GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG SẢN XUẤT - PGS.TS. TRƯƠNG VĂN LUNG - 5

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Trước đây, để phát hiện bệnh này ở thai nhi người ta phải lấy máu
thử trực tiếp từ thai nhi. Điều này nhiều khi gây tổn hại cho thai nhi. Gần
đây, người ta bắt đầu phát hiện vấn đề sử dụng phương pháp di truyền và
kĩ thuật DNA tái tổ hợp để chẩn đoán và chữa trị bệnh ở người đã bắt đầu
được quan tâm từ đầu thập kỉ 80 của thế kỉ trước. Lần đầu tiên kĩ thuật này
đã được áp dụng để chẩn đốn xem thai nhi có bị bệnh thiếu máu do hồng
cầu lưỡi liềm hay không. Hiện nay bệnh này bằng phương pháp cắt phân
đoạn đa hình RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) DNA
của tế bào dịch xung quanh thai nhi. Sau đó so sánh chúng với các phân
đoạn DNA bổ trợ tách từ tế bào hồng cầu bình thường để phát hiện sự có
mặt của gene bị hỏng. Phương pháp này an toàn và khơng gây nguy hiểm
cho thai nhi. (Hình III.7).

Nội dung của phương pháp RFLP như sau: tách DNA từ tế bào
hồng cầu của cả bố và mẹ có con bị thiếu máu do hồng cầu lưỡi liềm, từ
người khỏe mạnh và từ dịch bào quanh thai nhi tiếp theo của người mẹ nói
trên. Dùng enzyme endonuclease cắt các DNA nói trên thành các phân
đoạn khác nhau và tách chúng bằng điện di. Mặt khác, từ tế bào hồng cầu
lưới tách m-RNA, cho tổng hợp ngược để tạo DNA bổ trợ cDNA
(complementary DNA) gắn 32p. Trộn các đoạn DNA với cDNA nhằm tạo
các đoạn lai này (đoạn hòa hợp được với thứ tự nucleotid của cDNA) là
đoạn chứa gene mã hóa tổng hợp globulin. Ở người khỏe mạnh gene β
-glubolin nằm ở phần đoạn có độ dài 7.6 kb. Ở đứa bé bị thiếu máu do
hồng cầu lưỡi liềm, gene nói trên nằm phân đoạn có độ dài 13,0 kb, còn ở
bố mẹ và thai nhi phát hiện thấy gene này có mặt cả ở đoạn 7,6 kb và 13,0
kb. Điều này chứng tỏ cả ba đều ở dạng dị hợp tử và mang gene bệnh
thiếu máu do hồng cầu lưỡi liềm.

<i>4.2. Vai trò của các tác nhân di truyền trong bệnh lí học</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

thể hiện rối loạn teo cơ Duchenne và bệnh tâm thần trí tuệ kém phát triển

Huntington.

Triển vọng của việc chữa trị các bệnh có liên quan đến di truyền
rất lớn. Trong vài năm trở lại đây đã xuất hiện một số cách tiếp cận để giải
quyết vấn đề này. Đó là việc gắn bổ sung gene bình thường vào bộ máy di
truyền của người bệnh hoặc lai và cấy tế bào khỏe mạnh vào cơ thể người
bệnh để chữa trị một số bệnh hiểm nghèo và bệnh di truyền. Tuy còn phải
khắc phục nhiều trở ngại, nhưng các biện pháp chữa trị này rất có triển
vọng trong tương lai.

<b>5. Kháng thể đơn dòng </b>(monoclonal antibody)

Hybridoma và kháng thể đơn dòng.

Các kháng thể đơn dòng từ tế bào ung thư: khi người ta tiêm vào
chuột hay thỏ một chất lạ, lập tức cơ thể phản ứng tạo ra một loại phản
ứng đặc hiệu để chống lại một kháng ngun. Một kháng thể có tính đặc
hiệu cao và chỉ chống lại một kháng nguyên. Trong cơ thể chỉ có một loại
tế bào đặc biệt sản xuất ra một kháng thể đó. Nếu ta tách một mơ để ni
và chọn đúng dịng cho ra kháng ngun mà ta cần thì người ta có thể
được một dòng tạo ra kháng thể đặc hiệu với loại kháng nguyên. Nhưng tế
bào mà ta tách là tế bào bình thường nên sinh sản có hạn (chỉ phân chia
một số làn rồi chết). Trong khi đó, dịng tế bào ung thư là bất tử.

Như trên đã đề cập đến, năm 1975, Kohler Milsstein phát minh ra
được kháng thể đơn dịng.

Ngun lí của nó là:

+ Gây ra những tế bào bình thường có khả năng tạo kháng thể.

+ Lai những tế bào này với tế bào myeloma (tế bào tủy) ung thư.
Q trình này có hiệu quả khi dùng virus Sendaii bằng phương pháp dung
hợp tế bào.

+ Chọn các lồi mà ta cần, đó là dịng lai vừa mang tính chất tạo
kháng thể, vừa có tính chất sinh sản vơ hạn (gọi là dịng hybrodoma).

Chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực:

- Tăng độ nhạy của phép thử dùng các phản ứng miễn nhiễm các
kháng nguyên không dung nạp (histocompability) thử các kháng nguyên
của nhóm máu, của tinh trùng, thử có progesterol khơng, thử các yếu tố
làm đơng máu.

- Chẩn đốn xem một bệnh nào đó có truyền theo đường sinh dục
hay không hay là việc chẩn đoán ung thư.

- Về liệu pháp, chỉnh đốn lại thuốc quá liều, giảm nguy hiểm trong
trường hợp ghép tủy sống, chữa trị ung thư đúng chỗ , đúng vị trí cần thiết.

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

- Trong nghiên cứu giúp người ta phát hiện ra vị trí của protein.
- Việc sử dụng các kháng thể đơn dòng sẽ nhanh chóng thay thế
các phương pháp miễn dịch và huyết thanh học thông thường trong các xét
nghiệm sau:

Thứ nhất là xác định mức độ hormone để đánh giá chức năng
tuyến nội tiết hoặc thay đổi tổng hợp hormone do khối u.

Thứ hai là phát hiện một số protein có ý nghĩa chuẩn đốn khối u
hoặc một số điều kiện đặc biệt trước khi sinh đẻ.

Thứ ba là xác định vi khuẩn gây bệnh.

Phát hiện các thuốc bị cấm trong máu hoặc kiểm tra nồng độ thuốc
trong máu và tổ chức nhằm đảm bảo liều dùng thuốc không vượt quá
ngưỡng gây độc.

Các ứng dụng khác bao gồm:

. Ức chế phản ứng thải loại khi ghép các cơ quan.

. Miễn dịch hóa thụ động chống lại các kháng nguyên tham gia vào
sinh sản (chống thụ thai bằng phương pháp miễn dịch).

. Định vị khối u với những kháng thể đặc hiệu.

. Tác động độc tố định hướng tới tế bào ung thư, bằng độc tố hóa
học gắn với kháng thể.

Các chất sau đây có thể dùng kháng thể đơn dịng để phát hiện:
vitamin, thuốc giảm đau, thuốc ngủ, kháng sinh, thuốc chống viêm, thuốc
chống tân sản (chống ung thư), thuốc tim mạch, thuốc gây ảo giác, thuốc
hạ đường huyết, các hormone động vật và thực vật, thuốc làm dịu và an
thần , thuốc lợi tiểu, steroid (androgene, estrogene, progestin), thuốc trừ
sâu, độc tố (aflatoxin).

Nhờ tính đặc hiệu và chính xác cao, sử dụng dễ dàng, kháng thể
đơn dòng đã tạo nên một nhánh phát triển mau lẹ nhất của CNSH. Theo
tạp chí “High Technology magazine" thị trường kháng thể đơn dòng từ 15
triệu USD năm 1982 đến năm 1992 vượt quá 5 tỉ USD.

Loại sản phẩm kháng thể đơn dòng dùng chủ yếu là các thuốc thử

nghiên cứu, thuốc thử cho chẩn đoán <i>in vitro </i>và các kháng thể dùng để

phân lập các chất sinh học.

Kháng thể đơn dòng được các nhà khoa học Nhật Bản sử dụng
trong chẩn đốn ung thư đường tiêu hóa, được cơng ti CNSH Centocor
Inc. Hoa Kì dùng chẩn đốn ung thư tụy, trường Đại học Y khoa Nhật
Bản, trung tâm Ung thư Quốc gia và công ti Kureha Chemical Industries
dùng chẩn đoán ung thư tiền liệt tuyến.

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Đại học California và trung tâm Y học Albert Einstein
(Philadelphia) đã dùng iode phóng xạ gắn vào kháng thể đơn dịng để sau
đó cơng phá đặc hiệu các tế bào ung thư gan.

Kháng thể đơn dòng chống kháng nguyên đặc hiệu của lymphocyte
T đã có ứng dụng quan trọng trong dự phòng phản ứng thải ghép khi
truyền tủy.

Ngày nay cùng với CNSH sản xuất cytokin (giống như hormone
tham gia điều hòa chặt chẽ giữa trả lời miễn dịch dịch thể và miễn dịch
trung gian tế bào), người ta cũng đã sản xuất các kháng thể đơn dịng dùng
trong chẩn đốn và điều trị miễn dịch.

Các kháng thể đơn dòng của chuột tuy đã được dùng trong điều trị
nhưng có một số nhược điểm. Một số nghiên cứu so sánh về tần suất lai
tạo giữa tế bào lymphocyte người với các dòng tế bào khác và theo dõi
tính bền của chúng. Myeloma (tế bào ung thư được dẫn ra từ các

lymphocyte bài tiết kháng thể) của chuột NS-I) đã hợp nhất với tần suất
cao nhất nhưng kém bền hơn là các tế bào lai giữa người với người.

Vấn đề tìm kiếm tế bào thành viên thích hợp để hợp nhất với
lymphocyte người là một hướng mới. Hiện nay cịn gặp một số khó khăn
trong việc tìm kiếm tế bào thành viên thích hợp.

Người ta đã lựa chọn môi trường thích hợp trong lai tạo là
hypoxanthine, aminopterine và thymidine (HAT) những tế bào lai giữa
myeloma và lymphocyte có khả năng sử dụng hypoxanthine cung cấp
trong mơi trường HAT.

Trong các phương pháp phân tích miễn dịch phóng xạ RIA (Radio
Immuno Assay), RAST (Radio Allergo Sorbent Test) và RIST (Radio
Immuno Sorbent Test), người ta xác định hàm lượng kháng nguyên bằng
các độ đo phóng xạ của phức kháng ngun kháng thể. Cịn trong phương
pháp ELISA (Enzyme Linked Immuno Sorbent Test), người ta xác định
hàm lượng kháng nguyên bằng cách đo độ phóng xạ của phức kháng
nguyên kháng thể tạo ra enzyme đặc hiệu gắn trên nó. Sau đây là phương
pháp RIA – trong những phương pháp có độ nhạy cao nhất (hình IV.8).
Nội dung của nó như sau:

Gắn kháng nguyên lên ba thể nhạy cảm với nó. Rửa, loại bỏ những
phân tử kháng nguyên khơng gắn.

Bổ sung kháng thể đơn dịng gắn đặc hiệu với kháng nguyên. Rửa,
loại bỏ những phân tử kháng thể không gắn.

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>Kháng nguyên</b>

<b> Kháng thể</b>
<b> *</b>

<b> Cầu nối đánh dấu </b>
<b> * </b>

<b> </b>
<b> *</b>

<b>Hình III. 8. Phương pháp A phân tích miễn dịch phóng xạ RIA</b>

Các phương pháp khác chỉ khác ở phần đuôi gắn vào kháng thể.
Thí dụ trong phương pháp RIA, RAST và RIST - phần đi gắn có chứa
đồng vị phóng xạ. Cịn trong phương pháp ELISA - phần đi gắn chứa
enzyme xúc tác phản ứng tạo màu. Nghĩa là, thông qua phản ứng tạo màu
để biết được có (hay khơng có) kháng ngun trong mẩu thử.

Hiện nay các phương pháp phân tích sử dụng kháng thể đơn dịng
đang nhanh chóng thay thế các phương pháp phân tích miễn dịch và huyết
thanh truyền thống trong các phân tích.

<b>6. Các vaccine và vaccine đa trị</b>
<i>6.1. Các vaccine</i>

Vaccine là chế phẩm kháng nguyên gây trạng thái miễn dịch mà
khơng gây bệnh. Vaccine dùng để kích thích đáp ứng miễn dịch nguyên
phát, làm tăng tế bào nhớ và khả năng đáp ứng miễn dịch nhớ khi tiếp xúc
với kháng nguyên lần sau.

Từ 6 đến 16 tháng 7- 1885, lần đầu tiên tìm cách tiêm chủng chống
bệnh dại (một bệnh có khả năng tử vong 100%) cho một em bé 9 tuổi bị
chó dại cắn, Louis Pasteur đã cùng với cộng sự của mình là bác sĩ điều trị
Grancher đã phải cấy truyền 13 lần virus dại trong tủy sống của thỏ với
độc tính tăng dần. Ngày 27- 7 -1885, em bé đã được cứu sống và đã khỏe
mạnh. Ngày 14-10-1888, viện Pasteur được thành lập, Grancher đã trình
bày phương pháp của Pasteur và số liệu thống kê đã chứng tỏ hiệu quả của
nó: 5374 người đã được điều trị trong thời gian tư 16 - 7-1885 đến 01-
07-1888, tỷ lệ tử vong là dưới 1%.

Như vậy, Pasteur đã mở đầu cho kỉ nguyên đấu tranh chống các
bệnh nhiễm trùng và đề phòng chúng bằng tiêm chủng.

<b>Các kháng nguyên</b>
<b>Rửa</b>
<b>Gắn kháng thể</b>

<b>Rửa</b>
<b>Gắn cầu nối</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<i> CNSH với bảo vệ sức khỏe cộng đồng Truong Văn Lung </i>
hai chẩn đốn Đơng và Tây y để lựa chọn thuốc. Khi phối hợp thuốc nên
cách một thời gian để theo dõi.

Phương pháp hiện đại hóa y học cổ truyền đang được tiến hành
như dùng khoa học hiện đại phân tích, chẩn đốn, phân biệt bệnh để từ đó
chọn ra một phương pháp điều trị thích hợp. Chọn thuốc đặc trị từ dược
thảo, tìm ra tác dụng mới, tìm ra hoạt chất chính đang được áp dụng rộng
rãi. Sự kết hợp giữa hai chẩn đoán Đông-Tây y trên một người bệnh sẽ

tránh được sai lầm.

Một điều trong nhiều bệnh viện hiện nay hay sử dụng là để tránh
hại sức khỏe cho con người khi gây mê trong những ca mổ, người ta dùng
phương pháp châm cứu. Chỉ cần một số kim châm vào các huyệt thì người
bệnh nằm trên bàn mổ thấy hết, biết hết những thao tác của bác sĩ đang mổ
cho mình nhưng không hề thấy đau đớn. Đương nhiên, một số người yếu
“bóng vía” thì họ rất sợ trước những thao tác của bác sĩ khi đưa con dao
vào rạch da thịt mình.

Chúng ta khơng nên qn lời dạy của bác Hồ: “<i>Thầy thuốc Tây y </i>
<i>phải học Đông y, thầy thuốc ta cũng phải học Tây y thì mới tốt”. </i>

Một điều cũng cần phải quan tâm trong giai đoạn hiện nay là điều
tra hoạt chất sinh học<b> (</b>bioprospecting).

Theo Ian Paterson (Giáo sư Đại học Cambridge, Mĩ) đã nói: Thế giới các
cơ thể sống đã trải qua một thời kì dài đấu tranh sinh tồn đã phát triển
được các khả năng vô cùng phức tạp và có thể ứng dụng trong rất nhiều
khía cạnh của y học. Bộ gene của các sản phẩm tự nhiên khơng bao giờ
phí thời gian mà khơng tạo ra các hợp chất mới không tác động tới các hệ
thống sinh học.

Điều tra thăm dò hoạt chất sinh học trong sinh vật sống có thể
mang lại lợi ích to lớn về y dược học và thương mại. Đương nhiên đây là
lĩnh vực đầu tư mạo hiểm, có thể thất bại và cũng có thể thu lợi nhuận rất
lớn. Vì thế, các quốc gia đang phát triển thường khơng đủ tiềm lực về tài
chính, về trang thiết bị và đặc biệt về chuyên gia để triển khai công việc
này, mặc dù tài nguyên thiên nhiên và tính đa dạng sinh học của các nước
này hết sức phong phú và to lớn. Hoạt động điều tra thăm dò hoạt chất đòi

hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kinh nghiệm cổ truyền trong việc sử dụng các
động vật, thực vật, nấm và vi sinh vật làm thuốc cũng như những trang
thiết bị hiện đại của phân tích hóa học và sinh học.

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<i> CNSH với bảo vệ sức khỏe cộng đồng Truong Văn Lung </i>
nghiệm sử dụng thuốc của người dân, sau đó dùng các phương pháp hiện
đại để tách chiết, thường là các loại dịch chiết, được đưa về phịng thí
nghiệm để tiến hành sàng lọc qua các phép thử đặc trưng cho các nhóm
thuốc như kháng khuẩn, kháng virus, chữa sốt rét, chữa rối loạn thần kinh,
chữa bệnh lao, ức chế sinh trưởng của tế bào ung thư. Rất có thể phải phối
hợp nhiều phịng thí nghiệm để tổ chức sàng lọc một cách có hệ thống và
có hiệu quả. Những mẫu dương tính sẽ được phân tích hóa học như sắc kí
cao áp, điện di, khối phổ để cuối cùng đi đến hoạt chất. Ví dụ, gần đây
người ta tìm thấy chất chống HIV gọi là conocurvone trong rễ cây
<i>Cotinus coggygria. </i>Rất nhiều quốc gia phát triển hoặc đã cơng nghiệp hóa
(NICs) và các cơng ti hóa dược chất muốn đầu tư cho loại công việc này.

Tại viện Nghiên cứu Eisai (bang Massachussets, Mĩ) các nhà khoa
học đã điều chế được chất kí hiệu Halichondrin B, dẫn xuất từ một lồi bọt
biển sống dưới tầng nước sâu trong vùng biển New Zealand, được cho là
đặc biệt công hiệu trong việc điều trị ung thư giai đoạn cuối. Công ti
Bristol-Myers Squibb đang thử nghiệm một loại thuốc mang tên
Ixabepilone , mô phỏng theo một loại vi khuẩn có nhiều trong đất mùn
bình thường nhưng có thể chữa khỏi bệnh ung thư. Tập đoàn Wyeth gần
đây đã giới thiệu ra thị trường sản phẩm mới biệt dược Rapamune phân
lập từ một loại giun đất của đảo Easter có tác dụng phòng ngừa hiện tượng
thải loại trong ghép thận. Rapamune cũng là chế phẩm chạy nhất của hãng
trong thời gian qua. (theo Tạp chí Thế giới mới số 664, tháng 12 năm
2005 trang55-58).

Thế giới sinh vật thật đa dạng và phong phú. Nếu khai thác được
thế giới này dù chỉ một phần nhỏ, y học cũng sẽ thu được những thành
công vượt bậc phục vụ đắc lực cho sức khỏe cộng đồng.

Vì thế, nhiều tổ chức quốc tế đã cho ra đời những văn bản nêu
nguyên tắc chung về bioprospecting, trong đó có việc thừa hưởng những
kết quả sử dụng của phương pháp cổ truyền kết hợp những phương pháp
hiện đại để tạo ra nhiều sản phẩm dược học nhằm chữa trị ngày càng tốt
hơn những bệnh mà trước đây cho là vô phương cứu chữa.

</div>

<!--links-->