Os anticorpos são proteínas especializadas, em forma de Y, que se ligam como um cadeado aos invasores de fora do corpo – sejam eles vírus, bactérias, fungos ou parasitas. Eles são o batalhão do sistema imunológico de “busca e destruição”, incumbido de encontrar um inimigo e destruí-lo.
“Eles são liberados da célula e saem para caçar”, disse o Dr. Warner Greene, diretor do Centro de Pesquisa de Cura do HIV nos Institutos Gladstone, em São Francisco.
Quando os anticorpos encontram seu alvo, eles se ligam a ele, o que então desencadeia uma cascata de ações que vencem o invasor. Os anticorpos fazem parte do chamado sistema imunológico “adaptável”, o braço do sistema imunológico que aprende a reconhecer e eliminar patógenos específicos, disse Greene.
Como são os anticorpos?
Os dois braços no topo da forma em Y do anticorpo ligam-se ao que é conhecido como o antígeno. O antígeno pode ser uma molécula, ou um fragmento molecular – freqüentemente alguma parte de um vírus ou bactéria. (Por exemplo, o novo coronavírus SARS-CoV-2 tem “espigões” únicos em sua capa externa, e alguns anticorpos se ligam e reconhecem essas proteínas de espigões).
O fundo do Y, ou o talo, liga-se a vários outros compostos do sistema imunológico que podem ajudar a matar o antígeno ou mobilizar o sistema imunológico de outras formas. Um conjunto destes, por exemplo, aciona a cascata do complemento, disse Greene à Live Science.
“O complemento é na verdade o carrasco”, que faz furos na célula alvo, como a membrana de um vírus, disse Greene.
Os anticorpos, que também são chamados de imunoglobulinas (Ig), todos têm a mesma forma Y básica, mas há cinco variações sobre este tema – chamados IgG, IgM, IgA, IgD e IgE, disse Jason Cyster, professor de microbiologia e imunologia da Universidade da Califórnia, São Francisco.
Cada variação parece um pouco diferente e desempenha papéis diferentes no sistema imunológico. Por exemplo, a imunoglobulina G, ou IgG, é apenas um Y, enquanto a IgM se parece um pouco com a deusa hindu Durga de 10 braços, com cinco Y’s empilhados juntos, e cada um deles pode ligar um antígeno.
IgG e IgM são os anticorpos que circulam na corrente sanguínea e vão para órgãos sólidos, disse Cyster. IgA é “esguichado para fora do corpo”, em muco ou secreções, disse Cyster à Live Science. IgE é o anticorpo que normalmente desencadeia respostas alérgicas, como pólen ou amendoim, de acordo com a Academia Americana de Alergia, Asma e Imunologia. O IgD tem sido historicamente enigmático, mas uma de suas funções é ajudar a ativar as células que produzem anticorpos.
Onde se formam os anticorpos?
Para entender os anticorpos, primeiro é preciso saber sobre as células B, que são um tipo de glóbulo branco que se forma na medula óssea. Há cerca de um trilhão de células B no corpo, e cada uma delas tem um anticorpo IgM único que fica na superfície da célula B e cada uma se liga, a um antígeno, disse Simon Goodman, gerente do Programa de Ciência e Tecnologia da The Antibody Society, uma organização sem fins lucrativos que representa aqueles envolvidos na pesquisa e desenvolvimento de anticorpos.
Este nível surpreendente de variação permite que o corpo reconheça quase qualquer substância que possa entrar. Eis como ele atinge essa diversidade: Em cada célula B, os genes que codificam o local de ligação do anticorpo são embaralhados como cartas de baralho em um baralho.
“A quantidade de rearranjo que pode ocorrer é enorme”, disse Cyster à Live Science.
Estas células B patrulham então o corpo, muitas vezes permanecendo mais tempo em áreas como os linfonodos ou as amígdalas, disse Cyster. Na maioria das vezes, estas células B não amarram nada. Mas se, por uma chance em um milhão, uma célula B ligar alguma substância estranha, “isso aciona a célula B para dizer ‘Ei, precisamos ser ativados'”, disse Cyster.
A célula B cresce em tamanho e começa a se dividir no que é chamado de “expansão clonal”, disse Cyster.
“É uma cópia idêntica do pai, assim como a mãe”, disse Cyster. Após uma semana ou mais, pode haver centenas de milhares a um milhão dessas cópias.
Eventualmente, estas células B expandidas clonalmente se diferenciam em células de plasma, que são fábricas de anticorpos.
“Elas secretam 10.000 anticorpos por célula por segundo. Elas podem fazer isso durante semanas ou anos, se você tiver sorte”, disse Cyster.
Mas nem todas as células B dividem a mesma quantidade.
“Se você considerar a célula B como uma fechadura, e considerar todas essas coisas diferentes como sendo chaves diferentes, então algumas das chaves se encaixarão melhor, outras se encaixarão pior, e algumas não se encaixarão em nada”, disse Goodman ao Live Science. “E dependendo de quão bem a chave cabe na fechadura na superfície de uma determinada célula B, essa célula será acionada para dividir mais”. Então, as células B mais prolíficas produzem mais plasmócitos e se transformam mais em um tipo específico de anticorpo.
O corpo também não produz apenas um tipo de anticorpo; ele produz um zoológico confuso e caótico deles. Cada um se prende em diferentes partes de um invasor.
E os anticorpos não fazem todos a mesma coisa uma vez que estão presos a um alvo. Alguns irão cortar a infecção na gema neutralizando diretamente uma ameaça, impedindo que um patógeno entre em uma célula. Outros marcam invasores, para que as células assassinas do sistema imunológico (que não são anticorpos) possam removê-los, disse Greene. Outros ainda podem envolver vírus ou bactérias em um revestimento viscoso. E outros anticorpos podem dizer às células imunes do tipo Pac-Man, chamadas macrófagos, para devorar o invasor. (Essa estratégia pode, às vezes, ter um efeito contrário aos vírus, o que pode cooptar essa resposta para invadir novas células, acrescentou Cyster).
O primeiro tipo de anticorpo a se formar após a exposição a um vírus é o IgM, que emerge dentro de 7 a 10 dias após a exposição, disse Greene. O IgM pode se ligar a um invasor, mas cada “Y” nesta proteína de 10 braços o faz de forma bastante fraca. Mas, assim como cinco pessoas fracas trabalhando juntas podem enfrentar um adversário grande e forte, os cinco Y (10 braços) de IgM trabalhando juntos podem se ligar firmemente a um antígeno, acrescentou ele.
Com cerca de 10 a 14 dias, o corpo começa a fazer o IgG, que é o “maior cavalo de batalha do sistema imunológico”, disse Greene. O IgG pode cruzar a placenta em uma mulher grávida, dando a um recém-nascido proteção passiva contra doenças até que seu próprio sistema imunológico possa se desenvolver, acrescentou Greene.
Normalmente, o sistema imunológico é muito bom em reconhecer o inimigo e ignorar, ou tolerar, nossas próprias células. Algumas vezes, no entanto, este processo corre mal. É aí que entram as células T (outro tipo de glóbulos brancos). O corpo usa estas células T para cruzar alvos – somente se tanto uma célula B como uma célula T reconhecerem algo como um invasor estrangeiro é que uma resposta imune será acionada, disse Goodman. O corpo deve remover as células B que fazem os chamados auto-anticorpos, que reagem às células do próprio corpo. Mas quando isso não acontece, o corpo pode marcar suas próprias células para destruição e depois eliminá-las implacavelmente. Doenças auto-imunes, como lúpus, artrite reumatóide ou diabetes tipo 1 podem resultar, disse Goodman. Existem mais de 100 doenças auto-imunes, segundo a Associação Americana de Doenças Autoimunes Relacionadas.
O que são anticorpos monoclonais?
Os anticorpos tornaram-se a base para alguns dos medicamentos mais úteis, bem como algumas das mais poderosas técnicas de laboratório em biologia, disse Goodman. Uma dessas superestrelas clínicas e terapêuticas é o que é conhecido como um anticorpo monoclonal.
Para criar um anticorpo monoclonal, os pesquisadores vacinam um animal (ou possivelmente um humano) para estimular a produção de anticorpos contra uma determinada substância. O corpo irá gradualmente tornar anticorpos que são cada vez mais eficazes contra esse antígeno. Estas células produtoras de anticorpos são então filtradas dos glóbulos brancos e colocadas em um prato para ver quais células unem melhor o antígeno, disse Goodman. A célula que liga melhor é então isolada – é uma fábrica produtora de anticorpos, especificamente aperfeiçoada para produzir um anticorpo super-seletivo.
A partir daí, essa célula é fundida a uma célula de câncer de sangue, produzindo algo chamado hibridoma. Este hibridoma, ou monoclone, é um gerador inesgotável de exatamente o mesmo anticorpo, repetidas vezes. (Os pesquisadores ligam a célula monoclonal a uma célula cancerígena porque o câncer continua a se reproduzir).
“Ele apenas produz e produz e produz, e nunca vai parar, e é um câncer, portanto é essencialmente imortal”, disse Goodman. O que ele produz é um anticorpo monoclonal.
Tais linhas celulares têm uma gama incrivelmente diversificada de usos. Existem milhões de anticorpos monoclonais comerciais, que são usados em laboratórios para marcar os mais pequenos e específicos alvos celulares para estudo, disse Goodman.
“Eles são incríveis, são ferramentas extremamente precisas”, disse Goodman.
Os anticorpos monoclonais também formam a base de muitos medicamentos. Por exemplo, o medicamento adalimumab (marca Humira), é um anticorpo monoclonal que trata a artrite reumatóide inibindo uma proteína inflamatória conhecida como citocina. Outro, chamado bevacizumab (Avastin), visa uma molécula que alimenta o crescimento dos vasos sanguíneos; ao bloquear esta molécula, o bevacizumab pode retardar o crescimento de pulmão, cólon, rim e alguns cancros cerebrais.
E na pandemia de SARS-CoV-2, médicos em todo o mundo estão correndo para criar anticorpos monoclonais que, esperamos, neutralizem o novo coronavírus, disse Greene. Estes anticorpos são filtrados do plasma de pessoas que se recuperaram da COVID-19 (também chamada de soro convalescente). A esperança é que, isolando os anticorpos mais eficazes, e depois produzindo-os em massa, os médicos possam criar um tratamento que proporcione uma imunidade temporária e “passiva” até que o corpo possa alcançar e montar uma resposta eficaz e mais duradoura por si só, disse Greene.
Em contraste, os anticorpos policlonais são derivados de múltiplas células B. Os anticorpos policlonais são uma biblioteca de anticorpos que todos se ligam a partes ligeiramente diferentes do antígeno, ou alvo. Os anticorpos policlonais são normalmente produzidos injetando um animal com o antígeno, estimulando uma resposta imune, e depois extraindo o plasma dos animais para produzir anticorpos em massa, de acordo com um estudo de 2005 no jornal Institute for Laboratory Animal Research (ILAR).
Ao contrário dos anticorpos monoclonais, que podem levar até 6 meses para produzir, os anticorpos policlonais podem ser feitos em 4 a 8 semanas, e requerem menos conhecimento técnico. Além disso, para certos tipos de testes onde se está tentando detectar o antígeno, os anticorpos policlonais podem ter uma chance maior de ligação ao antígeno alvo, tornando-os potencialmente mais sensíveis. O lado negativo dos anticorpos policlonais é que, como cada animal individualmente pode produzir uma gama diferente de anticorpos, fazer com que anticorpos policlonais consistentes de lote para lote possam ser mais desafiadores, e não é tão fácil ter um grande suprimento, de acordo com um estudo de 2005 na revista Biotechniques.
Como funcionam os testes de anticorpos?
Os testes de anticorpos detectam se o corpo produziu quantidades detectáveis de anticorpos para uma determinada molécula e podem, portanto, revelar se alguém foi infectado por um vírus ou uma bactéria específica no passado. Normalmente, estes testes estão detectando IgM ou IgG, previamente reportado no Live Science.
Por exemplo, os testes de anticorpos SARS-CoV-2 tipicamente detectam parte ou toda a proteína do pico do coronavírus e podem revelar se alguém teve COVID-19 no passado. Como o corpo leva tempo para aumentar sua produção de anticorpos, as pessoas geralmente só testam positivo cerca de duas semanas após terem sido expostas pela primeira vez ao patógeno, informou anteriormente a Live Science.
Há dois tipos comuns de testes de anticorpos – ensaios de fluxo lateral e ensaios de imunoabsorção enzimática (ELISA). Ambos envolvem a fixação de um antígeno a uma superfície e depois detectam se um anticorpo se liga a esse antígeno. Normalmente, uma reação química, como fluorescência ou mudança de cor, é desencadeada quando o anticorpo se liga ao antígeno. Os ensaios de fluxo lateral são similares aos testes de gravidez de urina em bastão; em vez de urina, para testes de anticorpos, o sangue ou soro é lavado sobre a superfície plana, que geralmente é papel. Os testes ELISA funcionam segundo um princípio semelhante, apenas os testes são realizados em microplacas e requerem um técnico de laboratório, e os resultados podem não ser lidos imediatamente, Charlotte Sværke Jørgensen, que estuda Serologia de Vírus e Diagnóstico Especial Microbiológico no Statens Serum Institut em Copenhague, previamente informado à Live Science em um e-mail.
Um bom teste de anticorpos é um teste que produz poucos falsos positivos e poucos falsos negativos, a Live Science relatou anteriormente. Para garantir que isso aconteça, os cientistas precisam “calibrar” seu teste, por exemplo, certificando-se de que as amostras conhecidas por não terem o antígeno não produzam falsamente um teste positivo. Por exemplo, com SARs-CoV-2, isso significaria testar amostras de sangue de antes do início da pandemia e certificar-se de que nenhuma amostra seja positiva. Eles também precisam colher amostras que definitivamente tenham o anticorpo neles, e certificar-se de que o teste de anticorpos faça um bom trabalho para detectar esses positivos.
Referências:
What are antibodies? livescience.com
How do Antibodies Work? https://www.youtube.com/watch?v=_N1xX49AqwQ
What are antibodies? Test for Past Infection (Antibody Test) https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/testing/serology-overview.html
Finding Antibodies that Neutralize SARS-CoV-2 https://directorsblog.nih.gov/tag/immunity/