Tài liệu Thảo luận quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng, ưu nhược điểm

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THẢO LUẬN NHÓM ĐỀ BÀI: QUY TRÌNH SẢN XUẤT KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM. Môn học: Công nghệ protein GiảngViên: TS. Nguyễn Văn Duy 1 NỘI DUNG 1.Những khái niệm liên quan 2.Quy trình sản xuất sản xuất kháng thể đơn dòng ưu, nhược điểm của sản xuất kháng thể đơn dòng 3. Ứng dụng của sản xuất kháng thể đơn dòng 2 1. Những khái niệm liên quan * Kháng nguyên: Kháng nguyên là những phân tử (protein, polysaccharide…) kích thích đáp ứng miễn dịch cơ thể, đặc biệt để sản xuất kháng thể. 3 1. Những khái niệm liên quan * Kháng thể: Kháng thể là các phân tử immunoglobulin (có bản chất glycoprotein), do các tế bào lympho B cũng như các tương bào (biệt hóa từ lympho B) tiết ra để hệ miễn dịch nhận biết và vô hiệu hóa các tác nhân lạ, chẳng hạn các vi khuẩn hoặc virus. Mỗi kháng thể chỉ có thể nhận diện một epitope kháng nguyên duy nhất. 4 1. Những khái niệm liên quan 5 1. Những khái niệm liên quan • Phân tử kháng thể cấu tạo từ 4 chuỗi polypeptide. Một phần cấu trúc của các chuỗi thì cố định. • Phần đầu của hai "cánh tay" chữ Y thì rất khác nhau giữa các kháng thể khác nhau tạo nên các vị trí kết hợp kháng nguyên . • Vùng biến đổi với có các CDR quyết định khả năng kháng thể liên kết với kháng nguyên. 6 1. Những khái niệm liên quan 7 1. Những khái niệm liên quan * Vai trò của kháng thể: Trong một đáp ứng miễn dịch, kháng thể có 3 chức năng chính: gắn với kháng nguyên, kích hoạt hệ thống bổ thể và huy động các tế bào miễn dịch. 8 1. Những khái niệm liên quan * Ái lực giữa kháng nguyên và kháng thể: Trên kháng nguyên có một hoặc nhiều vị trí gắn với một kháng thể gọi là epitope. Mỗi kháng thể chỉ có thể nhận diện một epitope kháng nguyên duy nhất. Liên kết giữa kháng thể và kháng nguyên, tương tự như giữa enzyme và cơ chất. 9 1. Những khái niệm liên quan * Có hai loại kháng thể:  Kháng thể đơn dòng liên kết với một epitope đặc hiệu.  Kháng thể đa dòng là một tập hợp các kháng thể đặc hiệu với các epitope khác nhau trên cùng một kháng nguyên. 10 1. Những khái niệm liên quan * Kháng thể đa dòng: Các kháng thể đa dòng là một tập hợp các kháng thể đặc hiệu với các epitope khác nhau trên một kháng nguyên cho trước . Trong đáp ứng miễn dịch, cơ thể tổng hợp nhiều kháng thể tương ứng với các epitope của cùng một kháng nguyên: đáp ứng như vậy gọi là đa dòng. 11 2. Công nghệ sản xuất kháng thể đơn dòng 12 2. Công nghệ sản xuất kháng thể đơn dòng • Lịch sử : Năm 1975, hai nhà miễn nhiễm học César Milstein người Anh gốc Argentina và Georges Köhle - người Đức đã khám phá một kỹ thuật tạo ra một số lượng lớn các tế bào bạch huyết, có khả năng sản xuất một dạng kháng thể duy nhất. Các kháng thể này chỉ đáp ứng với một loại kháng nguyên chuyên biệt, chẳng hạn với chỉ một độc tố hay một siêu vi, vì thế chúng được đặt tên là kháng thể đơn dòng (Monoclonal Antibodies). 13 2. Công nghệ sản xuất kháng thể đơn dòng * Khái niệm kháng thể đơn dòng: • Các kháng thể chỉ đáp ứng với một loại kháng nguyên chuyên biệt (chẳng hạn với chỉ một độc tố hay một siêu vi) • Chỉ nhận biết một epitope trên một kháng nguyên cho sẵn. • Tất cả các kháng thể đơn dòng cùng một dòng thì giống hệt nhau và được sản xuất bởi cùng một dòng tương bào (biệt hóa từ lympho B. • Kháng thể đơn dòng được sử dụng rộng rãi trong các phân tích sinh học và chữa bệnh. Ngày nay, các kháng thể đơn dòng đã được ứng dụng nhiều trong chẩn đoán và điều trị. 14 2. Công nghệ sản xuất kháng thể đơn dòng • Để sản xuất kháng thể đơn dòng, các tế bào bạch cầu lymphocyte được kích thích đáp ứng miễn dịch để sản sinh kháng thể đặc hiệu. Các dòng tế bào lymphocyte sản sinh kháng thể được lai với các tế bào ung thư ( có khả năng phân chia vĩnh viễn tạo nên các dòng tế bào lai gọi là hybridoma). Dòng tế bào lai hybridoma có đặc điểm đặc biệt đó là có khả năng tăng sinh vĩnh viễn ( bất tử) và sản sinh cùng loại kháng thể ( kháng thể đơn dòng) trong môi trường nuôi cấy. 15 2. Công nghệ sản xuất kháng thể đơn dòng * Các bước tạo kháng thể đơn dòng: - Tiêm các tế bào khối u vào chuột để kích thích các tế bào lympho B tạo ra các kháng thể. - Hòa lẫn các tế bào myeloma bất hoại được chọn với các lympho B . - Sự kết hợp sẽ tạo ra tế bào lai (hybridomas) có khả năng sinh sản vô hạn (nhận từ tế bào myeloma) và tiết ra kháng thể đặc hiệu (nhận từ tế bào lympho B). - Các tế bào lai sản xuất kháng thể được chọn lọc và nhân bản để đưa 16 vào quá trình tạo thành kháng thể đơn dòng 2. Công nghệ sản xuất kháng thể đơn dòng 17 2.1 Ưu điểm của sản xuất kháng thể đơn dòng - Không cần một lượng lớn động vật mà vẫn thu được lượng kháng thể nhiều bằng nuôi cấy invitro. - Kháng thể thu được tinh khiết, có tính đặc hiệu cao. Ví dụ: Thí nghiệm nuôi liên hiệp tế bào myeloma và lympho bào trong ổ phúc mạc của cơ thể có sự phù hợp tổ chức các tế bào lai, có thể thu được từ 5 đến 20 mg kháng thể trong 1 ml dịch, trong khi đó nếu bằng phương pháp gây miễn dịch khác thì huyết thanh thu được không tinh khiết, lẫn tạp, nhiều kháng thể khác và hàm lượng không cao. 18 2.1 Ưu điểm của sản xuất kháng thể đơn dòng - Cho phép phát hiện được nhiều kháng nguyên chưa biết trên bề mặt tế bào. - Việc sử dụng kháng thể đơn dòng giảm được hiện tượng dương tính giả trong các phản ứng miễn dịch cực nhạy như ELISA, RIA vì kháng thể dùng trong phản ứng này có tính đặc hiệu cao và tinh khiết. - Có thể ứng dụng trong việc sử dụng chất đồng vị phóng xạ để sản xuất kháng thể và nghiên cứu về y sinh học. - Trong tương lai khi thực hiện được liên hợp lai myeloma người với lympho người, thì có thể sản xuất kháng thể đơn dòng của người, thuận lợi cho điều trị bệnh truyền nhiễm bằng huyết thanh miễn dịch. 19 2.2. Nhược điểm của sản xuất kháng thể đơn dòng - Hệ thống miễn dịch của con người nhận diện KTĐD (được sản xuất từ tế bào B của chuột) như là protein lạ nên tạo ra các kháng thể chống lại chúng, thậm chí trung hòa chúng, làm hiệu quả của chúng suy giảm đáng kể. Hơn nữa, một số KTĐD khi tiếp cận và bám được vào các kháng nguyên, chúng không trung hòa hoặc phá hủy được các kháng nguyên gây bệnh. - Thành phần kết hợp với KTĐD được đưa vào cơ thể bệnh nhân có thể bị tách ra và đi khắp nơi, gây nên các phản ứng phụ và hậu quả khó lường. Ngoài ra, với một số khối u được bao bọc chắc chắn bởi các lớp mạch máu nuôi dưỡng, KTĐD rất khó thâm nhập vào bên trong để phá hủy. - Giá thành đắt 20