Wat zijn Haptens?

Door Dr. Maho Yokoyama, Ph.D.Reviewed by Kate Anderton, B.Sc. (Editor)

Antigenen zijn moleculen die een immuunrespons uitlokken of zich binden aan onderdelen van het immuunsysteem, zoals antilichamen. Haptens zijn kleine moleculen die ook een immuunreactie uitlokken, maar op een andere manier.

Novikov Aleksej |

Hoe lokken haptens een immuunreactie uit?

In tegenstelling tot antigenen hebben haptens een extra molecuul nodig voordat ze een immuunreactie kunnen uitlokken. Deze aanvullende moleculen worden “dragers” genoemd en zijn vaak eiwitten waaraan het hapten zich stevig bindt; meestal is dit een covalente binding.

De vorming van het hapten-drager molecuul complex zorgt ervoor dat het hapten immunogeen wordt, wat resulteert in de productie van anti-hapten antilichamen. Bij een tweede blootstelling kunnen deze antilichamen hetzelfde hapten herkennen en zich eraan binden in afwezigheid van het dragermolecuul. Hoewel haptens dus een dragermolecuul nodig hebben om immunogeen te worden, zijn ze ook antigenisch, omdat ze zich kunnen binden aan antilichamen of andere componenten van de immuunrespons die door het hapten-dragermolecuul complex wordt opgewekt.

Welke soorten eiwitten binden zich aan haptens?

Haptens binden zich vaak aan eiwitten in bloedserum, zoals albumine. Als het hapten-albuminen-complex groter is dan 3.000 MW, wordt het immunogeen. De immuunrespons die door het hapten-carrier complex wordt opgewekt, is gericht tegen zowel de drager (in dit geval albumine) als het hapten.

Sommige haptens kunnen zich binden aan celmembranen, waaronder rode bloedcellen. In dat geval wordt het celmembraanmolecuul een “neoantigeen” genoemd. Geneesmiddelen zoals ibuprofen kunnen neoantigenen vormen met rode bloedcellen. Er wordt dan een immuunrespons opgewekt, die leidt tot lysis van de neoantigene rode bloedcellen (hemolytische anemie).

De ontdekking van haptens

Uit experimenten van Karl Landsteiner in het begin van de 20e eeuw bleek dat verbindingen zoals m-aminobenzeensulfonaat alleen in staat waren een immuunrespons op te wekken wanneer ze aan een drager, zoals ovalbumine, waren geconjugeerd.

De term “haptenische respons” werd bedacht, afkomstig van het Griekse “haptein” – vastzetten. Deze haptenische respons werd door Landsteiner gebruikt om te onderzoeken hoe antigeen-antilichaambinding werkte, en is in recentere tijden gebruikt bij het zoeken naar vaccins tegen infectieziekten.

Hoe worden farmaceutische geneesmiddelen haptens?

Farmaceutische geneesmiddelen zijn meestal kleine moleculen en kunnen haptens zijn die zich binden aan eiwitten in het bloed. Zodra de immuunrespons is opgewekt, veroorzaakt dit een immuunreactie op het geneesmiddel en dit kan leiden tot huiderupties of anafylactische shock in ernstige gevallen.

Antibiotica

Penicillines zijn een groep antibiotica met een beta-lactam kern, die de verbindingen hun anti-bacteriële eigenschappen geven. Penicillines kunnen worden afgebroken door beta-lactamase-enzymen en kunnen leiden tot de productie van benzylpenicilloylderivaten, die zich vervolgens kunnen binden aan andere eiwitten en vervolgens een immuunrespons kunnen uitlokken.

Dit is een van de oorzaken van nadelige immuun-gemedieerde reacties bij latere blootstelling aan penicillines. Bijwerkingen zijn zeer gevaarlijk en kunnen variëren van urticaria, astma, angio-oedeem en, in de ernstigste gevallen, anafylaxie.

Cefalosporinen kunnen ook als hapten een immuunrespons opwekken. Hoewel we op dit moment niet weten hoe cefalosporinen haptens worden, is opgemerkt dat cefalosporinen van de derde en vierde generatie eerder tot een ongunstige immuungemedieerde reactie leiden dan cefalosporinen van de eerste of tweede generatie.

Anesthetica

Halothaan werd rond de jaren 1950 gebruikt als anestheticum. Het is krachtig, niet ontvlambaar en gemetaboliseerd tot trifluoracetylchloride. Trifluoracetylchloride reageert vervolgens met eiwitten in de lever om een neo-antigeen te vormen, en zodra de immuunrespons op dit neo-antigeen is opgewekt, kan latere blootstelling aan halothaan leiden tot ontsteking van de lever door de activering van deze immuunrespons.

Verder lezen

• Alle antilichaam-inhoud
• Antilichaam – Wat is een antilichaam?
• Antilichaamvormen
• Antilichamen in de geneeskunde
• Antilichaamstructuur

Schreven door

Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is onderzoeker en wetenschappelijk schrijver. Zij behaalde haar Ph.D. aan de Universiteit van Bath, UK, na een proefschrift op het gebied van Microbiologie, waar zij functionele genomica toepaste op Staphylococcus aureus . Tijdens haar doctoraalstudies werkte Maho samen met andere academici aan verschillende papers en publiceerde ze zelfs enkele van haar eigen werken in wetenschappelijke tijdschriften met collegiale toetsing. She also presented her work at academic conferences around the world.

Citations