Công nghệ sinh học ứng dụng trong Thú Y và Y học potx

Công nghệ sinh học ứng dụng
trong Thú Y và Y học
PGS.TS. Dương thanh Liêm
Bộ môn Dinh dưỡng
Khoa Chăn nuôi – Thú y
Trường Đại học Nông Lâm
CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG MIỄN DỊCH HỌC:
1. SẢN XUẤT KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG PHỤC VỤ
CHO XÉT NGHIỆM VÀ ĐIỀU TRỊ BỆNH
2. SẢN XUẤT VACCINE TÁI TỔ HỢP PHỤC VỤ CHO
CÔNG TÁC PHÒNG CHỐNG BỆNH TẬT
Khái niệm miễn dịch
1. Miễn dịch chủ động
Miễn dịch chủ động là phản ứng bảo vệ của cơ thể khi có sự
xâm nhập của protein kháng nguyên lạ:
- Một cách tự nhiên do sự xâm nhập của vi khuẩn
hoặc virus vào cơ thể.
- Một cách không tự nhiên thông qua chủng ngừa
vaccin từ vi khuẩn hay virus đã nhược độc.
Khi kháng nguyên xâm nhập,
lập thức sản sinh tín hiệu báo động,
kích thích hệ thống tế bào sinh kháng
thể sản xuất một protein đặc hiệu, kết
dính, trung hoà kháng nguyên. Protein
thực hiện việc này gọi là kháng thể.
Bảo vệ cơ thể bằng cách đưa trực tiếp kháng thể
hay tế bào miễn dịch (tế bào kháng thể) vào cơ thể.
Có hai phương cách đưa kháng thể vào cơ thể:
2. Miễn dịch bị động
Thai nhi nhận
kháng thể từ mẹ

qua sữa đầu.
 Thông qua việc
tiêm huyết thanh có
chứa kháng thể để
điều trị bệnh.
Thời gia tồn tại kháng thể ngắn
Các giai đoạn phát triển chính của miễn
dịch ứng dụng trong phòng chống bệnh.
Thời kỳ sơ khai:
 Sau trận dịch, những người sống sót là những
người bất tử bởi dịch đó.
 Nổ lực đầu tiên trong chủng ngừa bệnh đậu
mùa. Pasteur là người có công lớn khai phá.
Những bước đi đầu tiên trong thực nghiệm:
 Vi khuẩn là nguyên nhân gây bệnh.
 Miễn dịch dịch thể và miễn dịch trung gian qua
tế bào là bước tiến lớn trong quan sát.
 Lý thuyết về sự chọn lọc miễn dịch mục tiêu.
 Những bước tiến trong miễn dịch phân tử.
Một thế kỷ trước, Paul Ehrlich (1854 – 1915),
Một nhà hóa học người Phần Lan đã tạo một
bước đột phá trong nghiên cứu kháng thể.
Ông cho rằng phân tử kháng thể được xem
như là một “viên đạn phù thủy - magic
bullet”, có thể định hướng và tiêu diệt các
mầm bệnh ở người. Với phát minh quan
trọng này, ông đã được tặng giãi Nobel Y học
vào năm 1908.
Vào năm 1975, Kohler và Milstein là những người
đầu tiên dung hợp tế bào lympho để sản sinh một

dòng tế bào có khả năng “bất tử” và sản sinh
kháng thể đặc hiệu. Hai nhà khoa học nói trên
được tặng giải Nobel Y học vào năm 1984 cho phát
minh “Hybridoma” của họ.
Gía trị của Hybridoma chỉ được khẵn định vào
năm 1987 khi kháng thể đơn dòng được sản xuất
thành công dùng trong chẩn đoán lâm sàng rất
chính xác.
César Milstein
Nobel Y học (1984):
Niels Jerne &
Georges Kohler
1. Sản xuất kháng thể đa dòng
Phân tử kháng nguyên tinh chế
có thể có nhiều protein kháng nguyên
Gây miễn dịch
1
1
2
3
Lượng Ig
trong serum
Tuần lễ >
0
Gây nhiểm
(Hiệu giá HI)
HI chứa kháng thể
Đa dòng
Một kháng nguyên thường chứa nhiều yếu tố
quyết định kháng nguyên (epitope)

Để đáp ứng với kháng nguyên, các lymphocyte cũng sản sinh và
tiết nhiều phân tử kháng thể tương ứng có thể kết dính kháng
nguyên
KN
A
B
C
lymphocytes
epitope
Mặt lợi của kháng thể đa dòng là sẽ có nhiều
kháng thể tấn công kháng nguyên cùng một lúc
Ag
Mặt bất lợi của kháng thể
đa dòng là sự kém đặc hiệu,
một vài kháng nguyên khác
nhau có thể có cùng epitope,
từ đó có thể gây sai lệch khi
kết luận các serotyp trong
chẩn đoán huyết thanh học.
Vấn đề đặt ra từ trước năm 1970:
1. Việc phân biệt giữa các dòng tế bào B, T khác nhau hầu như
không thể thực hiện vì chúng có hơn 95% phân tử bề mặt tế bào
giống nhau. Kháng thể đa dòng không đặc hiệu, không thể phát
hiện được.
2. Không thể chọn lọc được các phân tử kháng thể đặc hiệu cho
một serotyp.
Giải pháp ngày nay:
1. Làm “bất tử”các tế bào sản xuất kháng thể bằng phương pháp
dung hợp tế bào lympho.
2. Chọn lọc dòng tế bào chuyên sản xuất kháng thể đơn dòng

mong muốn.
Kết quả:
Kết quả là giải Nobel Y học dành cho hai nhà khoa học: George
Kohler và Cesar Milstein.
2. Sản xuất kháng thể đơn dòng
để chẩn đoán các serotyp của vi trùng
Kháng nguyên
tinh chế
Gây miễn dịch
Cô lập lách chứa các tế bào tạo kháng thể
Mỗi tế bào có khả năng sinh sản
một loại kháng thể khác nhau
Lách
Chọn lọc
+
Các tế bào
“bất tử”
Dung hợp
Nuôi các tế bào lai
“Hybridoma”
Lựa chọn một trong
số những tế bào này để
nuôi cấy thứ cấp nhân
lên, tạo sự đồng nhất TB
… và tạo quần thể tế bào
đơn dòng cùng nguồn gốc
Tất cả các tế bào đều tạo một loại kháng thể
duy nhất để chống lại một epitope duy nhất
KN
Tính đặc hiệu cao

…nhưng độ nhạy trong nhận biết
và tiêu diệt kháng nguyên kém,
đặc biệt là với một lượng nhỏ
kháng nguyên.
Hybridoma
TẾ BÀO HYBRIDOMA
Sơ đồ qui trình
sản xuất kháng
thể đơn dòng
“Monoclonal
Antibodies”
Figure 18.2
/> Dòng tế bào ung thư Myeloma thương mại hóa
không có khả năng sử dụng chất: Hypoxanthine,
Aminopterin và Thymidine (môi trường HAT)
làm nguồn nguyên liệu để tổng hợp nucleic acid
và sẽ bị chết khi nuôi cấy trong môi trường HAT.
 Chỉ có các tế bào B đã được dung hợp với dòng tế
bào Myeloma mới có khả năng sống sót trong
môi trường HAT
Chọn lọc các dòng tế bào lai
Phương pháp dùng môi trường HAT
Ứng dụng của kháng thể đơn dòng
1. Sản xuất các bộ kit để chẩn đoán bệnh, có
thể phát hiện được ở hàm lượng rất thấp,
nhanh chóng, có thể áp dụng để kiểm tra sàn
lọc rất tốt. Tuy nhiên để cho chính xác hơn
cần kết hợp với phương pháp hóa học khác,
ví dụ như sắc ký khối phổ MS.

2. Sản xuất các kháng thể đặc hiệu để tiêu diệt
chính xác tế bào ung thư mà không nhầm
lẫn với tế bào bình thường của cơ thể.