Kháng thể là gì?

Kháng thể rất đặc biệt, chúng là những phân tử protein có hình chữ Y, có khả năng gắn kết với các yếu tố "xâm lược" rất chặt chẽ, như những chiếc ổ khóa và chìa khóa – cho dù chúng là virus, vi khuẩn, nấm hay ký sinh trùng. Chúng là binh đoàn “tìm kiếm” thuộc hệ thống miễn dịch, có nhiệm vụ tìm kiếm kẻ địch và đánh dấu để tiêu diệt.

Các kháng thể được giải phóng ra từ các tế bào và tản ra để "săn mồi". Khi kháng thể tìm thấy mục tiêu chúng sẽ gắn kết và từ đó kích hoạt một chuỗi các phản ứng và đường truyền tín hiệu để tiêu diệt "kẻ xâm lược". Kháng thể là một phần của hệ thống miễn dịch thu được, là một nhánh của hệ miễn dịch đã được "huấn luyện" để nhân điện và loại bỏ những mầm bệnh đặc hiệu.

Kháng thể trông như thế nào?

Hai nhánh trên đầu của chữ Y dùng dể gắn với kháng nguyên (mầm bệnh). Kháng nguyên có thể là một phân tử hay là một mảnh của phân tử- thường là một phần của virus hoặc vi khuẩn. Ví dụ virus Corona SARS-CoV-2 có những “gai” đặc biệt bao bên ngoài lớp vỏ và một số kháng thể liên kết và nhận ra các gai protein này.

Phần đáy của của chữ Y, hay là phần cuống, liên kết với một số chất của hệ miễn dịch giúp tiêu diệt kháng nguyên hoặc huy động hệ thống miễn dịch theo nhiều cách khác. Ví dụ, kích hoạt bổ thể.  Bổ thể thực chất chính là  đao phủ, chúng đục các lỗ trên tế bào ví dụ như màng của virus. Kháng thể hay còn gọi là các globulin miễn dịch (Ig), có chúng một hình dạng chữ y nhưng có năm loại biến thể của chúng bao gồm IgM, IgA, IgD, IgG và IgE. Mỗi loại biến thể này chỉ khác nhau rất nhỏ và vai trò cũng khác nhau đôi chút. Ví dụ, globulin G hay IgG chỉ là một chữ Y, nhưng IgM lại giống như nữ thần 10 tay của Hin Du Durga với 5 chữ y xếp chồng lên nhau với mỗi một nhánh lại liên kết với một kháng nguyên.

IgG và IgM là những kháng thể lưu hành trong máu và đi đến những nội tạng đặc. IgA thì lại được đẩy ra khỏi cơ thể thông qua chất nhầy và dịch tiết. IgE là kháng nguyên điển hình cho đáp ứng dị ứng, chẳng hạn như dị ứng phấn hoa hoặc lạc. IgD là bộ máy lưu trữ lịch sử nhưng một trong những vai trò của chúng là giúp hoạt hóa các tế bào tạo ra kháng thể.

Kháng thể hình thành ở đâu?

Để hiểu về kháng thể, điều chúng ta cần phải hiểu về tế bào miễn dịch B, một loại bạch cầu được tạo ra từ tủy xương. Có hàng nghìn tỷ tế bào B trong cơ thể, mỗi loại lại có kháng thể IgM riêng biệt và gắn trên bề mặt tế bào B và mỗi một nhánh lại gắn với kháng nguyên. Mức độ biến thể đáng kinh ngạc này cho phép có thể con người nhận diện hầu hết mọi tạp chất xâm nhập. Đây là cách làm thế nào để chúng có sự đa dạng đó: trong mỗi tế bào  B,  các gen được mã hóa vị trí liên kết của kháng thể được xáo trộn giống như xáo bài trên bàn. Số lượng biến thể được tạo ra cực kỳ lớn.

Những tế bào B sau đó đi tuần tra cơ thể, thường thì tồn tại lâu hơn ở các khu vực như hạch bạch huyết hoặc amidan. Hầu hết thời gian, những tế bào B không gắn vào bất cứ thứ gì. Nhưng chỉ cần một phần triệu cơ hội, một tế bào B gắn vào một số chất ngoại lai – thứ mà kích hoạt tế bào B và nói rằng “này chúng ta cần hoạt hóa”.

Tế bào B phát triển về cả kích cỡ và bắt đầu phân chia thành các dòng. Đó giống như việc sao chép lại chính mẹ mình vậy. Sau một tuần hoặc nhiều hơn, có thể có hàng trăm nghìn bản copy của chính chúng. Cuối cùng, những dòng tế bào B mở rộng này biệt hóa thành các tế bào plasma là các nhà máy sản xuất kháng thể. Chúng ta tiết ra 10 000 kháng thể trên một tế bào trong một giây. Chúng ta có thể làm việc này trong nhiều tuần hoặc nhiều năm nếu chúng ta may mắn.

Nhưng không phải mọi tế bào B phân chia ra lượng giống nhau.

Nếu bạn cho rằng tế bào B là một chiếc khóa, bạn coi tất cả những thứ khác trôi nổi xung quanh là các chìa khóa khác nhau thì sẽ có những chiếc phù hợp hơn và có những chiếc kém vừa hơn và thậm chí là có chiếc không vừa với ổ khóa. Điều này tùy thuộc vào sự phù hợp của chìa khóa với ổ khóa trên bề mặt của một tế bào B đặc trưng đến đâu, mức độ phù hợp càng cao sự nhân lên càng nhiều. Sau đó càng nhiều tế bào B thì càng sản xuất ra nhiều tế bào plasma và càng tạo ra kháng thể đặc hiệu hơn.

Cơ thể không chỉ sản xuất một loại kháng thể, chúng tạo ra vô vàn những kháng thể khác nhau. Mỗi một ổ khóa đó lại đi vào những phần khác nhau của kẻ xâm lược.

Và kháng thể không làm chung một nhiệm vụ một khi chúng gắn với mục tiêu. Một số có nhiệm vụ ngăn chặn sự lây nhiễm từ trong trứng nước bằng cách vô hiệu hóa trực tiếp mối đe dọa, ngăn chặn mầm bệnh ngay trong tế bào. Một số khác thì gắn mác vào kẻ xâm nhập để những tế bào của hệ miễn dịch đến tiêu diệt và loại bỏ. Có loại thì bọc lấy virus hoặc vi khuẩn  trong lớp chất nhày và có những loại có thể ra lệnh cho các tế bào miễn dịch giống Pac-Man đến thực bào.

Loại kháng thể đầu tiên được hình thành sau khi tiếp xúc với virus là IgM, chúng được tạo ra trong vòng 7-10 ngày sau khi tiếp xúc. IgM có thể gắn vào những kẻ xâm lăng, nhưng mỗi một nhánh Y trong 10  cánh tay của IgM lại khá yếu. Dù vây cúng giống như một bó đũa, 5 người yếu gộp sức với nhau thì vẫn chống lại được kẻ thù mạnh. Năm chữ y của IgM hay 10 cánh tay có thể liên kết chặt chẽ với một kháng nguyên.

Khoảng 10-14 ngày, cơ thể bắt đầu tạo ra IgG, chính là kỵ binh của hệ miễn dịch. IgG có thể vượt qua nhau thai, bảo vệ em bé chống lại mầm bệnh cho đến khi trẻ tự tạo được hệ miễn dịch của riêng mình.

Thông thường hệ miễn dịch hoạt động khá chính xác trong việc nhận diện kẻ thù và lờ đi hoặc dung nạp tế bào của chính mình. Nhưng đôi khi chúng cũng đi chệch hướng. Đó là khi tế bào T (một loại tế bào bạch cầu khác) đến. Cơ thể sử dụng tế bào T để kiếm tra chéo mầm bệnh-chỉ khi cả tế bào B và T cùng nhận diện có kẻ xâm nhập thì hệ miễn dịch mới bắt đầu đáp trả lại. Cơ thể có nhiệm vụ loại bỏ tế bào B hay còn gọi là tự kháng thể, nghĩa là phản ứng với chính cơ thể của mình. Nhưng nếu việc này không diễn ra chính xác thì cơ thể có thể đánh dấu tế bào của chính mình là một kẻ ngoại lại và tự phá hủy chúng và sau đó không ngừng loại bỏ chúng. Kết quả của quá trình nhầm lẫn này là một loạt các bệnh tự miễn được sinh ra như lupus, viêm khớp dạng thấp và tiểu đường typ 1. Có khoảng 100 bệnh tự miễn mà con người chúng ta đã biết đến.

Kháng thể đơn dòng là gì?

Kháng thể có thể trở thành một loại thuốc cực kỳ hữu hiệu như là một công cụ mạnh nhất trong sinh học. Một trong những siêu sao của liệu pháp điều trị lâm sàng là kháng thể đơn dòng

Để tạo ra kháng thể đơn dòng, các nhà khoa học tiêm vaccine cho động vật và cũng có thể là con người để kích thích sản sinh ra kháng thể chống lại một chất cụ thể. Cơ thể dẫn dần tạo ra các kháng thể ngày càng hữu hiệu hơn với kháng nguyên. Những kháng thể được sản xuất bởi những tế bào này sau đó được lọc ra khỏi các bạch cầu và đưa vào chiếc đĩa để xem tế bào liên kết với kháng nguyên tốt nhất, tế bào nào liên kết tốt nhất sẽ được phân lập lại, để sản xuất ra kháng thể rồi được biến đổi để tạo ra một kháng thể mang tính siêu chọn lọc.

Từ đó, tế bào được gắn vào các tế bào ung thư, sản sinh ra tế bào lai hybridoma. Tế bào hybridoma hay là kháng thể đơn dòng là một máy sản xuất vô tận của cùng một loại kháng thể, lặp đi lặp lại. (Các nhà khoa học gắn tế bào kháng thể đơn dòng vào tế bào ung thư bởi tế bào ung thư sản sinh không ngừng).

Tế bào ung thư không ngừng sản sinh, sản sinh và sản sinh, chúng không bao giờ dừng lại và gần như là bất tử.

Kháng thể đơn dòng là cơ sở để hình thành nên rất nhiều loại thuốc nổi tiếng.Ví dụ, thuốc adalimumab (tên trên nhãn là Humira) là một kháng thể đơn dòng điều trị viêm khớp dạng thấp bằng cách ức chế các protein viêm là cytokine. Một loại khác là bevacizumab (Avastin), nhắm đến một phân tử thúc đẩy sự phát triển của mạch máu, bằng cách ức chế phân tử này thuốc có thể làm chậm sự phát triển của ung thư phổi, thận, đại tràng và một số ung thư não.

Và trong đại dịch SARS-CoV-2 vừa rồi, các bác sỹ trên thế giới chạy đua để tạo ra một kháng thể đơn dòng với hi vọng có thể trung hòa được chủng virus corona mới. Những kháng thể này lọc từ huyết tương của những người đã khỏi bệnh. Hy vọng rằng bằng cách phân lập được những kháng thể hữu hiệu nhất và sau đó sản suất đại trà, bác sỹ có thể tạo ra một phương thuốc điều trị tạm thời - “miễn dịch thụ động” cho đến khi cơ thể tự sản xuất ra kháng thể miễn dịch hiệu quả hơn, lâu dài hơn cho chính mình.

Ngược lại, kháng thể đa dòng bắt nguồn từ nhiều tế bào B. Kháng thể đa dòng là một thư viện lưu trữ kháng thể mà có khả năng liên kết với các phần có đôi chút khác nhau của kháng nguyên hoặc mục tiêu. Kháng thể đa dòng thường được sản sinh bằng cách tiêm kháng nguyên vào động vật để kích thích đáp ứng miễn dịch và sau đó chiết xuất từ huyết tương động vật để sản xuất ra kháng thể với số lượng lớn.

Không giống như kháng thể đơn dòng, mất tối đa 6 tháng để sản xuất ra, kháng thể đơn dòng chỉ mất đến 4-8 tuần, và ít cần đến kỹ thuật cao cấp hơn. Cùng với đó, dựa vào một loại test cụ thể - bạn đang cố phát hiện loại kháng nguyên nào thì kháng thể da dòng có thể thể có một cơ hội tốt hơn để gắn vào các kháng nguyên đích, khiến chúng trở nên nhạy hơn. Điểm yếu của kháng thể đa dòng đó là mỗi cá thể động vật có thể sản sinh ra những kháng nguyên khác nhau khiến cho việc sản xuất ra cùng một chủng loại kháng thể đa dòng khó khăn hơn và cũng không dễ dàng gì để tạo ra một số lượng lớn.

Tham khảo thêm thông tin tại bài viết: Nồng độ kháng thể thấp dẫn đến vấn đề gì về sức khỏe?