Haptenos: historia, funciones, características, respuestas inmunes
Un hapteno es una molécula no proteica de bajo peso molecular, no antigénica, que es capaz de provocar una respuesta inmune únicamente cuando se une a un “transportador o portador molecular” de naturaleza proteica o glucídica. Habría que reseñar que muchos autores lo describen como un “antígeno de muy pequeño tamaño”.
Una molécula antigénica o antígeno se define en algunos textos como cualquier sustancia capaz de unirse con una alta especificidad a un anticuerpo producido por una célula B o a un receptor en la membrana de una célula T, que son los linfocitos responsables de la inmunidad humoral y celular, respectivamente.
Los antígenos pueden ser moléculas de cualquier tipo, como por ejemplo las proteínas, los metabolitos, los azúcares, los lípidos y sus derivados, las hormonas, los fármacos, ácidos nucleicos, etc.
No obstante, solo las macromoléculas de gran tamaño tienen las propiedades antigénicas capaces de desencadenar las respuestas linfocitarias necesarias para la producción de anticuerpos.
Cualquier sustancia ajena a un organismo puede considerarse como un antígeno, sin embargo, el término ‘inmunógeno’ se emplea con frecuencia para referirse a aquellos antígenos que efectivamente disparan una respuesta por parte de los linfocitos B productores de anticuerpos.
Un hapteno es, por lo tanto, un antígeno no inmunogénico, que requiere de su asociación con una macromolécula para desencadenar las respuestas inmunológicas características de un inmunógeno.
Índice del artículo
- 1 Funciones
- 2 Características
- 3 Respuestas inmunes asociadas con los haptenos y un poco de historia
- 4 Referencias
Puesto que el sistema inmune es la principal “arma” de defensa contra infecciones de distintos tipos de patógenos y frente a cualquier objeto o sustancia extraña, entre muchas otras cosas, el cuerpo de un ser humano invierte gran cantidad de esfuerzo y energía en su funcionamiento.
Empero, a lo largo de su vida una persona está regularmente expuesta a lo que podrían considerarse como múltiples antígenos, por lo cual el sistema inmune tiene la capacidad de “decidir” a qué tipo de moléculas responder y a qué tipo de moléculas hacer caso omiso.
Uno de los mecanismos del que se vale el sistema inmune para decidir si responder o no a un determinado antígeno es el tamaño de este. Así, como se comentó anteriormente, solo “grandes” moléculas como las proteínas, los fosfolípidos, los hidratos de carbono complejos y los ácidos nucleicos funcionan como inmunógenos verdaderos.
Los haptenos, dado que son moléculas de muy pequeño tamaño, a menos que estén conjugados con algún tipo de macromolécula, no tienen funciones inmunogénicas. No obstante, los estudiosos de la rama de la medicina conocida como inmunología consideran a los haptenos como “herramientas” inmunológicas.
La razón de la afirmación anterior tiene que ver con el hecho de que algunos investigadores se dedican a la tarea de conjugar ciertos haptenos a otras moléculas más grandes, que funcionan en su “transporte” y que las rinden inmunogénicas, en aras de lograr que un individuo produzca anticuerpos específicos contra un hapteno determinado.
La molécula resultante de la unión entre un hapteno y una molécula portadora se conoce como ‘sistema’ o ‘complejo hapteno-transportador’ y los individuos expuestos a este sistema (verdaderamente inmunogénico) producen anticuerpos con la capacidad de unirse específicamente a estas moléculas en su forma libre.
Entonces, una de las funciones principales de los sistemas hapteno-portador es la de estimular la producción de anticuerpos, los cuales muchas veces son empleados en el desarrollo de distintas pruebas analíticas, por lo que son útiles desde el punto de vista de investigación y diagnóstico.
Un animal experimental expuesto a un hapteno acoplado con una proteína, por ejemplo, producirá anticuerpos contra el hapteno, contra los epítopes o determinantes antigénicos de la molécula portadora y contra los sitios formados en la unión entre el hapteno y su transportador.
Esta propiedad del sistema hapteno-portador o transportador, es útil para el estudio de los efectos inmunológicos de pequeñas variaciones en la estructura de un antígeno sobre la especificidad de la respuesta inmune.
Los haptenos se caracterizan principalmente por su tamaño y por el hecho de que, generalmente, son moléculas orgánicas no proteicas. Aquí una breve lista de las principales características de estas moléculas:
– Compuestos químicos de bajo peso molecular (menores a 5 kDa). Puede tratarse, incluso, de grupos funcionales muy pequeños.
– Son moléculas con especificidad antigénica, pero sin poder inmunogénico o, lo que es igual, no disparan la producción de anticuerpos, pero pueden ser reconocidos específicamente por estos en organismos inmunizados con complejos hapteno-portador.
– Solo unidos a una molécula “portadora” o “transportadora” (del inglés Carrier) adquieren inmunogenicidad como antígenos, pues son reconocidos por el sistema inmune.
– Son univalentes desde el punto de vista antigénico, es decir, el número de determinantes antigénicos funcionales que poseen los haptenos, capaces de unirse a un anticuerpo, es de uno solo (a diferencia de un antígeno natural, que es polivalente).
Gran parte del conocimiento actual respecto al proceso de presentación de antígenos por parte de los linfocitos B, así como el papel de estas células en el desarrollo de las respuestas inmunes humorales, deriva de distintos estudios donde quería observarse la respuesta de anticuerpos en un organismo inmunizado con un complejo hapteno-transportador.
Karl Landsteiner, entre 1920 y 1930, dedicó su investigación a la creación de un sistema químicamente definido para estudiar la unión de anticuerpos individuales, empleando, para ello, animales inmunizados con conjugados hapteno-portador y comparando los sueros de estos con los de otros animales inmunizados con haptenos similares acoplados a moléculas diferentes.
Sus experimentos comparativos tenían la finalidad de determinar si existían reacciones cruzadas (que el mismo anticuerpo reconozca más de un antígeno) entre los anticuerpos producidos en respuesta a distintos complejos hapteno-portador, con lo que pudo analizar cuáles modificaciones impedían o permitían estas reacciones.
Los trabajo de Landsteiner consiguieron sacar a relucir la especificidad del sistema inmune para pequeñas variaciones estructurales en los determinantes inmunogénicos de los antígenos, así como la gran diversidad de epítopes que este sistema tiene la capacidad de reconocer.
De los estudios de Landsteiner y de otros investigadores del área, pudieron reconocerse algunas características particulares de las respuestas inmunes inducidas por la inmunización con complejos hapteno-proteína portadora.
– Las respuestas inmunes requieren de la participación de linfocitos B específicos para cada hapteno y de linfocitos T colaboradores específicos para la porción proteica del transportador.
– La elicitación de una respuesta solo es posible cuando el hapteno está físicamente unido a su proteína transportadora.
– La interacción anticuerpo-antígeno está restringida por las moléculas del sistema del complejo mayor de histocompatibilidad de clase II.
Más tarde, en la historia de la inmunología se reconoció que estas características son propias también de las respuestas de anticuerpos frente a cualquier antígeno proteico.
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