Immunológia: a jövő a szintetikus antitesteké

A főként terápiás célok szolgálatára kifejlesztett immunológiai módszerek között egyre nagyobb tért hódít a szintetikus antitestek felhasználása. Segítségükkel olyan óriási antitest-variábilitás érhető el, amely akár immunrendszerünk természetes antigén-felismerő repertoárját is meghaladhatja. Ezenkívül alkalmazásukkal lényegesen gyorsabban - és példátlan pontossággal - hozhatók létre ellenanyag-molekulák.

Azokat a szervezetünkbe kerülő anyagokat, amelyeket immunrendszerünk mint testidegen ágenseket ismer fel, antigéneknek nevezzük. Antigének például a külső környezetből a szervezetbe kerülve immunválaszt kiváltó különféle kórokozók, de antigénként viselkedhetnek a szervezeten belül kialakuló rákos sejtek is, amelyek ellen az immunrendszer ugyancsak támadásba lendül.

Kétféle immunválaszt indukálhatnak a különböző antigének. Az úgynevezett sejtes immunitás során a faló-, illetve sejtkárosító anyagokat termelő immunsejteké a főszerep: ezek elpusztítják és bekebelezik például a kórokozó baktériumokat vagy a fertőzött saját sejteket. A humorális immunválasz legfőbb elemeit az egyes immunsejtek által termelt ellenanyagok, illetve más, a védekezésben részt vevő molekuláris ágensek adják.

Az ellenanyag- (vagy antitest-) molekulák többsége az úgynevezett immunoglobulin G (IgG) fehérjecsalád tagja. Legfőbb feladatuk, hogy specifikusan az adott antigénhez kapcsolódva olyan folyamatokat indítsanak el, amelyek az antigén elpusztítására és a szervezetből való eltüntetésére irányulnak. Az antigénnek azt a részét, amelyhez az antitest kapcsolódni képes, epitópnak nevezzük.

Mindezek értelmében tehát az immunrendszernek annyiféle ellenanyag-molekula előállítását kell lehetővé tennie, amennyi ahhoz szükséges, hogy képessé váljon valamennyi létező antigén felismerésére. Ez az emberi szervezet esetében hozzávetőlegesen 107-109 nagyságrendű különböző epitóppal való kapcsolat kialakítására képes antitest-molekulát jelent. Ekkora tehát az az ellenanyag-diverzitás, amely génjeinkben kódolva van, illetve bonyolult génátrendeződési mechanizmusokon át "életre hívható".

Az antitest-molekula elsődlegesen négy - aminosavakból álló - polipeptidből épül fel, amelyek két könnyű- és két nehézláncot (LC/light chain, HC/heavy chain) formálnak. Ezeket kénhidak (egy-egy láncról "lelógó" kénatomok közötti kovalens kötések) kapcsolják egymáshoz. Funkcionális szempontból fontos megkülönböztetni a kétféle lánctípus szakaszait, illetve magának az ellenanyag-molekulának a részeit is.

Mind a könnyű-, mind a nehézláncok tartalmaznak egy-egy variábilis régiónak nevezett szakaszt (VL, VH): ezek az antitest-molekula antigén-felismerő részei, azaz itt történik az antigén-ellenanyag  kapcsolódás. A láncok konstans szakaszai (CL, CH) az azonos fehérjecsaládba tartozó ellenanyag-molekulák között nagyon hasonlóak. Konstans régióból a könnyűláncok esetében egyet-egyet (CL), míg a nehézláncoknál hármat-hármat (CH1, CH2, CH3) különböztetünk meg. Az ellenanyag-molekula azon részét, amely a két nehézlánc CH2 és CH3 szakaszait tartalmazza, Fc régiónak, amelyik csak a variábilis szakaszokat, azt Fv-nek, amelyik pedig az egyik könnyűláncot, illetve az ahhoz kapcsolódó VH és CH1 részeket foglalja magában, Fab-nak nevezzük.