meestal ligt het tussen de 10-6-10-9. Bij secundaire
immuunresponsen stijgt de affiniteit van 10-8-10-11. Dit wordt
affiniteit maturatie genoemd.
IgG, IgD en IgE zijn monomeren en hebben dus 2
antigeenbinding regio’s. IgA is een dimeer en heeft dus 4
antigeenbinding regio’s. IgM is een pentameer en heeft dus
10 antigeenbinding regio’s. Elk antilichaam kan dus binden
met 10 epitopen van een antigen of met epitopen van 2 of
meerdere antigenen.
Antilichamen voor een bepaald antigen kan binden met stuctureel gelijkende antigenen. Dit wordt een
kruisreactie genoemd.
1.2 FUNCTIE VAN ANTILICHAMEN
IgM: activatie van de klassieke pathway van het
complementsysteem.
IgA: mucosale immuniteit secretie van IgA
antilichamen in het lumen van de gastro-
intestinale en respiratoire tractus. Ze gaan binden
op de microben en toxines waardoor deze
geneutramiseerd worden en niet meer kunnen
binnendringen.
IgE: beschermen tegen parasieten, mestcel-
degranulatie (allergische reactie).
IgG:
Activatie van de klassieke pathway van het complementsysteem.
Neutralisatie van microben en toxines. Heel veel microben gebruiken hun celwand om binnen te
dringen in de cel. Indien een antilichaam wordt gebonden dan kan de microbe niet meer
, binnendringen en wordt een infectie vermeden. Veel microben geven ook toxinen vrij die kunnen
binden op de gastheercel en schadelijke effecten veroorzaken. Door een antilichaam te binden
aan het toxine kan dit niet meer binden en geen schadelijke effecten veroorzaken.
Opsonisatie van antigenen voor fagocytose door macrofagen en neutrofielen.
Antilichaam afhankelijke cellulaire cytotoxiciteit: NK-cellen gaan geïnfecteerde cellen doden die
gecoat zijn met antlichamen. Een geïnfecteerde cel gaat de antigenen presenteren aan zijn
oppervlak. Hierop kunnen de antilichamen binden zodat er signalen ontstaan in de NK-cellen die
leiden tot degranulatie. De inhoud van de granules zorgt voor celdood.
Neonatale immuniteit: transfer van maternale antilichamen via de placenta.
Feedback inhibitie van B-celactivatie.
1.3 GEBRUIK VAN ANTILICHAMEN
Antilichamen kunnen in vivo gebruikt worden, er kan een onderscheid gemaakt worden tussen monoklonale en
polyklonale antilichamen.
Monoklonaal antilichaam is een antilichaampreparaat met slechts 1 specificiteit en afkomstig van een
enkele B-cel kloon. De antilichamen in dit preparaat zijn homogeen, ze zijn identiek qua
aminozuursequentie. Elk antilichaam heeft dezelfde herkenningssite, affiniteit, biologische interacties en
biologische effecten.
Polyklonaal antilichaam is een antilichaampreparaat dat akomstig is van meerdere B-cel klonen. De
antilichamen zijn heterogeen, ze verschillende qua aminozuursequentie. Het omvat antilichamen die
verschillende epitopen herkennen.
2 POLYKLONALE ANTILICHAMEN
Bij de polyklonale antilichamen kan er een onderscheid gemaakt worden tussen 2 groepen: de polyvalente
humane antilichamen en de specifieke antilichamen.
2.1 POLYVALENTE HUMANE IMMUNOGLOBULINEN
De polyvalante humane immunoglobulinen worden ook wel humane immunoglobulinen of plasma-
immunoglobulinen genoemd.
Definitie
Het is een antilichaampreparaat dat het verzameld (‘pooled’) plasma van gezonde vrijwilligers bevat. De ‘pool’
is afkomstig van minstens 1000 plasmadonaties. Men verzamelt het bloed van vele vrijwillige gezonde donors
om op deze manier een breed spectrum van IgG-antilichamen te bekomen. Het komt overeen met een
natuurlijke respons van volwassenen tegen algemeen voorkomende antigenen, waaronder pathogene
microben.
Indicaties
Substitutietherapie bij primaire en secundaire immunodeficiënties (bv. agammaglobulinemie,
hypogammaglobulinemie) als profylaxis van infecties.
Andere meer zeldzame indicaties:
Mazalen die gepaard gaan met complicaties.
“Onbehandelbare” auto-immuunaandoeningen.
Thrombocytopenische purpura aandoening van de bloedstolling. Hierbij gaan overal in het
lichaam kleine bloedstolseltjes ontstaan in de bloedvaten.
Toxiciteit-nevenwerkingen
, Nevenwerkingen zijn zeer zeldzaam.
Nevenwerkingen die kunnen optreden zijn:
Anafylactische reactie of overgevoeligheidsreactie.
Effect op de doeltreffendheid van vaccinatie, voornamelijk bij levend verzwakte virusvaccins.
Men moet opletten bij het toediening aan patiënten met een IgA-deficiëntie.
Farmacokinetiek
Na intraveneuze toediening is het meteen en volledig biologisch beschikbaar in de bloedsomloop van de
ontvanger. Het wordt relatief snel verdeeld over plasma en extravasculaire vloeistof. Na 3-5 dagen is er
een toestand van evenwicht tussen de intra-en extravasulaire compartimenten.
Duur van de bescherming is ongeveer 1-3 maanden.
2.2 SPECIFIEKE IMMUNOGLOBULINEN
Specifieke immunoglobulinepreparaten worden ook wel hyperimmune preparaten genoemd. Er kan een
onderscheid gemaakt worden tussen de dierlijke en humane immunoglobulinen.
Definitie
De specifieke immunoglobulinen verschillen van de plasma-immunoglobulinen door de selectie van donoren
met hoge titers aan specifieke immunoglobulinen. Dit betekent niet dat het preparaat enkel dit
immunoglobuline bevat, het bevat ook nog een hele boel andere immunoglobulinen. Er kan een onderscheid
gemaakt worden tussen de dierlijke en humane immunoglobulinen.
2.2.1 DIERLIJKE IMMUNOGLOBULINEN
De dierlijke immunoglobulinen worden ook wel ‘sera’ genoemd.
De dierlijke immunoglobulinen zijn niet op de markt in Begië, wel in de noodkoffer. Het gebruik ervan is maar
zeer zeldzaam omwille van het hoog risico op plasmaziekte.
Een voorbeeld van een situatie waarbij de dierlijke immunoglobuline nog gebruikt worden is bij een
slangenbeet. Slangengif kan immers levensgevaarlijk zijn dus er is een dringende interventie nodig. Hierbij
wordt serum gebruikt van geïmmuniseerde paarden. Men geeft eerst een zeer kleine dosis slangengif aan het
paard zodat het hiertegen antilichamen aanmaakt. Men gaat de dosis slangif steeds verhogen zodat het paard
na een tijd een hoog serumgehalte heeft van de antilcihamen tegen het slangengif. Dit serum kan dan gebruikt
worden indien iemand een slangebeet heeft. Her wordt enkel toegediend in noodsituaties.
Een ander voorbeeld van een situatie is botulisme. Hierbij wordt serum gebruikt van paarden die
geïmmunisered werden met Clostridium botulinum.
2.2.2 HUMANE IMMUNOGLOBULINEN
Ze worden meestal intramusculair toegediend.
2.2.3 VOORBEELDEN VAN SPECIFIEKE IMMUNOGLOBULINEN
Er worden voorbeelden bekeken van verschillende specifieke immunoglobulinen:
1) Specifieke immunoglubulinen tegen hepatitis B
ANTILICHAMEN
1 INLEIDING
1.1 STRUCTUUR VAN ANTILICHAMEN
Antilichamen bestaan uit 2 identieke lichte ketens en 2 identieke zware ketens. Deze ketens zijn zo met elkaar
verbonden dat ze een Y-vormig molecule vormen.
Elke lichte keten is gebonden met een zware keten + 2 zware ketens met elkaar verbonden. Beide
bindingen gebeuren via disulfidebruggen.
De lichte keten bevat 1 variabel domein en 1 constant domein. De zware keten bevat 1 variabel domein en
3 of 4 constante domeinen.
Elk domein heeft een driedimensionale
structuur en wordt een immunoglubuline domein
genoemd. Het bestaat uit 2 bèta-sheets die met elkaar
verbonden zijn via een disulfidebrug. De aangrensende
ketens zijn onderling verbonden via lussen. In de
variabele domeinen bevatten deze lussen de 3
hypervariabele regio’s of CDR’s. Het zijn deze regio’s die
bepalen welke antigenen kunnen binden. CDR3 is de
grootste, deze is aanwezig op de junctie van de variabele en
constante domeinen.
Ook functioneel kunnen we het antilichaam onderverdelen in
fragmenten.
- Een fragment dat een hele lichte keten en het variabele en eerste
constante domein van de zware keten bevat, wordt Fab genoemd.
Fab staat voor fragment, antigen-binding omdat dit fragment zorgt
voor de binding met het antigen.
- Een fragment dat de andere constante domeinen van de zware
keten bevat, wordt Fc genoemd. Fc staat voor fragment, crystalline
omdat het kristalliseert in oplossing. Het speelt een rol in de
biologische activiteit en de effector functies van het antilichaam.
Elk antilichaam bestaat dus uit 2 Fab regio’s en 1 Fc-regio.
Tussen Fab en Fc-regio is er een flexibel deel, scharnier regio
genoemd. Deze regio zorgt ervoor dat de 2 Fab regio’s onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen zodat ze
elk met een epitoop van het antigen kunnen binden.
C-terminaal uiteinde van antilichaam kan in een plasmamembraan zijn verankerd bij de membraangebonden
antilichamen van de B-cellen. Het kan ook een staart
vormen bij de gesecreteerde antilichamen.
, De zware keten heeft 5 verschillende types: , , , en .
heeft nog 2 subtypes (1 en 2) en heeft nog 4 subtypes (1,
2, 3 en 4). Afhankelijk van welke zware keten het antilichaam
bevat, kunnen we verschillende isotypen onderscheiden die
vernoemd zijn naar hun zware keten (IgM, IgD, IgG, IgE en IgA).
Naïeve B-lymfocyten hebben aan hun oppervlak IgM en IgD.
Wanneer de naïeve B-lymfocyten hun antigen herkennen dan
worden ze geactiveerd en secreteren ze antilichamen.
Het kan zijn dat ze IgM-antilichamen secreteren, maar het kan
ook zijn dat ze antilichamen secreteren van een ander isotype.
In dat geval spreken we van zware keten klasse switching. Hierbij
is het variabele domein nog wel hetzelfde, maar de constante
domeinen veranderen. De verschillende types hebben
verschillende functies en structuur (kijk hieronder).
De lichte keten heeft 2 verschillende types: en . Een antilichaam kan 1 van beide types bevatten, maar
niet beiden. Deze verschillen structureel in de C-regio’s, maar hebben in tegenstelling tot de zware ketens
wel dezelfde functie. Ook bij de zware keten switch blijven deze gebonden.
Binding van antigenen aan antilichamen
De binding van antigenen aan antilichamen gebeurt via reversibele, zwakke bindingen zoals
waterstofbruggen, hydrofobe interacties en geladen-gebaseerde interacties.
Het deel van het antigeen waaraan het antilichaam bindt wordt een epitoop genoemd.
De sterkte van de binding van een antigen aan een antilichaam wordt de affiniteit genoemd. Het wordt
gegeven door de Kd-waarde. Dit is de molaire concentratie
van antigen dat nodig is om de helft van de antilichamen te
bezetten. Meestal ligt het tussen de 10-6-10-9. Bij secundaire
immuunresponsen stijgt de affiniteit van 10-8-10-11. Dit wordt
affiniteit maturatie genoemd.
IgG, IgD en IgE zijn monomeren en hebben dus 2
antigeenbinding regio’s. IgA is een dimeer en heeft dus 4
antigeenbinding regio’s. IgM is een pentameer en heeft dus
10 antigeenbinding regio’s. Elk antilichaam kan dus binden
met 10 epitopen van een antigen of met epitopen van 2 of
meerdere antigenen.
Antilichamen voor een bepaald antigen kan binden met stuctureel gelijkende antigenen. Dit wordt een
kruisreactie genoemd.
1.2 FUNCTIE VAN ANTILICHAMEN
IgM: activatie van de klassieke pathway van het
complementsysteem.
IgA: mucosale immuniteit secretie van IgA
antilichamen in het lumen van de gastro-
intestinale en respiratoire tractus. Ze gaan binden
op de microben en toxines waardoor deze
geneutramiseerd worden en niet meer kunnen
binnendringen.
IgE: beschermen tegen parasieten, mestcel-
degranulatie (allergische reactie).
IgG:
Activatie van de klassieke pathway van het complementsysteem.
Neutralisatie van microben en toxines. Heel veel microben gebruiken hun celwand om binnen te
dringen in de cel. Indien een antilichaam wordt gebonden dan kan de microbe niet meer
, binnendringen en wordt een infectie vermeden. Veel microben geven ook toxinen vrij die kunnen
binden op de gastheercel en schadelijke effecten veroorzaken. Door een antilichaam te binden
aan het toxine kan dit niet meer binden en geen schadelijke effecten veroorzaken.
Opsonisatie van antigenen voor fagocytose door macrofagen en neutrofielen.
Antilichaam afhankelijke cellulaire cytotoxiciteit: NK-cellen gaan geïnfecteerde cellen doden die
gecoat zijn met antlichamen. Een geïnfecteerde cel gaat de antigenen presenteren aan zijn
oppervlak. Hierop kunnen de antilichamen binden zodat er signalen ontstaan in de NK-cellen die
leiden tot degranulatie. De inhoud van de granules zorgt voor celdood.
Neonatale immuniteit: transfer van maternale antilichamen via de placenta.
Feedback inhibitie van B-celactivatie.
1.3 GEBRUIK VAN ANTILICHAMEN
Antilichamen kunnen in vivo gebruikt worden, er kan een onderscheid gemaakt worden tussen monoklonale en
polyklonale antilichamen.
Monoklonaal antilichaam is een antilichaampreparaat met slechts 1 specificiteit en afkomstig van een
enkele B-cel kloon. De antilichamen in dit preparaat zijn homogeen, ze zijn identiek qua
aminozuursequentie. Elk antilichaam heeft dezelfde herkenningssite, affiniteit, biologische interacties en
biologische effecten.
Polyklonaal antilichaam is een antilichaampreparaat dat akomstig is van meerdere B-cel klonen. De
antilichamen zijn heterogeen, ze verschillende qua aminozuursequentie. Het omvat antilichamen die
verschillende epitopen herkennen.
2 POLYKLONALE ANTILICHAMEN
Bij de polyklonale antilichamen kan er een onderscheid gemaakt worden tussen 2 groepen: de polyvalente
humane antilichamen en de specifieke antilichamen.
2.1 POLYVALENTE HUMANE IMMUNOGLOBULINEN
De polyvalante humane immunoglobulinen worden ook wel humane immunoglobulinen of plasma-
immunoglobulinen genoemd.
Definitie
Het is een antilichaampreparaat dat het verzameld (‘pooled’) plasma van gezonde vrijwilligers bevat. De ‘pool’
is afkomstig van minstens 1000 plasmadonaties. Men verzamelt het bloed van vele vrijwillige gezonde donors
om op deze manier een breed spectrum van IgG-antilichamen te bekomen. Het komt overeen met een
natuurlijke respons van volwassenen tegen algemeen voorkomende antigenen, waaronder pathogene
microben.
Indicaties
Substitutietherapie bij primaire en secundaire immunodeficiënties (bv. agammaglobulinemie,
hypogammaglobulinemie) als profylaxis van infecties.
Andere meer zeldzame indicaties:
Mazalen die gepaard gaan met complicaties.
“Onbehandelbare” auto-immuunaandoeningen.
Thrombocytopenische purpura aandoening van de bloedstolling. Hierbij gaan overal in het
lichaam kleine bloedstolseltjes ontstaan in de bloedvaten.
Toxiciteit-nevenwerkingen
, Nevenwerkingen zijn zeer zeldzaam.
Nevenwerkingen die kunnen optreden zijn:
Anafylactische reactie of overgevoeligheidsreactie.
Effect op de doeltreffendheid van vaccinatie, voornamelijk bij levend verzwakte virusvaccins.
Men moet opletten bij het toediening aan patiënten met een IgA-deficiëntie.
Farmacokinetiek
Na intraveneuze toediening is het meteen en volledig biologisch beschikbaar in de bloedsomloop van de
ontvanger. Het wordt relatief snel verdeeld over plasma en extravasculaire vloeistof. Na 3-5 dagen is er
een toestand van evenwicht tussen de intra-en extravasulaire compartimenten.
Duur van de bescherming is ongeveer 1-3 maanden.
2.2 SPECIFIEKE IMMUNOGLOBULINEN
Specifieke immunoglobulinepreparaten worden ook wel hyperimmune preparaten genoemd. Er kan een
onderscheid gemaakt worden tussen de dierlijke en humane immunoglobulinen.
Definitie
De specifieke immunoglobulinen verschillen van de plasma-immunoglobulinen door de selectie van donoren
met hoge titers aan specifieke immunoglobulinen. Dit betekent niet dat het preparaat enkel dit
immunoglobuline bevat, het bevat ook nog een hele boel andere immunoglobulinen. Er kan een onderscheid
gemaakt worden tussen de dierlijke en humane immunoglobulinen.
2.2.1 DIERLIJKE IMMUNOGLOBULINEN
De dierlijke immunoglobulinen worden ook wel ‘sera’ genoemd.
De dierlijke immunoglobulinen zijn niet op de markt in Begië, wel in de noodkoffer. Het gebruik ervan is maar
zeer zeldzaam omwille van het hoog risico op plasmaziekte.
Een voorbeeld van een situatie waarbij de dierlijke immunoglobuline nog gebruikt worden is bij een
slangenbeet. Slangengif kan immers levensgevaarlijk zijn dus er is een dringende interventie nodig. Hierbij
wordt serum gebruikt van geïmmuniseerde paarden. Men geeft eerst een zeer kleine dosis slangengif aan het
paard zodat het hiertegen antilichamen aanmaakt. Men gaat de dosis slangif steeds verhogen zodat het paard
na een tijd een hoog serumgehalte heeft van de antilcihamen tegen het slangengif. Dit serum kan dan gebruikt
worden indien iemand een slangebeet heeft. Her wordt enkel toegediend in noodsituaties.
Een ander voorbeeld van een situatie is botulisme. Hierbij wordt serum gebruikt van paarden die
geïmmunisered werden met Clostridium botulinum.
2.2.2 HUMANE IMMUNOGLOBULINEN
Ze worden meestal intramusculair toegediend.
2.2.3 VOORBEELDEN VAN SPECIFIEKE IMMUNOGLOBULINEN
Er worden voorbeelden bekeken van verschillende specifieke immunoglobulinen:
1) Specifieke immunoglubulinen tegen hepatitis B
