VÀ SỰ HOẠT HÓA MỘT SỐ LOẠI TẾ BÀO
II. MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA
Chất gây miễn dịch (immunogen): là một chất mà cơ thể nhận biết là “chất lạ”
(không phải của mình) và có khả năng kích thích một đáp ứng miễn dịch thích ứng.
Kháng nguyên (antigen): là một chất có khả năng phản ứng với các sản phẩm của đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Sản phẩm của đáp ứng miễn dịch đặc hiệu được hiểu là các kháng thể hoặc các tế bào T đặc hiệu.
Để đơn giản, người ta thường gọi kháng nguyên và chất gây miễn dịch bằng một tên chung là kháng nguyên.
Hapten: Là một chất không có tính sinh miễn dịch nhưng lại có thể phản ứng với các sản phẩm của một đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Hapten là các phân tử nhỏ mà chúng có thể không bao giờ cảm ứng một đáp ứng miễn dịch khi chúng được đưa vào cơ thể, nhưng khi chúng được gắn với một phân tử vật mang chúng lại có khả năng đó. Tuy nhiên, các hapten tự do có thể phản ứng với các sản phẩm của đáp ứng miễn dịch sau khi các sản phẩm này được kích hoạt. Hapten có tính kháng nguyên nhưng không có tính sinh miễn dịch.
Epitope hoặc điểm quyết định kháng nguyên: là phần của một kháng nguyên kết hợp với các sản phẩm của một đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Một epitope, hoặc một điểm quyết định kháng nguyên được định nghĩa là một vùng gồm 6-12 amino acid hoặc các gốc carbohydrate mà phân tử kháng thể có thể kết gắn vào. Có hai loại epitope (Hình 1):
Hình 1: một epitope liên tục (trái) và một epitope gián đoạn (phải)
Liên tục: Epitope liên tục bao gồm một mạch thẳng các gốc hóa học trong phân tử prôtêin
Không liên tục/gián đoạn: Epitope không liên tục bao gồm một nhóm các gốc hóa học không liên tục thành chuỗi thẳng, nhưng tập hợp lại với nhau nhờ sự gấp nếp của chuỗi polypeptide, hoặc do hai chuỗi peptide tách biệt, nằm cạnh nhau tạo nên.
Kháng thể (Antibody): là một prôtêin đặc hiệu được sản sinh ra trong đáp ứng của cơ thể đối với một chất sinh miễn dịch và có khả năng phản ứng với một kháng nguyên.
1. Các đặc tính của một kháng nguyên
Yêu cầu về cấu trúc đối với tính sinh miễn dịch và tính kháng nguyên. Ngay từ năm 1969, Sela đã đề xuất các định nghĩa sau đây về các chức năng miễn dịch chính của một kháng nguyên:
Tính sinh miễn dịch: khả năng cảm ứng hình thành một đáp ứng miễn dịch được đặc trưng bằng sự hình thành các immunoglobulin đặc hiệu và/hoặc các lâm ba cầu đã được kích thích một cách đặc hiệu.
Tính kháng nguyên: là khả năng phản ứng và kết gắn với các immunoglobulin đặc hiệu và/hoặc với các thụ cảm quan của tế bào.
Tính sinh dị ứng: Khả năng kích thích hình thành các loại phản ứng dị ứng khác nhau và các tổn thương ở mô bào ở những con vật đã được mẫn cảm hóa có các immunoglobulin đặc hiệu và/hoặc các lâm ba cầu đã được kích thích.
Tính sinh dung nạp miễn dịch: Khả năng gây nên trạng thái không đáp ứng miễn dịch đặc hiệu, bao gồm sự hình thành kháng thể và/hoặc miễn dịch tế bào.
Tính đặc hiệu....
2. Các đặc điểm quan trọng của tính sinh miễn dịch
Để một kháng nguyên có tính sinh miễn dịch, các phân tử phải có trọng lượng phân tử lớn, ổn định và phải phức tạp về mặt hóa học. Như đặc điểm nêu trong Bảng 1, kháng nguyên càng có trọng lượng phân tử lớn thì tính kháng nguyên càng cao. Ví dụ albumin huyết thanh có trọng lượng phân tử khoảng 60 KDa là một kháng nguyên mạnh, agiotensin (1031 Da) có tính kháng nguyên kém còn phenylalanin (165 Da) hòan tòan không có tính kháng nguyên.
Bảng 1: Các đặc điểm quyết định tính sinh miễn dịch
Tính chất Đặc điểm.
Kích thước Càng lớn càng tốt.
Mức độ phức tạp Các polymer có cấu trúc đơn giản khó có thể là các kháng nguyên tốt.
Tính ổn định Tính ổn định về cấu trúc là đặc biệt quan trọng.
Khả năng bị phân hủy Các phân tử không bền vũng không thể là các kháng nguyên tốt.
Các phân tử hòan tòan trơ không phải là các kháng nguyên tốt.
Tính lạ Càng lạ càng tốt.
3. Khác biệt giữa kháng nguyên và chất gây miễn dịch
Tính kháng nguyên là khả năng kết hợp của điểm quyết định kháng nguyên (epitope) với kháng thể. Một điểm quyết định kháng nguyên tách biệt, không có khả năng kích thích một đáp ứng miễn dịch nhưng có khả năng kết hợp với kháng thể đặc hiệu vì thế nó chỉ có tính kháng nguyên chứ không có tính sinh miễn dịch. Để một điểm quyết định kháng nguyên có tính sinh miễn dịch, nghĩa là có thể kích thích hình thành một đáp ứng miễn dịch nó phải được gắn với một prôtêin mang (carrier prôtêin).
Hiểu biết về cơ sở phân tử của một đáp ứng miễn dịch được nâng cao nhờ các kết quả nghiên cứu trong vòng 20 năm trở lại đây về số lượng, kích thước, phân bố, bản chất hoá học và các tính đặc hiệu của các điểm quyết định kháng nguyên. Nhiều số liệu cho thấy cảm ứng sinh đáp ứng miễn dịch dịch thể và/hoặc miễn dịch tế bào phụ thuộc một phần vào cấu trúc phân tử của kháng nguyên. Một điểm quan trọng nữa cần ghi nhận là nhu cầu cấu trúc để có tính sinh miễn dịch khác với nhu cầu để có tính kháng nguyên. Ví dụ, các prôtêin đã biến tính thường có tính sinh miễn dịch kém hơn các prôtêin tự nhiên. Cũng tương tự như thế, prôtêin của vi khuẩn thường là các chất gây miễn dịch tốt hơn so với prôtêin của huyết thanh nhưng lại ít có sự sai khác về biểu hiện như là các kháng nguyên, trong khi đó sự tự kết dính của một prôtêin thường liên quan tới sự thay đổi không đáng kể về tính kháng nguyên nhưng lại tăng đáng kể về tính sinh miễn dịch.
Cụ thể hơn: mặc dù các vật lạ bị các tế bào trung tính và các tế bào thực bào đơn nhân “bắt” và “thực bào” nhưng rõ ràng là không phải tất cả các chất đã được thực bào đều có khả năng kích thích cơ thể vật chủ hình thành một đáp ứng miễn dịch, Có hai yếu tố quan trọng nhất là (i) đặc điểm vật lý-hóa học của “chất được thực bào” ảnh hưởng đến các loại phân tử đáp ứng của cơ thể và (ii) bản chất của các vật liệu ngoại lai phải được cơ thể nhận biết và phải được cơ thể coi là “lạ”.
Các giới hạn về đặc điểm vật lý-hóa học. Kiến thức về kích thước và cấu trúc của các điểm quyết định kháng nguyên của các polysacharides, axit nucleic và các polypeptide tổng hợp đã thu được từ các nghiên cứu về khả năng của các mảnh kháng nguyên ức chế phản ứng của toàn bộ phân tử với kháng thể tương ứng của nó. Kháng nguyên tổng hợp cung cấp nhiều thông tin về tương quan giữa cấu trúc kháng nguyên và sự hoạt hóa các lâm ba cầu bởi vì ngày nay người ta có thể tổng hợp một kháng nguyên với một cấu trúc như mong muốn để nghiên cứu một vấn đề cụ thể. Tương quan giữa cấu trúc của một kháng nguyên và tính kháng nguyên của nó là phức tạp hơn đối với kháng nguyên là prôtêin trong đó nó phụ thuộc vào mức độ nào cấu trúc bậc ba của phân tử. Prôtêin dạng sợi, tuy nhiên, có tình huống kháng nguyên trung gian giữa polysacharide thẳng và các prôtêin hình cầu bởi vì sự lặp lại của các chuỗi axit amin trong chuỗi polypeptide.
Nghiên cứu về tính kháng nguyên của các prôtêin hình cầu cũng phức tạp hơn vì không có các đoạn có cấu trúc axit amin lặp lại.