IMMUNOCHIMIE

Affinité des anticorps

L'affinité des anticorps se conçoit comme la résultante des forces attractives et répulsives établies entre les anticorps et les épitopes homologues de l'antigène correspondant ou avec des haptènes (Steward). La nature même de la réaction Ag-Ac amène à distinguer, d'une part, au niveau élémentaire l'affinité intrinsèque d'un anticorps individuel pour la structure homologue qu'il reconnaît (interaction primaire) et, d'autre part, l'affinité fonctionnelle (terme proposé par Karush de préférence à « avidité des anticorps » antérieurement utilisé) qui concerne l'interaction globale de l'ensemble bi- ou multivalent et hétérogène de la population d'anticorps (cf. infra, Affinité fonctionnelle), avec les différents épitopes de l'antigène. L'affinité fonctionnelle est toujours supérieure à la somme des affinités intrinsèques du système. Ce phénomène d'amplification parfois considérable (facteur 100 ou 1 000) analysé plus loin résulte de la multivalence des molécules réagissantes.

Affinité intrinsèque

Considérons l'interaction individuelle entre un haptène monovalent libre ou un épitope naturel ou hapténique d'un antigène, que nous désignerons indistinctement par le terme de ligand L, et un site anticorps d'une molécule d'immunoglobuline donnée, ou son fragment monovalent Fab, que nous appellerons indistinctement P. La réaction entre les deux entités L et P est réversible et peut se représenter par l'équation :

où k₊ et k_- sont respectivement les constantes de diffusion de l'interaction de positionnement approprié de P et L et de leur retour de l'état initial, k₊₁ (également symbolisé k_a) est la constante de vitesse de la réaction d'association (réaction directe) et k_-1 est la constante de vitesse de la réaction de dissociation (réaction inverse) après positionnement ferme de P et L. La réaction est bimoléculaire (d'ordre 2) dans le sens de l'association et monomoléculaire (d'ordre 1) dans le sens de la dissociation. La vitesse de la formation du complexe L − P est :où [L], [P] et [LP] sont respectivement les concentrations de ligand libre, de site anticorps libre et du complexe au temps t.

Lorsque l'équilibre est atteint, la vitesse est nulle, il se forme autant de molécules de complexes qu'il s'en dissocie (l'équation 2 = 0) d'où la relation (loi d'action de masse) :

La constante d'équilibre K, appelée aussi constante d'association intrinsèque, est, par définition, l'affinité intrinsèque de l'anticorps. Celle-ci a donc une définition thermodynamique quantitative précise. K, dénoté parfois K_a, a les dimensions d'un inverse de concentration, et s'exprime donc en litre/mole (L mol^-1 ou M^-1). Notons que l'équation (3) indique que deux réactions réversibles peuvent avoir une constante K identique mais des constantes de vitesse différentes. Certains auteurs expriment l'équilibre de la réaction (1) par le rapport :

Plus K sera élevé, meilleure sera l'affinité de l'anticorps et donc la stabilité du complexe LP. Les valeurs de K varient entre 10⁵ (faible affinité) à 10⁹ (forte affinité) et même 10¹² L mol^-1. Il est important de souligner qu'à part les anticorps monoclonaux dont l'affinité est homogène (valeur unique) la plupart des anticorps spécifiques d'un ligand, fût-il un haptène très simple, forment une population hétérogène (entre autres types d'hétérogénéité) ayant un spectre variable d'affinité. L'affinité mesurée selon l'équation (3) sera une affinité intrinsèque moyenne, K₀, qui est la moyenne des constantes d'association intrinsèque de chacun des anticorps formant cette population de molécules.

On peut observer d'après l'équation (3) que, si à une quantité fixe d'anticorps on ajoute des quantités croissantes de ligand, on obtiendra, pour une certaine quantité de ligand, un mélange en équilibre dans lequel la moitié des sites anticorps sont occupés par le ligand. Dans ce cas [LP] = [P] et K ou K_a = 1 [L]. En d'autres termes, l'affinité est égale à l'inverse de la concentration en ligand libre quand la moitié des sites anticorps est occupée. Les techniques expérimentales de mesure de l'affinité intrinsèque figurent au tableau et seront décrites plus loin dans le cadre des réactions primaires Ag-Ac.

Aspects thermodynamiques de la réaction ligand-site anticorps

La formation du complexe L − P de la réaction (1) entraîne une variation de l'énergie libre standard ΔG⁰ du système reliée à la constante d'équilibre K par l'équation :

où T est la température absolue ex [...]

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