BAB 3 INTERAKSI ANTIGEN ANTIBODI
Dalam lingkungan sekitar kita terdapat banyak substansi bermolekul kecil yang bisa masuk ke dalam tubuh. Substansi kecil tersebut bisa menjadi antigen bila dia melekat pada protein tubuh kita yang dikenal dengan istilah hapten. Substan Substansi-s si-subs ubstan tansi si tersebu tersebutt lolos lolos dari dari barier barier respon respon non spesifi spesifik, k, kemudi kemudian an subs substa tans nsii terse tersebu butt masu masuk k dan dan beri berika kata tan n deng dengan an sel limf limfosi ositt B yang yang akan akan mensintesis pembentukan antibodi. Pengikatan tersebut menyebabkan sel limfosit B berdif berdifere erensia nsiasi si menjad menjadii sel plasma. plasma. Sel plasma plasma kemudi kemudian an akan akan memben membentuk tuk antibodi yang mampu berikatan dengan antigen yang merangsang pembentukan antibodi antibodi itu sendiri. sendiri. Tempat Tempat melekatnya melekatnya antibodi antibodi pada antigen antigen disebut disebut epitop, epitop, sedangkan tempat melekatnya antigen pada antibodi disebut variabel. Sebe Sebelu lum m pert pertem emua uan n perta pertama many nyaa deng dengan an sebua sebuah h anti antige gen, n, sel-s sel-sel el-B -B mengha menghasilk silkan an moleku molekull immuno immunoglo globul bulin in g! dan gD yang yang tergab tergabung ung pada pada membran membran plasma plasma untuk untuk berfun berfungsi gsi sebaga sebagaii resepto reseptorr antige antigen. n. Sebuah Sebuah antige antigen n merangsang merangsang sel untuk membuat dan menyisipkan menyisipkan dalam membranny membrannyaa molekul molekul immunoglo immunoglobulin bulin yang memiliki memiliki daerah pengenalan pengenalan spesifik spesifik untuk antigen itu. Setelah itu, limfosit harus membentuk immunoglobulin untuk antigen yang sama. Pemaparan kedua kali terhadap antigen yang sama memicu respon imun sekunder yang segera terjadi dan meningkatkan antibodi yang beredar lebih banyak dari kadar kadar sebelum sebelumny nya. a. Sifat Sifat moleku molekull antige antigen n yang yang memung memungkin kinkan kanny nyaa bereak bereaksi si dengan dengan antibo antibodi di disebu disebutt antige antigenis nisitas itas.. "esangg "esanggupa upan n molek molekul ul antige antigen n untuk untuk menginduksi respon imun disebut imunogenitas.
#ntigen dan antibodi terikat dengan ikatan nonkovalen dengan cara yang sama seperti ikatan protein dengan reseptor selularnya, atau en$im dengan substratnya. %amun reaksi antigen-antibodi sedikit berbeda karena adanya tidak adanya perubahan kimia ireversibel dalam salah satu pengikat, yaitu, antigen atau antibodi. #ntigen dan antibodi yang mengikat adalah reversibel dan dapat dicegah atau dipisahkan oleh kekuatan ion tinggi atau p& yang ekstrim. Berikut ini adalah beberapa gambaran umum interaksi antigen- antibodi' Sifat Fisikokimia
katan elektrostatik, ikatan hidrogen, ikatan van der Waals, dan interaksi hidrofobik adalah gaya antar molekul yang terjadi dalam reaksi antigen-antibodi. Semua jenis gaya intermolekul tergantung pada kedekatan molekul antigen dan antibod. (leh karena itu, ) good fit ) antara antigen tertentu dan combining site antibodi menentukan stabilitas reaksi antigen-antibodi. Beberapa ikatan antara antigen dan antibodi memastikan bah*a antigen akan terikat erat pada antibodi. Afinitas
#finitas adalah "ekuatan total interaksi non kovalen antara ikatan antigen dan antibodi tersebut. #ntibodi dengan afinitas yang rendah mengikat antigen dengan lemah dan cenderung memisah. Sedangkan antibodi dengan afinitas tinggi mengikat antigen dengan ketat dan terikat lama +gambar...
Aviditas
#viditas adalah ukuran kekuatan keseluruhan pengikatan antigen dengan banyak determinan antigenik dan multivalen antibodi. #viditas adalah indikator yang lebih baik dari kekuatan interaksi dalam sistem biologi yang nyata dari afinitas. (leh karena itu, aviditas dari reaksi antigen-antibodi tergantung pada valensi dari kedua antigen dan antibodi dan lebih besar dari jumlah total afinitas individu. Spesifisitas
Spesifisitas adalah kemampuan antibodi- combining site individu untuk bereaksi dengan hanya satu antigen tertentu atau kemampuan dari populasi molekul antibodi untuk bereaksi dengan satu antigen. eaksi antigen-antibodi biasanya menunjukkan tingkat spesifisitas yang tinggi.. Reaksi Silang
eaksi silang +cross reaction antara antigen dan antibodi dapat terjadi dan kadang-kadang bertanggung ja*ab menyebabkan penyakit pada host dan menyebabkan hasil yang palsu dalam tes diagnostik !eskipun reaksi antigenantibodi sangat spesifik, dibeberapa kasus antibodi dapat bereaksi silang dari satu antigen dengan antigen yang tidak terkait. "ebanyakan reaktivitas silang tersebut terjadi jika dua antigen yang berbeda mempunyai epitop yang identik atau sangat mirip. #finitas antibodi dengan epitop reaksi silang biasanya lebih kecil dibandingkan dengan epitop aslinya. +gambar../.
0ambar . #finitas yang tinggi dan affinitas rendah
0ambar /. +a #ffinitas mengacu pada kekuatan interaksi tunggal antara antigen dan antibodi, sementara aviditas mengacu pada kekuatan semua interaksi gabungan. +b Suatu antibodi dapat silang bereaksi dengan epitop yang berbeda.
nteraksi antigen antibodi dapat dibagi menjadi tiga kategori yaitu tingkat primer, sekunder dan tersier. 3.
Inte!aksi Tingkat "!ime!
nteraksi tingkat primer adalah saat kejadian a*al terikatnya antigen dengan antibodi pada suatu bagian kecil, bernama epitop. Pada tingkat ini, ikatan antibodi yang terjadi merupakan ikatan yang melalui fragmen ikatan antigen ke antigen homolog yang membentuk kompleks antigen antibodi. Setelah dua substansi yang diba*a berkontak, penyatuan a*al akan berlangsung seketika +dalam milidetik.
#ntibody binding site
0ambar struktur antibodi nteraksi primer antigen dengan antibodi jarang dapat terlihat secara langsung, dan visualisasi biasanya didukung dengan melakukan labeling antibodi dan antigen dengan fluorescent, radioactive, electron-dense, atau enzymatic markers. !etode ini meliputi metode kuantitatif dengan menggunakan serum dan metode immunohistochemical pada jaringan.
#etode k$antitatif Fl$o!oimm$noassa% &FIA'
1# menggunakan fluorescent sebagai pendeteksi. 1luorescent sendiri merupakan pancaran foton cahaya yang ber*ujud elektron. Sistem ini membutuhkan sumber cahaya pemicu loncatan electron, penyaring pancaran cahaya, dan sistem deteksi menggunakan tabung cahaya yang memiliki pengait. 2ampu merkuri lebih sering dipergunakan sebagai sumber cahaya, meskipun 3enon, halogen, dan laser dapat dipergunakan. 1luorescent isothiosianat dan rhodamin merupakan fluorescent yang popular. Salah
satu
Immunoassay.
teknik
yang
Polarisasi cahaya
popular diukur
adalah Fluoresence dengan
Polarization
cara menyinari
sampel
menggunakan dua polari$er pada bidang yang sama dengan bidang cahaya masuk dan kemudian pada bidang yang telah diatur dalam posisi 456 a ntar bidang dengan sampel. Pengujian ini didasarkan pada peningkatan polarisasi cahaya yang terjadi ketika antigen fluorescent tag mengikat antibodi dan membentuk komplek imun. #ntigen yang diberi label berukuran kecil sehingga dapat berputar cepat. Putaran cepat inilah yang menyebabkan depolarisasi cahaya. "etika komplek antibodi antigen terbentuk, kenaikan berat molekul menyebabkan rotasi lebih lambat dan peningkatan emisi cahaya yang terpolarisasi. Teknik ini terutama biasanya digunakan untuk pengukuran obat dan beberapa hormon, bagaimanapun, ia memiliki utilitas untuk mendeteksi penyakit menular. Penggunaannya telah dijelaskan untuk mendeteksi antibodi berbagai organisme seperti bakteri gram negative +Brucella sp dan Salmonella sp dan virus yang menyebabkan anemia
pada kuda. 1# memiliki sejumlah keunggulan termasuk kepekaan dan kecepatan tinggi dan sensitif. Selain itu, reagen stabil dan penggunaanya mudah dilakukan. Fluorescent polarization immunoassay memiliki keterbatasan berupa antigen yang harus kecil +tidak lebih dari /555 !7 untuk memungkinkan perbedaan yang signifikan dalam polarisasi ketika membentuk komplek imun. "ekurangan lain yang juga penting digarisba*ahi dalam penggunaan assay fluoresensi adalah masalah senya*a autofluorescent yang digunakan baik dalam sampel pasien maupun dalam campuran reaksi. ni bisa menjadi masalah dimana tidak ada tahapan pencucian dan komponen sampel yang ada dalam tes. 8ntuk menghindari masalah ini, sampel dapat ditambah dengan en$im proteolitik, agen o3ida, atau reagen denaturasi yang akan membatasi jumlah autofluorescence.
0ambar . 1luoresen direk tes antibodi
Radioimm$noassa% &RIA'
# +adioimmunoassay
adalah salah satu teknik immunoassay
yang lebih baik dan lebih sensitif yang menggunakan radioaktif antigen atau antibodi. adioaktivitas memberikan sinyal, yang menunjukkan apakah suatu antigen tertentu atau antibodi hadir dalam sampel. adioimmunoassay pertama kali dijelaskan oleh osalyn Sussman 9alo* dan Salomo Berson diterbitkan pada tahun 4:5 . !eskipun # masih merupakan teknik yang layak, namun sebagian besar telah digantikan oleh ;# di sebagian besar laboratorium klinis. En(%me Imm$noassa% &EIA') e.g en(%meilinked imm$noso!*ent &E+ISA'
adioaktivitas menimbulkan ancaman kesehatan potensial, alternatif yang lebih aman mulai dicari. ;2S# merupakan uji serologis yang umum digunakan di berbagai laboratorium imunologi. 8ji ini memiliki beberapa keunggulan seperti teknik pengerjaan yang relatif sederhana, ekonomis, dan memiliki sensitivitas yang cukup tinggi. ;2S# diperkenalkan pada tahun 4< oleh Peter Perlmann dan ;va ;ngvall untuk menganalisis adanya interaksi antigen dengan antibodi di dalam suatu sampel dengan menggunakan en$im sebagai pelapor +reporter label +2e=uin, /55>. Teknik ;2S# merupakan teknik kuantitatif yamg sangat sensitif, penggunaannya sangat luas, memerlukan peralatan yang sedikit, reagen yang diperlukan sudah tersedia dan dijual secara komersial dan sangat mudah didapat. Tes ;2S# dapat digunakan untuk mendeteksi antibodi dalam tubuh manusia maupun he*an.
Prinsip metode ELISA adalah mereaksikan antibodi dan antigen secara spesifik, perbedaannya ada pada substrat ( zat yang digunakan untuk mendeteksi suatu hasil reaksi yang digunakan. Pada ELISA, hasil reaksi akan memunculkan !arna yang bisa diukur dengan alat yang disebut "olorimetri. Pada #luorescence, hasil reaksi berupa pendaran cahaya yang terbaca oleh fluoresensi, sedangkan pada "hemiluminescence hasil reaksi berupa pendaran kimia!i yang terbaca oleh "hemiluminescent.
0ambar . Prinsip ;2S#
#etode Imm$no,istokimia
munohistokimia adalah suatu metode kombinasi dari anatomi, imunologi dan biokimia untuk mengidentifikasi komponen jaringan yang memiliki ciri tertentu dengan menggunakan interaksi antara antigen target dan antibodi spesifik yang
diberi
label. munohistokimia
merupakan
suatu
cara
pemeriksaan
untuk mengukur derajat imunitas atau kadar antibodi atau antigen dalam sediaan jaringan. %ama imunohistokimia diambil dari nama immune yang menunjukkan bah*a
prinsip
dasar
dan histo menunjukkan
dalam jaringan
proses secara
ini
ialah
penggunaan
mikroskopis. Dengan
antibodi
kata
lain,
imunohistokimia adalah metode untuk mendeteksi keberadaan antigen spesifik di dalam sel suatu jaringan dengan menggunakan prinsip pengikatan antara antibodi +#b dan antigen +#g pada jaringan hidup. Pemeriksaan ini membutuhkan jaringan dengan jumlah dan ketebalan yang bervariasi tergantung dari tujuan pemeriksaan. Teknik imunohistokimia bermanfaat untuk identifikasi, lokalisasi, dan karakterisasi suatu antigen tertentu, serta menentukan diagnosis, therapi, dan prognosis kanker. Teknik ini dia*ali dengan pembuatan irisan jaringan +histologi untuk diamati diba*ah mikroskop. nteraksi
antara
antigen-antibodi
adalah
reaksi
yang
tidak
kasat
mata. Tempat pengikatan antara antibodi dengan protein spesifik diidentifikasi dengan marker yang biasanya dilekatkan pada antibodi dan bisa divisualisasi secara langsung atau dengan reaksi untuk mengidentifikasi marker. #dapun beberapa marker yang berupa senya*a ber*arna antara lain luminescence' $at berfluoresensi' ;n$im ? &orse adish Pero3idase +&P dan a lkaline phosphatase. ;n$im +yang dipakai untuk melabel selanjutnya direaksikan dengan substrat kromogen +yaitu substrat yang menghasilkan produk akhir ber*arna dan tidak larut yang dapat diamati dengan mikroskop bright field +mikroskop bidang terang. #kan tetapi seiring berkembangnya ilmu pengetahuan khususnya dunia biologi, teknik imunohistokimia dapat langsung diamati +tanpa direaksikan lagi dengan kromogen yang menghasilkan *arna diba*ah mikroskop fluorescense.
3.-
Inte!aksi Tingkat Sek$nde!
Tahap kedua adalah interaksi ireversibel antara antigen dan antibodi, dengan efek terlihat, seperti aglutinasi, presipitasi, netralisasi, fiksasi komplemen,
dan imobilisasi organisme motil. katan antara antigen dan antibodi selama tahap ini adalah ikatan kovalen. Sebuah antibodi tunggal mampu menyebabkan
jenis reaksi antigen-
antibodi yang berbeda. Sebuah antigen tunggal mampu merangsang produksi kelas yang berbeda dari imunoglobulin, yang berbeda dalam sifat biologis mereka. &asil aglutinasi, presipitasi, netralisasi, dan tes lainnya biasanya dinyatakan sebagai titer. Titer didefinisikan sebagai pengenceran tertinggi serum yang memberikan reaksi positif pada pemeriksaan. Titer yang lebih tinggi berarti tingkat yang lebih besar dari antibodi dalam serum. !isalnya, serum dengan titer @/A mengandung antibodi lebih banyak dari serum dengan titer @A. Serum dengan kekuatan tinggi atau tidak diencerkan hanya sedikit atau tidak menunjukkan aglutinasi @presipitasi. &al ini disebut fenomen pro$on disebabkan oleh antibodi berlebihan. Setiap antigen dapat diikat oleh satu antibodi. &al yang sama bila serum di encerkan, juga hanya sedikit atau tidak menunjukkan aglutinasi@ presipitasi yang disebut fenomena pos-$one, setiap molekul antibodi bereaksi dengan antigen yang membentuk kompleks besar. ona ini disebut $ona ekuivalen. "adar antigen dan antibodi dalam $ona ini merupakan kadar relatif molekul- molekul yang membentuk kompleks. +gambar C a. Presipitasi #dalah jika komplek antigen-antibodi yang terbentuk berukuran terlalu besar, sehingga tidak dapat bertahan untuk terus berada di larutan dan akhirnya mengendap.
0ambar C. Pembentukan imun kompleks dan presipitasi b. #glutinasi #dalah jika sel-sel asing yang masuk, misalnya bakteri atau transfusi darah yang tidak cocok berikatan bersama-sama membentuk gumpalan. c. %etralisasi #dalah jika antibody secara fisik dapat menghalangi sebagian antigen menimbulkan efek yang merugikan. ontohnya adalah dengan mengikat toksin bakteri, antibodi mencegah $at kimia ini berinteraksi dengan sel yang rentan. d. 1agositosis #dalah jika bagian ekor antibody yang berikatan dengan antigen mampu mengikat reseptor fagosit +sel penghancur sehingga memudahkan fagositosis korban yang mengandung antigen tersebut. e. Sitotoksis
#dalah saat pengikatan antibodi ke antigen juga menginduksi serangan sel pemba*a antigen oleh killer cell +sel ". Sel " serupa dengan natural killer cell kecuali bah*a sel " mensyaratkan sel sasaran dilapisi oleh antibody sebelum dapat dihancurkan melalui proses lisis membran plasmanya. Tipe da!i Reaksi Antigen Anti*odi
Tes serologis secara luas digunakan untuk mendeteksi baik serum antibodi atau antigen untuk diagnosis berbagai penyakit menular +Tabel . Tes-tes serologi juga digunakan untuk diagnosis penyakit autoimun dan typing darah dan jaringan sebelum transplantasi. Berikut ini adalah contoh reaksi antigen-antibodi? +a presipitasi, +b aglutinasi, +c test complement-dependent serologi, +d test netralisasi,
+e
opsonisasi,
+f
*estern
immunoelektronmikroscopik Tabel . Tes mikrobiologis klinis yang sering digunakan
blotting,
+g
test
3.3
Inte!aksi Tingkat Te!sie!
nteraksi tingkat tersier adalah munculnya tanda-tanda biologis dari interaksi antigen - antibodi yang dapat berguna atau merusak bagi penderitanya. Pengaruh menguntungkan antara lain? aglutinasi bakteri, lisis bakteri, immnunitas mikroba,dan lain-lain. Sedangkan pengaruh merusak antara lain? edema, reaksi sitolitik berat, dan defisiensi yang menyebabkan kerentanan terhadap infeksi.
.
