Vazbová specifita mezi protilátkou a antigenem pohání náš imunitní systém k úspěšnému boji s infekcí. Když viry nebo bakterie napadnou tělo, jsou pohlceny makrofágy, které je rozloží a předloží jejich epitopy lymfocytům B-lymfocytů. Tyto buňky B epitop přečtou a vytvoří protilátky s vazebným místem pro antigen neboli paratopem, který specificky rozpozná napadající patogen, naváže se na něj a dá signál zbytku imunitního systému, že patogen/antigen má být zničen. Tato afinita protilátky k antigenu je podobná specifičnosti klíče v zámku.

Elektrostatické interakce v komplexu protilátka-antigen

Afinita k protilátce je komplikovanou směsí slabých elektrostatických interakcí včetně van der waalsových sil, hydrofobních interakcí, iontově-dipolové afinity a vodíkové vazby. Do interakcí je zapojeno pouze několik aminokyselin a vazebné místo představuje plochu o velikosti pouze několika čtverečních nanometrů. To znamená, že terciární struktura protilátky je nesmírně důležitá. Pokud je protilátka vystavena teplu, dojde k její denaturaci a jedinečná chemická struktura vazebného místa antigenu se změní, V takovém případě by se afinita protilátky zničila. Proto je tak důležité správné skladování protilátek při jejich použití pro imunodiagnostiku a imunoterapii. Navíc vzhledem k tomu, že afinita mezi protilátkou a antigenem se řídí slabými elektrostatickými interakcemi, je vazebné místo obzvláště citlivé na změny pH a iontových podmínek rozpouštědla.

Při přiblížení paratopu protilátky k epitopu antigenu dochází k překonání hydratačních energií proteinů a molekuly vody jsou z míst vypuzeny, protože se vytváří komplex antigen-protilátka. Jako u každé chemické reakce je komplex antigen-protilátka reverzibilní a mezi volnou protilátkou, volným antigenem a komplexem protilátka-antigen se vytvoří rovnováha.

Afinita protilátky v imunodiagnostice

Afinita protilátky k antigenu se využívá v imunodiagnostických a imunoterapeutických technikách. Nemoc můžeme diagnostikovat identifikací povrchových markerů na buňkách nebo detekcí přítomnosti antigenů v séru. Tradiční techniky, jako je ELISA, vyžadují k identifikaci tvorby komplexů protilátka-antigen reakci enzym-substrát. Novější techniky využívají chemiluminiscenční nebo fluorescenční značky, zatímco nejmodernější technologie využívají optické principy k vývoji bezznačkových diagnostických strategií.

Budoucnost těchto bezznačkových diagnostik přinese design laboratoře na čipu, který bude tlačit na vytvoření kompaktních technologií pro použití ve vzdálených a na zdroje chudých oblastech. Mikrofluidní a fotonické techniky jistě posunou tuto platformu v průběhu nadcházejícího desetiletí.