Cơ thể có khả năng sinh ra một lƣợng lớn kháng thể đặc hiệu khi có sự kích thích của kháng nguyên vi khuẩn, vi rút và các loại cao phân tử.
Cơ thể sản sinh ra kháng thể khi có sự kích thích của kháng nguyên là một quá trình phức tạp đòi hỏi sự tham gia của các tế bào, tế bào B, tế bào trình diện kháng nguyên (APC, chẳng hạn nhƣ đại thực bào) và có mối tƣơng tác giữa các phân tử bề mặt của các tế bào khác nhau. Nhƣ ta biết APC tiêu hóa kháng nguyên không mang tính đặc hiệu. Một khi kháng nguyên bị chế biến, APC sẽ trình diện nó cho cặp tế bào T và B. Sau khi nhận mặt, tế bào T tiết ra các chất kích thích để tế bào B tổng hợp kháng thể. Mặc dù mối tƣơng tác ban đầu giữa các kháng nguyên và APC có thể không đặc hiệu, nhƣng ở các bƣớc sau của quá trình tổng hợp kháng thể, tính đặc hiệu lại rất cao. Các phân tử thụ thể trên bề mặt cả tế bào T (TCR) và tế bào B (kháng thể) sẽ bảo
đảm chắc chắn một kháng thể đƣợc tạo thành sẽ đặc hiệu với kháng nguyên kích thích sản sinh ra nó [19].
1.4.4.1. Tiếp cận kháng nguyên
Kháng nguyên đƣợc đƣa tới mọi nơi trong cơ thể nhờ hệ máu và bạch huyết. Nơi kháng nguyên đến khu trú là hạch lympho, lách và gan. Kháng thể đƣợc tạo thành ở cả lách và hạch lympho nhƣng không đƣợc tạo thành ở gan. Nếu ta tiêm kháng nguyên vào tĩnh mạch thì lách sẽ là nơi tạo nhiều kháng thể nhất, ngƣợc lại nếu tiêm dƣới da, trong da hay màng bụng thì kháng thể đƣợc hình thành nhiều trong hạch lympho [1,19].
Sau khi có sự xâm nhập của kháng nguyên là thời kỳ tiềm ẩn, sau đó nồng độ kháng thể tăng dần rồi lại giảm xuống. Phản ứng với mũi tiêm lần một gọi là đáp ứng kháng thể nguyên phát. Khi tiêm kháng nguyên lần thứ hai sau vài ngày hay vài tuần, nồng độ kháng thể sẽ tăng lên nhanh chóng, 10 – 100 lần nhiều hơn nồng độ tiêm lần thứ nhất. Sự tăng nhanh chóng nồng độ kháng thể này sẽ đƣợc gọi là đáp ứng kháng thể thứ phát. Đáp ứng thứ phát là cơ sở để xây dựng quy trình sản xuất kháng huyết thanh [1,19]. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 N ồng độ khá ng thể tr ong huyế t tha nh Đáp ứng nguyên phát Tiêm kháng nguyên lần 1 Đáp ứng miễn dịch thứ phát Tiêm kháng nguyên lần 2
1.4.4.2. Sự hình thành kháng thể
Hình 1.5. Hoạt hóa tế bào B hình thành kháng thể
Các tế bào APC, B, T hợp tác với nhau trong quá trình hình thành kháng thể. Tế bào B thông qua thụ thể là các globulin miễn dịch có khả năng nhận diện đặc hiệu kháng nguyên. Kháng nguyên đƣợc đƣa vào tế bào rồi đƣợc chuyển hóa. Các peptit tạo thành đƣợc đƣa ra trở lại ra bề mặt gắn với phức hợp kháng nguyên – MHC lớp II [1,7,19].
Bƣớc tiếp theo là tế bào APC trình diện phức hệ kháng nguyên – MHC cho tế bào T thông qua thụ thể của nó là tế bào TCR. Phân tử MHC lớp II trên bề mặt APC sẽ tƣơng tác với phân tử CD4 trên bề mặt tế bào TH. Do đƣợc tiếp xúc thông qua kháng nguyên làm trung gian, tế bào TH kích thích tế bào B sản sinh ra yếu tố hoạt hóa. Chất này lại kích thích tế bào B phân chia. Kết quả là dòng tế bào B đƣợc hình thành. Sau đó lại xảy ra sự biệt hóa tiếp theo của dòng tế bào B đã hoạt hóa dẫn đến sự tạo thành một lƣợng lớn các tế bào plasma sản xuất kháng thể và dòng tế bào B nhớ. Tế bào plasma có đời sống ngắn dƣới một tuần nhƣng lại tiết ra một lƣợng lớn kháng thể. Ngƣợc lại tế bào B nhớ có đời sống dài và khi có dịp gặp kháng nguyên đã kích thích lần đầu, chúng sẽ nhanh chóng thành tế bào plasma để sản xuất kháng thể. Trí nhớ miễn dịch cũng là đáp ứng thứ phát dẫn đến việc sản xuất kháng thể một cách nhanh chóng, kịp thời và với số lƣợng lớn khi có sự kích thích lặp lại của kháng nguyên [19].
Kháng nguyên B IL- Hoạt hóa IL-2 Tăng sinh B IL-2 B B Chín Tế bào Kháng thể Kháng thể IL-6
1.4.4.3. Kháng thể đơn dòng
Theo thuyết chọn dòng của Burnett thì mỗi lympho bào chỉ có khả năng nhận diện một quyết định kháng nguyên và sẽ chỉ tạo thành một dòng kháng thể đặc hiệu chống lại kháng nguyên đó. Tuy nhiên hầu nhƣ các kháng nguyên đều có nhiều nhóm quyết định (kháng nguyên đa giá) nên sẽ tạo thành một phức hợp kháng thể. Muốn nhận đƣợc chỉ một loại kháng thể trong phức hợp ấy phải tách tinh khiết, đây là một việc làm khó khăn. Năm 1975 Milstein và Kohler đã đƣa ra kỹ thuật sản xuất kháng thể đơn dòng ngoài cơ thể dựa trên nguyên tắc lai tế bào u tủy (myeloma) với tế bào lympho B đã hoạt hóa [7,8,19,38].
Ƣu điểm của tế bào u tủy là có khả năng phân chia rất nhanh nhƣng không tạo thành kháng thể. Ngƣợc lại tế bào lympho B có khả năng tổng hợp kháng thể nhƣng không có khả năng phân chia vì chúng là các tế bào tận cùng của sự biệt hóa, do đó không nuôi cấy in vitro đƣợc và chúng sẽ bị chết sau một thời gian nuôi cấy. Để có thể tạo đƣợc tế bào lai một mặt chọn trong số tế bào ung thƣ tủy loại tế bào đặc biệt chỉ có thể tổng hợp ADN với các axit amin đơn giản, glutamine và urenucleozit monophosphate. Một mặt họ nuôi các tế bào này trong môi trƣờng nhân tạo HAT (chứa hypoxantin – aminoprotein – timedin).
Tế bào lai có ƣu điểm của hai tế bào nêu trên: vừa phân chia rất nhanh, vừa có khả năng tổng hợp kháng thể.
Tiến hành pha loãng liên tục trong giếng của phiến nhựa vi lƣợng cho đến khi mỗi giếng chỉ có một tế bào. Từ một tế bào đơn sẽ chỉ sản xuất một dòng kháng thể thuần khiết. Do vậy kháng thể đơn dòng là kháng thể do một dòng tế bào B sinh ra để chống lại một quyết định kháng nguyên.