Công nghệ sinh học kháng nguyên

KHÁNG NGUYÊN TÍNH GÂY MIỄN DỊCH VÀ TÍNH ĐẶC HIỆU KHÁNG NGUYÊN MỤC TIÊU Trình bày đònh nghóa kháng nguyên hoàn chỉnh hapten Phân biệt khác hai thuộc tính - Thuộc tính sinh miễn dòch - Thuộc tính đặc hiệu kháng nguyên Trình bày epitop, điểm khác biệt epitop tế bào B (và kháng thể) epitop tế bào T Phân biệt kháng nguyên phụ thuộc không phụ thuộc Thymus ĐỊNH NGHĨA Kháng nguyên chất đưa vào thể (tiếp xúc với hệ miễn dòch) gây thể đáp ứng miễn dòch tức hình thành kháng thể hay tế bào T phản ứng đặc hiệu với kháng nguyên đưa vào Tính gây miễn dòch tính chất chất đưa vào thể (tiếp xúc với hệ miễn dòch) có khả tạo đáp ứng miễn dòch Tính đặc hiệu kháng nguyên tính chất chất hay cấu trúc có khả kết hợp đặc hiệu với kháng thể hay thụ thể kháng nguyên tế bào T tạo đáp ứng miễn dòch Như chất có tính gây miễn dòch đồng thời có tính đặc liệu kháng nguyên gọi KN hoàn chỉnh thường gọi tắt KN Có chất có tính đặc hiệu KN mà thôi, đưa đơn độc chất vào thể không tạo đáp ứng miễn dòch Những chất gọi bán KN hay hapten Những thuộc tính kháng nguyên hoàn chỉnh (gọi tắt KN) 1- Thuộc tính tổng quát cho KN hoàn chỉnh : 1.1- Cấu tạo hóa học :  Các đại phân tử protein nói chung KN mạnh  Các polypeptid, polysaccharid, cao phân tử hữu tổng hợp KN số hoàn cảnh đònh  Các lipid acid nhân tinh khiết chất gây miễn dòch điều kiện bình thường bán KN (ví dụ bệnh nhân lupus đỏ hệ thống có xuất kháng thể chống DNA) Những thuộc tính kháng nguyên hoàn chỉnh (gọi tắt KN) 1- Thuộc tính tổng quát cho KN hoàn chỉnh : 1.2- Khối lượng phân tử :  Khối lượng phân tử tiêu chuẩn không tuyệt đối cho khái niệm tổng quát  Ví dụ chất có chất protein hay dẫn chất có phân tử lượng 100.000 Da KN mạnh  Các chất với phân tử lượng 10.000 Da thường tính gây miễn dòch gây đáp ứng nhẹ Như hầu hết thuốc thông thường trừ vaccin, dẫn chất từ protein v.v tự tính gây miễn dòch Những thuộc tính kháng nguyên hoàn chỉnh (gọi tắt KN) 1- Thuộc tính tổng quát cho KN hoàn chỉnh : 1.3- Sự phức tạp cấu trúc hóa học : Một phần tử phải đạt mức độ đònh phức tạp cấu trúc có khả gây miễn dòch Một polypeptid tổng hợp bao gồm loại acid amin có tính gây miễn dòch yếu có từ ba loại acid amin trở lên tính gây miễn dòch tăng lên rõ rệt Trong acid amin nhóm acid amin vòng thơm tyrosin, phenylalanin thêm vào thành phần cấu tạo làm cho tính gây miễn dòch tăng lên mạnh acid amin khác Những thuộc tính kháng nguyên hoàn chỉnh (gọi tắt KN) 2- Các thuộc tính khác ảnh hưởng tính gây miễn dòch chất 2.1- Tính lạ hệ thống miễn dòch :  Một chất đầy đủ tiêu chuẩn chung kháng nguyên “quen” không tạo nên đáp ứng miễn dòch (và gọi dung nạp KN thân)  Khi có rối loạn khả dung nạp sinh bệnh tự miễn  Cơ sở phân biệt “lạ” hay “quen” nguồn gốc di truyền, khác biệt nguồn gốc di truyền lớn đáp ứng miễn dòch hình thành mạnh  Khả phân biệt “quen” “lạ” tế bào miễn dòch học trình trưởng thành hệ thống miễn dòch cá thể Những thuộc tính kháng nguyên hoàn chỉnh (gọi tắt KN) 2- Các thuộc tính khác ảnh hưởng tính gây miễn dòch chất: 2.2- Đặc điểm di truyền cá thể :  Cấu tạo khác cá thể làm cho cá thể có khả đáp ứng miễn dòch khác kháng nguyên  Một cụm gen có liên quan đến đặc điểm miễn dòch phát gọi gen đáp ứng miễn dòch (Ir : Immune response) gen nhóm phù hợp mô lớp II (ở người HLA lớp II) Những thuộc tính kháng nguyên hoàn chỉnh (gọi tắt KN) 2- Các thuộc tính khác ảnh hưởng tính gây miễn dòch chất: 2.3- Tính phân hủy :  Các chất không bò phân hủy trình sinh học thể tính gây miễn dòch ví dụ chất dẻo polystyrene, chất amiăng, đơn nhân thực bào không xử lý chúng để trình diện kháng nguyên  Các polypeptid có cấu tạo toàn axit amin D tính gây miễn dòch thể men để phân giải chúng - trái lại axit amin dạng L lại có khả sinh miễn dòch  Tuy nhiên, chất lại bò phân hủy nhanh thể có tính gây miễn dòch yếu Những thuộc tính kháng nguyên hoàn chỉnh (gọi tắt KN) 2- Các thuộc tính khác ảnh hưởng tính gây miễn dòch chất: 2.4- Tính dễ bò bắt giữ đơn nhân thực bào :  Vì đơn nhân thực bào phải bắt giữ, xử lý KN sau trình diện KN cho tế bào T để tạo đáp ứng miễn dòch nên KN không bò bắt giữ đơn nhân thực bào đáp ứng hiệu  Thí dụ tiêm globuline miễn dòch bò cho thỏ: Nếu globuline miễn dòch dạng vón kết tạo đáp ứng miễn dòch mạnh Trái lại, dạng hòa tan hoàn toàn (ví dụ dùng siêu ly tâm loại bỏ dạng vón kết) gây miễn dòch yếu 10 EPITOP QUYẾT ĐỊNH KN 1- Đặc điểm cấu trúc epitop:  Phản ứng chéo xảûy KN khác có chia sẻ chung vài epitop Trường hợp gọi phản ứng chéo thực Tuy nhiên phản ứng chéo xảy tính đặc hiệu tương đối KN KT (hay thụ thể KN nói chung) tức nhiều epitop gần giống nhận diện KT nhiều KT gần giống nhận diện epitop Hai tình sau gọi phản ứng chéo tương đối, có phản ứng chéo lực liên kết KN-KT( lực) không giống 21 EPITOP QUYẾT ĐỊNH KN 1- Đặc điểm cấu trúc epitop: PHẢN ỨNG CHÉO 22 EPITOP QUYẾT ĐỊNH KN 1- Đặc điểm cấu trúc epitop: ÁI LỰC KHÔNG GIỐNG NHAU 23 LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA KN VÀ KT Sự kết hợp KN-KT tạo thành nhiều lực tương tác yếu, phục hồi (không phải liên kết đồng hóa trò), chủ yếu vùng đònh bổ túc chuỗi nặng chuỗi nhẹ với epitop KN Các lực tương tác bao gồm: Lực liên kết hydro Lực liên kết tónh điện Lực liên kết Van der Waals Lực liên kết kỵ nước 24 LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA KN VÀ KT Khỏang cách hai mặt tiếp xúc quan trọng việc tạo nên lực kết hợp KN-KT 25 EPITOP QUYẾT ĐỊNH KN 1- Đặc điểm cấu trúc epitop: Ngòai vấn đề số lượng epitop có KN, KN thường có nhiều đặc hiệu khác Do ta gọi kháng thể đơn đặc hiệu (monospecific antibody) với KN thực chất kháng thể bao gồm tập hợp kháng thể có đặc hiệu với epitop có KN Kháng thể đơn clôn nhận diện đặc hiệu epitop theo kiểu riêng mà Một KN dù có nhiều epitop có đặc hiệu gọi KN đơn điệu (monotonous antigen) Các KN Polysaccharid thường KN đơn điệu 26 EPITOP QUYẾT ĐỊNH KN 2- Epitop tế bào B tế bào T: Trên KN người ta nhận thấy epitop nhận diện kháng thể thường không trùng với epitop nhận diện tế bào T Epitop kháng thể hai dạng : dạng chuỗi dạng cấu hình Epitop tế bào T dạng chuỗi Epitop kháng thể thường biểu lộ mặt tiếp cận phía cấu trúc KN Epitope tế bào T mặt hay phần cuộn vào phân tử Sự khác biệt hai loại epitop tế bào B (KT) tế bào T tế bào T không nhận diện trực tiếp epitop KN lạ mà chúng phải xử lý trình diện qua nhóm phù hợp mô 27 EPITOP QUYẾT ĐỊNH KN 1- Đặc điểm cấu trúc epitop: 28 Những thuộc tính kháng nguyên hoàn chỉnh (gọi tắt KN) 2- Các thuộc tính khác ảnh hưởng tính gây miễn dòch chất: 2.4- Tính dễ bò bắt giữ đơn nhân thực bào : 29 KN KHÔNG PHỤ THUỘC THYMUS KN PHỤ THUỘC THYMUS 1- KN phụ thuộc thymus: Trong thí nghiệm gây miễn dòch súc vật nhận xét lâm sàng cho thấy hầu hết KN muốn tạo đáp ứng miễn dòch tốt (kể đáp ứng tạo kháng thể) cần phải có tham gia lymphô bào T (các tế bào tăng sinh, biệt hóa giáo dục Thymus) Các KN gọi KN phụ thuộc Thymus Các KN ghép, KN nhóm máu, KN có cấu trúc protein, chất tải v.v KN phụ thuộc Thymus Đáp ứng miễn dòch KN phụ thuôïc Thymus có trí nhớ (đáp ứng hai, chuyển lớp kháng thể v.v ) 30 KN KHÔNG PHỤ THUỘC THYMUS KN PHỤ THUỘC THYMUS 2- KN không phụ thuộc thymus: Một số KN tạo đáp ứng miễn dòch không cần có tham gia tế bào T, KN gọi KN không phụ thuộc Thymus Về cấu trúc KN không phụ thuộc Thymus thường có đặc điểm có lặp lại đơn vò cấu trúc nhiều KN có chất polysaccharid KN không phụ thuộc Thymus Người ta giải thích nhờ lặp lại cấu trúc nên KN có khả liên kết chéo (cross linking) thụ thể bề mặt tế bào B tạo thông tin đủ sức để hoạt tác không cần giúp đỡ tế bào T Đặc điểm đáp ứng miễn dòch KN không phụ thuộc Thymus trí nhớ miễn dòch không đầy đủ : đáp ứng không tăng tăng ít, tiêm nhắc lại kháng thể chủ yếu tạo lớp IgM, kể tiêm nhắc nhở 31 KN KHÔNG PHỤ THUỘC THYMUS KN PHỤ THUỘC THYMUS 32 SIÊU KN Superantigen Siêu KN KN thực theo đònh nghóa chặt chẽ miễn dòch học chúng hoạt tác số lượng lớn tế bào T (không có đặc hiệu) tế bào trình diện KN  Chúng không xử lý trình diện KN thông thường  Chúng có khả trực tiếp liên kết với vùng biến đổi chuỗi V TCR phân tử nhóm phù hợp mô tế bào TDKN hoạt tác chúng Do tính chất đặc hiệu chặt chẽ nên chúng kích thích số lượng lớn tế bào T (kích thích đa clôn) Kết kích thích việc sản xuất hàng loạt Cytokin IL-1, TNF, IL-2 v.v…gây tình trạng nhiễm độc, tình trạng viêm lâm sàng Điển hình siêu KN độc tố A, B, E tụ cầu trùng (staphylococus enterotoxin = SEA, SEB, SEE…) gây hội chứng nhiễm độc thức ăn 33 SIÊU KN Superantigen 34 KHÁNG NGUYÊN TÓM TẮT:  KN hoàn chỉnh đưa vào thể tạo đáp ứng miễn dòch, Hapten tự không sinh đáp ứng miễn dòch kết hợp đặc hiệu với KT hay TCR tương ứng  TCR BCR (và KT) nhận diện phần phân tử KN, phần gọi Epitop  Epitop dạng tuyến tính hay dạng cấu hình Các epitop nhận diện TCR BCR (và KT) thường không trùng cách nhân dạng loại thụ thể khác  Các KN có chất protein muốn tạo KT tương ứng cần phải có giúp đỡ tế bào T, chúng KN phụ thuộc Thymus  Siêu KN KN thực theo đònh nghóa chặt chẽ miễn dòch 35