HAPTENS: RIWAYAT, FUNGSI, KARAKTERISTIK, RESPONS IMUN - BIOLOGI - 2025

Sebuah hapten adalah non-antigenik, rendah berat molekul non-protein molekul yang mampu memunculkan respon imun hanya ketika mengikat protein atau karbohidrat “transporter molekul atau operator”. Perlu dicatat bahwa banyak penulis menggambarkannya sebagai "antigen yang sangat kecil".

Molekul antigenik atau antigen didefinisikan dalam beberapa teks sebagai zat apa pun yang mampu mengikat dengan spesifisitas tinggi ke antibodi yang diproduksi oleh sel B atau ke reseptor pada membran sel T, yang merupakan limfosit yang bertanggung jawab untuk imunitas humoral dan seluler. , masing-masing.

Kompleks antigen-antibodi (Sumber: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Antigen dapat berupa molekul jenis apa pun, seperti protein, metabolit, gula, lipid dan turunannya, hormon, obat-obatan, asam nukleat, dll.

Namun, hanya makromolekul besar yang memiliki sifat antigenik yang mampu memunculkan respons limfosit yang diperlukan untuk produksi antibodi.

Zat apa pun yang asing bagi suatu organisme dapat dianggap sebagai antigen, namun istilah 'imunogen' sering digunakan untuk merujuk pada antigen yang secara efektif memicu respons oleh limfosit B penghasil antibodi.

Oleh karena itu, hapten adalah antigen non-imunogenik, yang memerlukan hubungannya dengan makromolekul untuk memicu karakteristik respons imun dari imunogen.

fitur

Karena sistem kekebalan adalah "senjata" utama pertahanan melawan infeksi berbagai jenis patogen dan terhadap benda atau zat asing, di antara banyak hal lainnya, tubuh manusia menginvestasikan banyak tenaga dan energi dalam operasinya .

Namun, sepanjang hidupnya seseorang secara teratur terpapar pada apa yang dapat dianggap sebagai antigen ganda, di mana sistem kekebalan memiliki kemampuan untuk "memutuskan" jenis molekul apa yang akan direspon dan jenis molekul apa yang diabaikan.

Salah satu mekanisme yang digunakan sistem kekebalan untuk memutuskan apakah akan merespons antigen tertentu atau tidak adalah ukurannya. Jadi, seperti dibahas di atas, hanya molekul "besar" seperti protein, fosfolipid, karbohidrat kompleks, dan asam nukleat yang berfungsi sebagai imunogen sejati.

Haptens, karena merupakan molekul yang sangat kecil, kecuali jika terkonjugasi dengan beberapa jenis makromolekul, tidak memiliki fungsi imunogenik. Namun, para sarjana di bidang kedokteran yang dikenal sebagai imunologi menganggap haptens sebagai "alat" imunologis.

Alasan pernyataan di atas berkaitan dengan fakta bahwa beberapa peneliti berdedikasi pada tugas mengkonjugasikan hapten tertentu ke molekul lain yang lebih besar, yang berfungsi dalam "transpor" dan menjadikannya imunogenik, untuk mencapai itu a individu menghasilkan antibodi spesifik terhadap hapten tertentu.

Molekul yang dihasilkan dari penyatuan antara hapten dan molekul pembawa dikenal sebagai 'sistem' atau 'kompleks pembawa hapten' dan individu yang terpapar sistem ini (benar-benar imunogenik) menghasilkan antibodi dengan kemampuan untuk secara khusus mengikat molekul-molekul ini di dalamnya. Bebas dari.

Utilitas praktis

Jadi, salah satu fungsi utama sistem pembawa hapten adalah untuk merangsang produksi antibodi, yang sering digunakan dalam pengembangan tes analitik yang berbeda, sehingga berguna dari sudut pandang penelitian dan diagnosis. .

Hewan percobaan yang terpapar hapten yang digabungkan dengan protein, misalnya, akan menghasilkan antibodi terhadap hapten, melawan epitop atau determinan antigenik dari molekul pembawa, dan terhadap situs yang terbentuk di persimpangan antara hapten dan transporternya.

Sifat sistem pembawa-hapten atau transporter ini berguna untuk mempelajari efek imunologi dari variasi kecil dalam struktur antigen pada spesifisitas respon imun.

karakteristik

Haptens dicirikan terutama oleh ukurannya dan oleh fakta bahwa mereka umumnya adalah molekul organik non-protein. Berikut adalah daftar singkat karakteristik utama molekul-molekul ini:

- Senyawa kimia dengan berat molekul rendah (kurang dari 5 kDa). Mereka bahkan bisa menjadi kelompok fungsional yang sangat kecil.

Kompleks pembawa hapten. Hapten dalam gambar ini adalah kelompok dinitrofenil (Sumber: MantOs via Wikimedia Commons)

- Mereka adalah molekul dengan spesifisitas antigenik, tetapi tanpa kekuatan imunogenik atau, yang sama, mereka tidak memicu produksi antibodi, tetapi mereka dapat dikenali secara spesifik dalam organisme yang diimunisasi dengan kompleks pembawa hapten.

- Hanya melekat pada molekul "pembawa" atau "pengangkut" (dari Operator Bahasa Inggris) mereka memperoleh imunogenisitas sebagai antigen, karena mereka dikenali oleh sistem kekebalan.

- Mereka univalen dari sudut pandang antigenik, yaitu jumlah determinan antigenik fungsional yang dimiliki haptens, yang mampu mengikat antibodi, hanya satu (tidak seperti antigen alami, yang polivalen).

Respon kekebalan terkait dengan haptens dan sedikit sejarah

Banyak dari pengetahuan terkini mengenai proses penyajian antigen oleh limfosit B, serta peran sel-sel ini dalam pengembangan respons imun humoral, berasal dari berbagai penelitian di mana respons antibodi dalam organisme yang diimunisasi ingin diamati. dengan kompleks hapten-transporter.

Karl Landsteiner, antara 1920 dan 1930, mengabdikan penelitiannya pada penciptaan sistem yang didefinisikan secara kimiawi untuk mempelajari pengikatan antibodi individu, menggunakan, untuk ini, hewan yang diimunisasi dengan konjugat pembawa hapten dan membandingkan sera mereka dengan hewan lain. diimunisasi dengan haptens serupa digabungkan dengan molekul yang berbeda.

Eksperimen komparatifnya ditujukan untuk menentukan apakah ada reaksi silang (bahwa antibodi yang sama mengenali lebih dari satu antigen) antara antibodi yang dihasilkan sebagai respons terhadap kompleks pembawa hapten yang berbeda, yang dengannya ia dapat menganalisis modifikasi mana yang mencegah atau memungkinkan reaksi ini.

Pekerjaan Landsteiner berhasil menunjukkan kekhususan sistem kekebalan untuk variasi struktural kecil dalam penentu imunogenik antigen, serta keragaman epitop yang dapat dikenali oleh sistem ini.

Karakteristik respons yang diinduksi oleh kompleks pembawa hapten

Dari studi yang dilakukan oleh Landsteiner dan peneliti lain di daerah tersebut, beberapa karakteristik tertentu dari respon imun yang disebabkan oleh imunisasi dengan kompleks protein pembawa hapten dapat dikenali.

- Respon imun membutuhkan partisipasi limfosit B spesifik untuk setiap limfosit T hapten dan spesifik untuk bagian protein transporter.

- Elisitasi respon hanya mungkin bila hapten secara fisik terikat pada protein pembawa.

- Interaksi antibodi-antigen dibatasi oleh molekul sistem kompleks histokompatibilitas mayor kelas II.

Kemudian, dalam sejarah imunologi diketahui bahwa karakteristik ini juga merupakan karakteristik dari respon antibodi terhadap antigen protein.

Referensi

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). E-book imunologi seluler dan molekuler. Ilmu Kesehatan Elsevier.
2. Aktor, JK (2019). Pengantar Imunologi, 2nd: Konsep Dasar untuk Aplikasi Interdisipliner. Pers Akademik.
3. Kennedy, M. (2011). Imunologi untuk boneka-tinjauan konsep dasar yang tidak menyakitkan (Prosiding).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Prinsip biokimia Lehninger. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J., & Stranford, SA (2013). Imunologi Kuby (h. 692). New York: WH Freeman.