La spécificité de liaison entre l’anticorps et l’antigène conduit notre système immunitaire à combattre avec succès les infections. Lorsqu’un virus ou une bactérie envahit un corps, ils sont engloutis par les macrophages, qui les décomposent et présentent leurs épitopes aux lymphocytes des cellules B. Ces cellules B lisent l’épitope et créent des anticorps avec un site de liaison à l’antigène, ou paratope, qui reconnaît spécifiquement l’agent pathogène envahissant, s’y lie et signale au reste du système immunitaire que l’agent pathogène/antigène doit être détruit. Cette affinité de l’anticorps pour l’antigène est similaire à la spécificité d’une clé dans une serrure.
Interaction électrostatique dans le complexe anticorps-antigène
L’affinité des anticorps est un mélange compliqué d’interactions électrostatiques faibles, y compris les forces de van der waals, les interactions hydrophobes, l’affinité ion-dipôle et la liaison hydrogène. Seuls quelques acides aminés sont impliqués dans les interactions, et le site de liaison ne représente qu’une surface de quelques nanomètres carrés. Cela signifie que la structure tertiaire de l’anticorps est extrêmement importante. Si l’anticorps est exposé à la chaleur, il se dénaturera et la structure chimique unique du site de liaison à l’antigène sera altérée, ce qui détruira l’affinité de l’anticorps. C’est pourquoi il est si important de conserver correctement les anticorps lorsqu’on les utilise pour l’immunodiagnostic et l’immunothérapie. De plus, comme l’affinité entre l’anticorps et l’antigène est régie par de faibles interactions électrostatiques, le site de liaison est particulièrement sensible aux changements de pH et de conditions ioniques du solvant.
Lorsqu’un paratope d’anticorps s’approche d’un épitope d’antigène, les énergies d’hydratation des protéines sont surmontées et les molécules d’eau sont expulsées des sites lors de la formation du complexe antigène-anticorps. Comme pour toute réaction chimique, le complexe antigène-anticorps est réversible, et un équilibre s’établira entre l’anticorps libre, l’antigène libre et le complexe anticorps-antigène.
L’affinité des anticorps dans l’immunodiagnostic
L’affinité des anticorps pour l’antigène est exploitée par les techniques d’immunodiagnostic et d’immunothérapie. On peut diagnostiquer une maladie en identifiant des marqueurs de surface sur les cellules ou en détectant la présence d’antigènes dans le sérum. Les techniques traditionnelles telles que l’ELISA nécessitent une réaction enzyme-substrat pour identifier la formation de complexes anticorps-antigène. Des techniques plus récentes utilisent des marqueurs chimioluminescents ou fluorescents, tandis que des technologies de pointe utilisent des principes optiques pour développer des stratégies de diagnostic sans marqueur.
L’avenir de ces diagnostics sans marqueur fera apparaître des conceptions de laboratoire sur puce qui pousseront à créer des technologies compactes pour une utilisation dans des zones éloignées et pauvres en ressources. Les techniques microfluidiques et photoniques feront certainement progresser cette plateforme tout au long de la prochaine décennie.