TÓM TẮT
“NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH ĐỐI VỚI PROTEIN TÁI TỔ HỢP MBP-
VT2eB TRÊN THỎ”.
Độc tố verotoxin VT2eB do E. coli tiết ra là tác nhân chính gây ra bệnh phù đầu
và tiêu chảy trên heo con, gây thiệt hại rất lớn cho ngành chăn nuôi heo của nước ta.
Do vậy các nghiên cứu nhằm tạo ra vaccin phòng bệnh phù đầu trên heo đang nhận
được sự quan tâm rất lớn, mở ra nhiều triển vọng cho ngành chăn nuôi heo nước ta.
Hiện nay, TS Nguyễn Ngọc Hải và các cộng sựđã thành công trong việc tạo ra được
chủng E. coli mang gen mã hoá cho protein tái tổ hợp MBP-VT2eB và tinh sạch được
protein này. Từ thực tếđó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đáp ứng miễn
dịch đối với protein tái tổ hợp MBP-VT2eB trên thỏ” nhằm xác định khả năng ứng
dụng protein này trong nghiên cứu bệnh phù đầu do E. coli gây ra trên heo .
Chúng tôi sử dụng phản ứng kết tủa khuếch tán trên thạch (kỹ thuật
Ouchterlony) đểđánh giá sự xuất hiện của kháng thể và phản ứng trung hoà độc tố
VT2e trên môi trường tế bào vero đểđánh giá hiệu giá kháng thể trung hoà độc tố
verotoxin.
Những kết quảđạt được sau 7 tháng nghiên cứu:
- Cả hai quy trình gây miễn dịch dài ngày và ngắn ngày đều tạo kháng thể
kháng MBP-VT2eB có hiệu quả.
- Protein MBP-VT2eB có khả năng kích ứng đáp ứng miễn dịch trên thỏ
tạo kháng thể trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero.
- Kháng thể kháng protein tái tổ hợp MBP-VT2eB có khả năng trung hoà
độc tố VT2e (gây bệnh phù đầu trên heo).
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN . iii
TÓM TẮT iv
MỤC LỤC .v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT . viii
DANH MỤC CÁC HÌNH xi
DANH MỤC CÁC BẢNG xii
DANH MỤC CÁC SƠĐỒ xiii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ xiv
PHẦN 1: MỞĐẦU .1
1.1. Mởđầu 1
1.2. Mục tiêu và yêu cầu .1
1.2.1. Mục tiêu .1
1.2.2. Yêu cầu 2
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Kháng nguyên .3
2.2. Kháng thể 3
2.2.1. Chuỗi nhẹ (L) 4
2.2.2. Chuỗi nặng (H) 4
2.3. Đáp ứng miễn dịch .5
2.3.1. Đáp ứng miễn dịch khi tiếp xúc kháng nguyên lần đầu 6
2.3.2. Đáp ứng miễn dịch khi tiếp xúc lại kháng nguyên những lần tiếp theo 6
2.3.3. Các yếu tốảnh hưởng đến đáp ứng miễn dịch 7
2.4. Cơ chế miễn dịch dịch thể .10
2.5. Protein tái tổ hợp MBP-VT2eB 15
2.6. Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch (Double diffusion in two
dimensions) (Kỹ thuật Ouchterlony) .15
2.6.1. Sự kết hợp giữa kháng nguyên – kháng thể 15
2.6.2. Phản ứng kết tủa theo kỹ thuật khuếch tán kép trên thạch (Double
diffusion in two dimensions) (Kỹ thuật Ouchterlony) 17
2.7. Phản ứng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero .18
2.7.1. Sơ lược về tế bào vero .18
2.7.2. Độc tố VT2e 19
2.7.3. Nguyên tắc của phản ứng trung hoà độc tố
trên môi trường tế bào vero 20
PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH .21
3.1. Thời gian và địa điểm 21
3.2. Nội dung nghiên cứu 21
3.3. Vật liệu và hoá chất 21
3.3.1. Thú thí nghiệm .21
3.3.2. Vật liệu và hoá chất 21
3.3.3. Môi trường 22
3.3.4. Thiết bị và dụng cụ 22
3.4. Phương pháp nghiên cứu .22
3.4.1. Bố trí thí nghiệm .22
3.4.2. Chuẩn bị dịch tiêm .24
3.4.3. Thu nhận kháng huyết thanh 24
3.4.4. Xử lý kháng huyết thanh 24
3.4.4.1. Tách kháng thể với ammonium sulfate bão hoà 100%S 24
3.4.4.2. Hòa tan kháng thể .25
3.5. Đánh giá .27
3.5.1. Định tính: phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch (kỹ thuật
Ouchterlony) .27
3.5.2. Định lượng: phản ứng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường
tế bào vero 28
3.5.2.1. Xác định liều TCID50 (Tissue Culture Infectious Dose 50) .28
3.5.2.2. Thử phản ứng trung hoà độc tố 31
3.6. Chỉ tiêu theo dõi 33
3.7. Đánh giá kết quả và xử lý số liệu .33
PHẦN 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .34
4.1. Xác định kháng thểđặc hiệu với protein tái tổ hợp MBP-VT2eB bằng kỹ
thuật Ouchterlony 34
4.1.1. Xác định quy trình thực hiện phản ứng 34
4.1.2. Đánh giá kết quả gây miễn dịch theo các quy trình
ngắn ngày và dài ngày 35
4.1.2.1. Quy trình ngắn ngày 35
4.1.2.2. Quy trình dài ngày .36
4.1.3. Nhận xét .38
4.2. Xác định liều TCID50 41
4.3. Phản ứng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero 42
4.3.1. Kiểm tra độ an toàn của kháng huyết thanh đối với tế bào vero 42
4.3.1.1. Kháng huyết thanh có bổ sung NaN3 và tế bào vero .43
4.3.1.2. Kháng huyết thanh có bổ sung NaN3 và có bất hoạt .43
4.3.1.3. Thí nghiệm đánh giá tác động của NaN3 44
4.3.1.4. Kháng huyết thanh không bổ sung NaN3 và có bất hoạt .44
4.3.2. Phản ứng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero 46
4.3.2.1. Quy trình dài ngày .47
4.3.2.2. Quy trình ngắn ngày 50
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .53
PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 54
PHỤ LỤC 56
NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH ĐỐI VỚI PROTEIN TÁI TỔHỢP MBP-VT2eB TRÊN THỎ
80 trang |
Chia sẻ: thanhnguyen | Lượt xem: 2968 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu đáp ứng miễn dịch đối với protein tái tổhợp mbp-Vt2eb trên thỏ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
****0O0****
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH ĐỐI VỚI
PROTEIN TÁI TỔ HỢP MBP-VT2eB TRÊN THỎ
Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khóa : 2001 – 2005
Sinh viên thực hiện : PHAN LÊ MAI
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8-2005
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
****0O0****
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH ĐỐI VỚI
PROTEIN TÁI TỔ HỢP MBP-VT2eB TRÊN THỎ
Giáo Viên Hướng Dẫn: Sinh Viên Thực Hiện:
TSKH NGUYỂN NGỌC HẢI PHAN LÊ MAI
PGS.TSKH NGUYỄN LÊ TRANG
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8-2005
iii
LỜI CẢM ƠN
Con luôn nhớ ơn ba mẹ sinh thành, dưỡng dục và tạo mọi điều kiện cho con tự
hoàn thiện mình, cảm ơn sự quan tâm, động vịên của mọi người trong gia đình.
Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ
Chí Minh, Ban Chủ nhiệm bộ môn Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả quý Thầy Cô đã
truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tại trường.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS khoa học Nguyễn Ngọc Hải, người
Thầy đã dạy bảo em rất nhiều và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khoá
luận.
Con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS-TS khoa học Nguyễn Lê Trang,
người Thầy, người bác đã dạy bảo con rất nhiều và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp
con hoàn thành khoá luận.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thạc sỹ Nguyễn Kim Dung, người Thầy
đã dạy bảo em rất nhiều và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khoá luận.
Em xin chân thành cảm ơn chị Nguyễn Thị Nguyệt Thu, chị Đỗ Thị Châm, chị
Lạc Ngọc Thêm, chị Võ Thị Mỹ Duyên, chị Dương Ngọc Diễm, chị Doãn Thị Sim,
Thầy Lưu Đức Lợi, anh Nguyễn Văn Thương đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo em trong
suốt thời gian thực tập khoá luận tốt nghiệp.
Cảm ơn các bạn bè thân yêu của lớp DH01SH đã san sẻ cùng tôi những vui
buồn trong thời gian học cũng như hết lòng hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong thời gian thực tập.
iv
TÓM TẮT
PHAN LÊ MAI, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Tháng 8/2005.
“NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH ĐỐI VỚI PROTEIN TÁI TỔ HỢP MBP-
VT2eB TRÊN THỎ”.
Hội đồng hướng dẫn:
TS khoa học Nguyễn Ngọc Hải
PGS-TS khoa học Nguyễn Lê Trang
Độc tố verotoxin VT2eB do E. coli tiết ra là tác nhân chính gây ra bệnh phù đầu
và tiêu chảy trên heo con, gây thiệt hại rất lớn cho ngành chăn nuôi heo của nước ta.
Do vậy các nghiên cứu nhằm tạo ra vaccin phòng bệnh phù đầu trên heo đang nhận
được sự quan tâm rất lớn, mở ra nhiều triển vọng cho ngành chăn nuôi heo nước ta.
Hiện nay, TS Nguyễn Ngọc Hải và các cộng sự đã thành công trong việc tạo ra được
chủng E. coli mang gen mã hoá cho protein tái tổ hợp MBP-VT2eB và tinh sạch được
protein này. Từ thực tế đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đáp ứng miễn
dịch đối với protein tái tổ hợp MBP-VT2eB trên thỏ” nhằm xác định khả năng ứng
dụng protein này trong nghiên cứu bệnh phù đầu do E. coli gây ra trên heo .
Chúng tôi sử dụng phản ứng kết tủa khuếch tán trên thạch (kỹ thuật
Ouchterlony) để đánh giá sự xuất hiện của kháng thể và phản ứng trung hoà độc tố
VT2e trên môi trường tế bào vero để đánh giá hiệu giá kháng thể trung hoà độc tố
verotoxin.
Những kết quả đạt được sau 7 tháng nghiên cứu:
- Cả hai quy trình gây miễn dịch dài ngày và ngắn ngày đều tạo kháng thể
kháng MBP-VT2eB có hiệu quả.
- Protein MBP-VT2eB có khả năng kích ứng đáp ứng miễn dịch trên thỏ
tạo kháng thể trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero.
- Kháng thể kháng protein tái tổ hợp MBP-VT2eB có khả năng trung hoà
độc tố VT2e (gây bệnh phù đầu trên heo).
v
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. iii
TÓM TẮT ....................................................................................................................iv
MỤC LỤC .....................................................................................................................v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ..........................................................................................xi
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ xii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ...................................................................................... xiii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ..................................................................................xiv
PHẦN 1: MỞ ĐẦU .......................................................................................................1
1.1. Mở đầu ..............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu và yêu cầu .........................................................................................1
1.2.1. Mục tiêu.....................................................................................................1
1.2.2. Yêu cầu......................................................................................................2
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................3
2.1. Kháng nguyên...................................................................................................3
2.2. Kháng thể..........................................................................................................3
2.2.1. Chuỗi nhẹ (L) ............................................................................................4
2.2.2. Chuỗi nặng (H) ..........................................................................................4
2.3. Đáp ứng miễn dịch ...........................................................................................5
2.3.1. Đáp ứng miễn dịch khi tiếp xúc kháng nguyên lần đầu ............................6
2.3.2. Đáp ứng miễn dịch khi tiếp xúc lại kháng nguyên những lần tiếp theo....6
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến đáp ứng miễn dịch ..........................................7
2.4. Cơ chế miễn dịch dịch thể .............................................................................10
2.5. Protein tái tổ hợp MBP-VT2eB ....................................................................15
2.6. Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch (Double diffusion in two
dimensions) (Kỹ thuật Ouchterlony)...................................................................15
2.6.1. Sự kết hợp giữa kháng nguyên – kháng thể ............................................15
2.6.2. Phản ứng kết tủa theo kỹ thuật khuếch tán kép trên thạch (Double
diffusion in two dimensions) (Kỹ thuật Ouchterlony) ......................................17
vi
2.7. Phản ứng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero .................18
2.7.1. Sơ lược về tế bào vero .............................................................................18
2.7.2. Độc tố VT2e ............................................................................................19
2.7.3. Nguyên tắc của phản ứng trung hoà độc tố
trên môi trường tế bào vero ....................................................................20
PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH ...............................21
3.1. Thời gian và địa điểm ....................................................................................21
3.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................21
3.3. Vật liệu và hoá chất........................................................................................21
3.3.1. Thú thí nghiệm .......................................................................................21
3.3.2. Vật liệu và hoá chất ................................................................................21
3.3.3. Môi trường ..............................................................................................22
3.3.4. Thiết bị và dụng cụ ..................................................................................22
3.4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................22
3.4.1. Bố trí thí nghiệm .....................................................................................22
3.4.2. Chuẩn bị dịch tiêm .................................................................................24
3.4.3. Thu nhận kháng huyết thanh ..................................................................24
3.4.4. Xử lý kháng huyết thanh ........................................................................24
3.4.4.1. Tách kháng thể với ammonium sulfate bão hoà 100%S ........ 24
3.4.4.2. Hòa tan kháng thể ...................................................................25
3.5. Đánh giá .........................................................................................................27
3.5.1. Định tính: phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch (kỹ thuật
Ouchterlony) .....................................................................................................27
3.5.2. Định lượng: phản ứng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường
tế bào vero ........................................................................................................ 28
3.5.2.1. Xác định liều TCID50 (Tissue Culture Infectious Dose 50) .....28
3.5.2.2. Thử phản ứng trung hoà độc tố ................................................ 31
vii
3.6. Chỉ tiêu theo dõi ............................................................................................ 33
3.7. Đánh giá kết quả và xử lý số liệu .................................................................33
PHẦN 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................34
4.1. Xác định kháng thể đặc hiệu với protein tái tổ hợp MBP-VT2eB bằng kỹ
thuật Ouchterlony.................................................................................................. 34
4.1.1. Xác định quy trình thực hiện phản ứng ..................................................34
4.1.2. Đánh giá kết quả gây miễn dịch theo các quy trình
ngắn ngày và dài ngày ......................................................................................35
4.1.2.1. Quy trình ngắn ngày ......................................................................35
4.1.2.2. Quy trình dài ngày .........................................................................36
4.1.3. Nhận xét...................................................................................................38
4.2. Xác định liều TCID50 ....................................................................................41
4.3. Phản ứng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero ................42
4.3.1. Kiểm tra độ an toàn của kháng huyết thanh đối với tế bào vero ..............42
4.3.1.1. Kháng huyết thanh có bổ sung NaN3 và tế bào vero .......................43
4.3.1.2. Kháng huyết thanh có bổ sung NaN3 và có bất hoạt .......................43
4.3.1.3. Thí nghiệm đánh giá tác động của NaN3 .............................................................. 44
4.3.1.4. Kháng huyết thanh không bổ sung NaN3 và có bất hoạt .................44
4.3.2. Phản ứng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero ..................46
4.3.2.1. Quy trình dài ngày ...........................................................................47
4.3.2.2. Quy trình ngắn ngày ........................................................................50
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...................................................................53
PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................54
PHỤ LỤC ................................................................................................................56
viii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ag
ATCC
DAG
DMEM
TCID50
EDTA
FBS
Gb4
Ig
IL2
IL4
IL5
IL6
IP3
LB
MAF
MBP
MHC class II antigens
MIF
MWCBs
PCR
Antigen
American Type Culture
Collection
Diacylglycerol
Dulbeccos Minimal
Essential Medium
Tissue culture infectious
dose 50
Ethyllene diamine tetra
acetic acid
Fetal Bovine Serum
Globotetraosyl ceramide
Immunoglobulin
Interleukin 2
Interleukin 4
Interleukin 5
Interleukin 6
Inositol triphosphate
Lubria – Bertani
Macrophage activating
factor
Maltose binding protein
Major histocompatibility
complex class II antigens
Macrophage inhibitation
factor
Manufacturer's working
cells bank
Polymerase chain reaction
Kháng nguyên
Tổ chức sưu tầm nhân
giống Mỹ
Huyết thanh bào thai bê
Globulin miễn dịch
Yếu tố có tác dụng hoạt
hoá đại thực bào
Các kháng nguyên phù hợp
tổ chức chính lớp II
Ngân hàng tế bào đang làm
việc
ix
PBS
SLT
TC
TDTH
TI
TH
Vero
VT
VT2e (SLT-IIv)
VT2eB
Phosphate buffer stalin
Shiga-like toxin
Cytotoxic T cell
Delayed type
hypersensitivity T cell
Inducer T cell
Helper T cell
Vervet Monkey Origin
Verotoxin
SLT-II variant
VT2e subunit B
Tế bào lympho T gây độc
Tế bào lympho T gây quá
mẫn muộn
Tế bào lympho T cảm ứng
Tế bào lympho T giúp
Độc tố Shiga-like toxin IIv
Tiểu đơn vị B của VT2e
x
DANH MỤC CÁC HÌNH
TRANG
Hình 2.1:
Hình 2.2:
Hình 2.3:
Hình 2.4:
Hình 2.5:
Hình 2.6:
Hình 2.7:
Hình 2.8:
Hình 3.1:
Hình 3.2:
Hình 4.1:
Hình 4.2:
Hình 4.3:
Hình 4.4:
Hình 4.5:
Hình 4.6:
Cấu trúc kháng thể ................................................................................5
Đáp ứng miễn dịch của thú đối với 2 lần tiêm kháng nguyên được
phản ảnh qua mức độ kháng thể trong kháng huyết thanh ...................7
Quá trình biệt hoá và phân chia của tế bào lympho B ........................11
Các quá trình diễn ra khi kháng nguyên kết hợp với các thụ thể trên bề
mặt tế bào lympho B............................................................................12
Sự kết hợp giữa tế bào lympho TH và tế bào lympho B......................13
Tế bào lympho B xử lý và trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho
TH ........................................................................................................13
Tác động của các interleukin ở các giai đoạn khác nhau trong tiến trình
đáp ứng miễn dịch của tế bào lympho B đối với kháng nguyên .........14
Hiện tượng hai kháng nguyên: đồng nhất (A), không đồng nhất (B),
đồng nhất một phần (C) được phát hiện bằng phản ứng kết tủa khuếch
tán kép trên thạch ................................................................................18
Bao thẩm tích ......................................................................................26
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch (kỹ thuật Ouchterlony) ..27
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 4 (mũi nhắc
lại 1) ....................................................................................................34
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 2 (mũi nhắc
lại 1) ....................................................................................................35
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 1 (mũi nhắc
lại 2) ....................................................................................................36
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 1 (đối chứng
+ kháng huyết thanh) ..........................................................................36
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 2 (đối chứng
+ kháng huyết thanh) ..........................................................................36
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 4 (mũi nhắc
xi
Hình 4.7:
Hình 4.8:
Hình 4.9:
Hình 4.10:
Hình 4.11:
Hình 4.12:
PHỤ LỤC
Hình 1:
Hình 2:
Hình 3:
Hình 4:
Hình 5:
Hình 6:
lại 1) ....................................................................................................37
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 5 (mũi nhắc
lại 1) ....................................................................................................37
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 3 (mũi nhắc
lại 2) ....................................................................................................37
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 3 (đối chứng
+ kháng huyết thanh) ..........................................................................37
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 4 (đối chứng
+ kháng huyết thanh) ..........................................................................37
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của mẫu thỏ 5 (đối chứng
+ kháng huyết thanh) ..........................................................................38
Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của hai quy trình gây miễn
dịch ......................................................................................................40
Tế bào vero .........................................................................................60
Tế bào vero chịu tác động của độc tố VT2e .......................................60
Thú thí nghiệm ....................................................................................61
Tiêm protein MBP-VT2eB cho thỏ ....................................................61
Lấy máu tĩnh mạch tai thỏ ..................................................................62
Tủa kháng thể với ammonium sulfate 100%S ....................................62
xii
DANH MỤC CÁC BẢNG
TRANG
Bảng 4.1:
Bảng 4.2:
Bảng 4.3:
Bảng 4.4:
Bảng 4.5:
Bảng 4.6:
Bảng 4.7:
Kết quả phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch của hai quy trình gây
miễn dịch ................................................................................................39
Kết quả đo OD620 mẫu nuôi cấy tế bào với dịch độc tố VT2e ................41
Kết quả đo OD620 của mẫu thỏ 4 (ngày thứ 7 sau mũi nhắc lại 3) .........45
Kết quả đo OD620 của mẫu thỏ 4 (mũi nhắc lại 3) và thỏ 5 (mũi nhắc lại
4) .............................................................................................................47
Kết quả đo OD620 của mẫu thỏ 3 (mũi nhắc lại 4) ..................................48
Kết quả đo OD620 của mẫu thỏ 2 ............................................................50
Kết quả phản ứng trung hoà độc tố của hai quy trình gây miễn dịch .....52
xiii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
TRANG
Sơ đồ 3.1:
Sơ đồ 3.2:
Sơ đồ 3.3:
Sơ đồ 3.4:
Quy trình tủa kháng thể với ammonium sulfate 100%S ........................25
Quy trình xác định liều TCID50 ..............................................................29
Quy trình nhuộm tế bào vero và đọc kết quả ở bước sóng 620 nm ........30
Quy trình trung hòa độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero............... 32
xiv
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Trang
Biểu đồ 4.1:
Biểu đồ 4.2:
Biểu đồ 4.3:
Biểu đồ 4.4:
Biểu đồ 4.5:
Đồ thị chuẩn độ độc tố VT2e ............................................................42
Đồ thị trung hòa độc tố VT2e của mẫu thỏ 4 (ngày thứ 7 sau mũi
nhắc lại 3) trên môi trường tế bào vero .............................................46
Đồ thị trung hòa độc tố của mẫu thỏ 4 (mũi nhắc lại 3) và thỏ 5 (mũi
nhắc lại 4) trên môi trường tế bào vero .............................................49
Đồ thị trung hòa độc tố của mẫu thỏ 3 (mũi nhắc lại 4) trên môi
trường tế bào vero .............................................................................49
Đồ thị trung hòa độc tố của mẫu thỏ 2 trên môi trường tế bào vero .51
1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. MỞ ĐẦU
Độc tố verotoxin VT2eB do E. coli tiết ra là tác nhân chính gây ra bệnh phù đầu và
tiêu chảy trên heo con, gây thiệt hại rất lớn cho ngành chăn nuôi heo của nước ta. Vì
vậy, các nghiên cứu giúp phòng bệnh, phát hiện, giám sát các tác nhân gây bệnh là vấn
đề đang nhận được sự quan tâm hàng đầu.
Việc sử dụng kháng sinh để điều trị bệnh tiêu chảy và phù đầu ở heo con tuy có
hiệu quả nhưng gây nhiều triệu chứng phụ, như rối loạn tiêu hoá, không có chức năng
phòng bệnh và tạo ra những chủng vi sinh vật kháng kháng sinh (gây khó khăn cho
việc trị bệnh lâu dài). Để khắc phục những khó khăn trên, phương pháp dùng vaccin để
phòng ngừa bệnh cho heo hứa hẹn mang lại hiệu quả hơn. Tuy nhiên, hầu hết các loại
vaccin hiện nay được sản xuất theo phương pháp cổ điển bằng cách sử dụng vi khuẩn
chết hay vi khuẩn nhược độc nên tính đặc hiệu không cao và gây một số phản ứng phụ
có hại. Phương pháp này gặp một số bất lợi như hiện tượng phục hồi một số tính độc
ban đầu hay sự phân huỷ không hoàn toàn các độc tố, dễ dẫn đến các hiệu ứng không
mong muốn ở các con thú được tiêm chủng. Hơn nữa, việc sử dụng vi khuẩn chết lại
đòi hỏi phải tiêm lập lại nhiều lần, vì tính gây đáp ứng miễn dịch không cao.
Hiện nay, TS Nguyễn Ngọc Hải và các cộng sự đã thành công trong việc tạo ra
được chủng E. coli mang gen mã hoá cho protein tái tổ hợp MBP-VT2eB và tinh sạch
được protein này. Từ thực tế đó, được sự chấp nhận của bộ môn Công Nghệ Sinh Học,
với sự hướng dẫn của TS khoa học Nguyễn Ngọc Hải, PGS-TS khoa học Nguyễn Lê
Trang, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đáp ứng miễn dịch đối với protein
tái tổ hợp MBP-VT2eB trên thỏ”.
1.2. MỤC TIÊU VÀ YÊU CẦU
1.2.1. Mục tiêu
Đánh giá hiệu quả gây đáp ứng miễn dịch của protein tái tổ hợp MBP-VT2eB
trên thỏ nhằm xác định khả năng ứng dụng protein này trong nghiên cứu bệnh phù
do E. coli gây ra trên heo.
2
1.2.2. Yêu cầu
Thu nhận kháng thể kháng protein tái tổ hợp MBP-VT2eB.
Xác định sự hiện diện của kháng thể kháng protein tái tổ hợp MBP-VT2eB.
Thử khả năng trung hoà độc tố VT2e trên môi trường tế bào vero.
3
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. KHÁNG NGUYÊN[2]
Kháng nguyên (Antigen, Ag) là một chất có khả năng gây đáp ứng miễn dịch khi
được đưa vào cơ thể của một động vật thích hợp hoặc một chất có khả năng phản ứng
với một kháng thể hoặc một tế bào của hệ thống miễn dịch.
Tính phản ứng của kháng nguyên hoặc khả năng nhận biết, khả năng liên kết đặc
hiệu của kháng nguyên với kháng thể hoặc với thụ thể của tế bào phụ thuộc vào một
phần cấu trúc giới hạn của kháng nguyên được gọi là quyết định kháng nguyên
(antigenic determinant) hay epitop. Các epitop có hai đặc tính: tính kháng nguyên
(antigenicity) và tính sinh miễn dịch (immunogenicity).
Tính kháng nguyên là đặc tính của một epitop có cấu trúc ba chiều liên kết bổ sung
với phần cấu trúc ba chiều của phân tử kháng thể. Phần cấu trúc này của phân tử kháng
thể hoặc của thụ thể được gọi là paratop.
Tính miễn dịch của một epitop là đặc tính gây ra một đáp ứng miễn dịch trong một
cơ thể.
Sự nhận biết giữa kháng nguyên và kháng thể của nó hoặc giữa kháng nguyên với
các thụ thể của tế bào có thẩm quyền miễn dịch mang tính đặc hiệu rất cao. Điều đó có
nghĩa là một kháng nguyên A chỉ có thể được nhận biết bởi một kháng thể anti-A hoặc
chỉ có thể được nhận biết bởi một loại tế bào lympho có thụ thể liên kết đặc hiệu với
kháng nguyên A.
2.2. KHÁNG THỂ[1]
Kháng thể được gọi là globulin miễn dịch (Immunoglobulin, Ig), ở động vật hữu
nhũ có 5 lớp Ig: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE, các Ig đều là protein hình cầu. Mỗi phân tử
Ig đều có hai cặp chuỗi polypeptide nặng ký hiệu là chuỗi H (heavy chain) và hai
chuỗi nhẹ ký hiệu là L (light chain). Sự khác biệt chủ yếu giữa hai lớp Ig với nhau là ở
chuỗi nặng. Các chuỗi H hoặc L trên cùng một phân tử kháng thể bao giờ cũng giống
nhau hoàn toàn từng đôi một.
4
2.2.1. Chuỗi nhẹ (L)
Chuỗi nhẹ có trọng lượng khoảng 22.000, có thể phân biệt hai type chuỗi nhẹ khác
nhau, đó là type kappa (κ) và type lambda (λ). Hai chuỗi này có tính kháng nguyên
khác nhau hoàn toàn.
Mỗi chuỗi nhẹ có 214 acid amin. Thứ tự các acid amin từ 108 – 214 là hoàn toàn
không thay đổi. Còn các acid amin từ số 1 – 107 có thể thay đổi về thứ tự. Đoạn này
được gọi là vùng thay đổi VL (variable light), trong vùng thay đổi có đoạn thay đổi
mạnh nhất gọi là vùng siêu biến (hypervariable regions). Những đoạn siêu biến trong
chuỗi lambda là các đoạn từ vị trí acid amin 24 – 34, 50 – 56 và 89 – 97.
2.2.2. Chuỗi nặng (H)
Chuỗi nặng có trọng lượng phân tử khoảng 50.000, gồm 446 acid amin được chia
làm hai phần: vùng thay đổi VH (variable heavy) và vùng hằng định CH (constant
heavy).
Người ta phân biệt 5 lớp Ig chủ yếu dựa vào sự khác nhau của các mạch
polypeptide trong chuỗi nặng. Nếu trong chuỗi nặng của Ig có các chuỗi:
- Gamma (γ) thì Ig đó được gọi là IgG.
- Muy (µ) thì Ig đó được gọi là IgM.
- Alpha (α) thì Ig đó được gọi là IgA.
- Delta (δ) thì Ig đó được gọi là IgD.
- Epsilon (ε) thì Ig đó được gọi là IgE.
Vùng thay đổi (VH): cũng giống như vùng thay đổi của chuỗi nhẹ, vùng này có
116 acid amin. Những vùng thay đổi mạnh nhất được gọi là vùng siêu biến chuỗi nặng.
Vùng hằng định (CH): ngoài các phần bất biến và siêu biến, chuỗi nặng còn có một
nhóm glucide gọi là oligosaccharide được ký hiệu là CHO. CHO được gắn vào phần
CH2 của phân tử kháng thể, đây là phần glucide của phân tử kháng thể có nhiệm vụ cố
định bổ thể, giúp cho kháng thể dễ dàng bám vào bề mặt của tế bào thực bào và quyết
định tính kháng nguyên của phân tử kháng thể.
Theo quan điểm ngày nay thì vùng siêu biến chuỗi nặng và siêu biến chuỗi nhẹ
tham gia vào sự hình thành tính đặc hiệu trong sự kết hợp của kháng nguyên với kháng
thể.
5
2.3. ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH[1]
Khi vào cơ thể, kháng nguyên được đại thực bào bắt giữ, xử lý và phân cắt để đưa
lên bề mặt tế bào các nhóm quyết định kháng nguyên, sau đó trình diện những thông
tin của các nhóm quyết định kháng nguyên này cho các loại tế bào lympho T để khởi
động đáp ứng miễn dịch, phát triển tạo tính miễn dịch cho cơ thể.
Trong số các tế bào lympho T đến nhận diện các quyết định kháng nguyên thì tế
bào lympho T cảm ứng (inducer T cell, TI) đóng vai trò quan trọng đặc biệt. Khi nhận
diện được các quyết định kháng nguyên đặc hiệu, tế bào lympho TI bị kích thích và tiết
ra các yếu tố có tác dụng hoạt hoá đại thực bào MAF (macrophage activating factor),
đến lượt đại thực bào được hoạt hoá và tiết ra interleukin 1. Interleukin 1 sẽ tác động
trở lại lympho TI. Lúc này, lympho TI có đủ hai tín hiệu kích thích: một là quyết định
kháng nguyên đặc hiệu, hai là interleukin 1, đó là hai tín hiệu cần và đủ để hoạt hoá
lympho TI. Lympho TI sau khi được hoạt hoá sẽ tăng sinh và tiết ra interleukin 2,
interleukin 2 sẽ tác động lên một loạt các tế bào khác, trước hết là một loạt các tế bào
cùng đến nhận diện các quyết định kháng nguyên được trình diện trên bề mặt đại thực
bào như tế bào lympho T giúp (helper T cell, TH), lympho T gây quá mẫn muộn
(delayed type hypersensitivity T cell, TDTH). Các tế bào này sau khi nhận được các
quyết định kháng nguyên thì sẽ xuất hiện các thụ thể để tiếp nhận kích thích của
interleukin 2. Hai tín hiệu cần và đủ giúp chúng hoạt hoá và phát huy tác dụng.
Hình 2.1: Cấu trúc kháng thể
6
Các lympho TDTH sẽ tăng sinh và tiết ra các lymphokin có ảnh hưởng đến hoạt
động của các tế bào khác để chiêu mộ, hoạt hoá và kìm chân chúng tại nơi có mặt
kháng nguyên, dẫn đến hình thành phản ứng viêm kiểu quá mẫn muộn.
Các lympho TH sẽ tăng sinh và tiết ra các yếu tố hoà tan, yếu tố này cùng với kháng
nguyên là hai tín hiệu để kích thích lympho B biệt hoá thành tế bào plasma sản xuất
kháng thể.
Các tiền tế bào lympho T gây độc sau khi nhận diện được phức hợp kháng nguyên
– kháng nguyên phù hợp tổ chứa chính trên bề mặt tế bào đích thì xuất hiện các thụ thể
để tiếp nhận tín hiệu từ interleukin 2. Khi đã có đủ hai tín hiệu, tiền tế bào lympho T
gây độc biệt hoá thành lympho T gây độc (cytotoxic T cell, TC), có khả năng gây độc
trực tiếp lên tế bào đích.
2.3.1. Đáp ứng miễn dịch khi tiếp xúc kháng nguyên lần đầu
Khi kháng nguyên vào cơ thể lần đầu, chúng được đại thực bào xử lý và làm
nhiệm vụ trình diện cho lympho TI. Khi đó, đại thực bào đã được kích thích bởi kháng
nguyên và tiết ra interleukin 1; interleukin 1 lại kích thích tế bào lympho TI, làm chúng
tiết ra lymphokin gọi là interleukin 2, mở màn cho một loạt hoạt động của các tế bào
lympho khác. Tế bào lympho T tiết ra các lymphokin MIF (macrophage inhibition
factor), MAF tác động trở lại đại thực bào làm chúng hoạt động mạnh mẽ hơn. Trong
đáp ứng lần thứ nhất, hoạt động của các tế bào đã tạo nên một vòng kín khuếch đại tín
hiệu ban đầu nhưng còn yếu vì số tế bào đã được mẫn cảm lúc đầu còn ít, phải mất
thời gian cho sự mẫn cảm cũng như cho sự sinh sôi nảy nở của dòng tế bào đã được
mẫn cảm.
2.3.2. Đáp ứng miễn dịch khi tiếp xúc lại kháng nguyên những lần tiếp theo
Khi kháng nguyên vào cơ thể lần hai, kháng nguyên gặp ngay tế bào lympho T
đã mẫn cảm, tức là đã có những thụ thể (receptor) kiểu kháng thể ở trên bề mặt và sự
kết hợp như kháng nguyên – kháng thể tạo nên kích thích để chúng tiết ra các
lymphokin trong đó có MIF, MAF làm tế bào đại thực bào đứng tại chỗ, tăng cường
hoạt động nuốt và tiêu hoá kháng nguyên. Mặt khác, các đại thực bào lại tiết ra
interleukin 1 để kích thích lympho TI tăng tiết interleukin 2, cơ chế hoạt động cũng
tương tự lần 1, nhưng có hai điểm khác biệt:
- Mức độ phản ứng do có nhiều tế bào đã mẫn cảm nên mạnh mẽ hơn nhiều.
- Phản ứng khởi phát là sự kết hợp kháng nguyên – kháng thể.
7
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến đáp ứng miễn dịch
- Tính lạ của kháng nguyên
Điều kiện quan trọng để một kháng nguyên có tính sinh miễn dịch cao là sự
khác biệt chủng loài giữa thú được gây miễn dịch và kháng nguyên. Trong miễn
dịch dịch thể, kháng nguyên càng lạ với cơ thể thú bao nhiêu thì khả năng sinh
miễn dịch càng cao bấy nhiêu. Ví dụ: Albumin gà sẽ tạo kháng thể cao hơn
albumin bò khi cùng tiêm cho dê. Trong miễn dịch qua trung gian tế bào chỉ
cần sự khác biệt giữa các cá thể cũng gây đáp ứng miễn dịch cao, ví dụ như
phản ứng thải bỏ mảnh ghép của chuột A khi ghép một bộ phận nào đó của
chuột B.
- Cấu tạo hoá học của kháng nguyên
Các kháng nguyên là protein hay polysaccharide đều có tính miễn dịch cao
khi chúng ở dạng hoà tan hay trong cấu trúc phức tạp, ví dụ: vỏ vi khuẩn, các
loại protein trong máu.
Các chất khác gồm lipide, steroid, acid nucleic có tính sinh miễn dịch yếu
hoặc không có tính sinh miễn dịch, trừ khi chúng được gắn với một protein tải
để trở thành một phức hợp có tính sinh miễn dịch.
Hình 2.2: Đáp ứng miễn dịch của thú đối với 2 lần tiêm kháng nguyên được phản
ánh qua mức độ kháng thể trong kháng huyết thanh
(Nguồn: Ian R. Tizard, Immunology, Saunders College Publishing, 1988)
8
Các kháng nguyên được tổng hợp từ một loại acid amin thì có tính sinh
miễn dịch yếu. Các kháng nguyên được tổng hợp từ hai loại acid amin trở lên sẽ
có tính sinh miễn dịch cao. Nếu trong mạch polypeptide có thêm acid amin
mạch vòng (đặc biệt là tyrosine) sẽ làm tăng tính sinh miễn dịch của phân tử
polypeptide đó.
Các polypeptide được tổng hợp từ các acid amin dạng D có tính sinh miễn
dịch thấp vì nó ít bị chuyển hoá. Sự chuyển hoá kháng nguyên trong cơ thể vật
chủ là yếu tố quan trọng cho tính sinh miễn dịch, vì khi bị chuyển hoá các
kháng nguyên dễ bộc lộ các quyết định kháng nguyên ra ngoài.
- Kích thước của phân tử kháng nguyên
Kháng nguyên càng có kích thước phân tử lớn và cấu trúc càng phức tạp thì
tính sinh miễn dịch càng cao. Một phân tử kháng nguyên càng lớn thì nó càng
có cấu trúc phức tạp và có nhiều quyết định kháng nguyên, đó là một trong
những yếu tố đảm bảo tính sinh miễn dịch cao.
- Cách gây miễn dịch và liều lượng của kháng nguyên
Ngoài các yếu tố trên, còn có những các yếu tố khác ảnh hưởng đến tính
sinh miễn dịch:
• Đường đưa kháng nguyên vào cơ thể vật chủ: với những kháng nguyên
mạnh, đưa kháng nguyên vào đường mạch máu có thể dễ dàng gây đáp
ứng miễn dịch, ví dụ: virus, vi khuẩn, tế bào. Nhưng với những kháng
nguyên hoà tan thì phải có quy trình gây miễn dịch thích hợp, tốt nhất là
đường tiêm trong da, dưới da và phải tiêm nhắc lại nhiều lần.
• Liều lượng kháng nguyên: Nếu lượng kháng nguyên quá ít thì không đủ
gây đáp ứng miễn dịch. Ngược lại, nếu lượng kháng nguyên nhiều quá sẽ
gây ức chế miễn dịch.
• Quy trình gây miễn dịch cũng ảnh hưởng lớn đến tính sinh miễn dịch của
phân tử kháng nguyên. Cùng một loại kháng nguyên, gây miễn dịch trên
hai lô thú thí nghiệm thuần chủng nhưng ở hai quy trình gây miễn dịch
khác nhau thì đáp ứng miễn dịch cũng khác nhau. Mỗi loại kháng
nguyên thích hợp với một loại quy trình gây miễn dịch riêng. Với những
kháng nguyên yếu thường phải được gây miễn dịch bằng quy trình hết
sức nghiêm ngặt và gây miễn dịch nhiều lần thì mới có đáp ứng miễn
9
dịch mạnh. Trong khi đó, với những kháng nguyên mạnh có khi chỉ cần
gây miễn dịch một lần cũng gây đáp ứng miễn dịch mạnh.
- Hiệu ứng cộng lực kháng nguyên
Nếu cùng một lúc gây miễn dịch nhiều loại kháng nguyên cho con thú thì
kháng thể đặc hiệu được sinh ra tương ứng với mỗi loại kháng nguyên sẽ ít nhất
ngang bằng hoặc nhiều hơn khi kháng nguyên đó kích thích một mình. Hiện
tượng này được gọi là sự cộng lực kháng nguyên hay cộng kích thích kháng
nguyên.
Nếu cùng một lúc cho con thú mẫn cảm với hai loại kháng nguyên: một
kháng nguyên liều mạnh và một kháng nguyên liều nhẹ thì con thú có thể chỉ
phản ứng với kháng nguyên liều mạnh. Hiện tượng này gọi là sự cạnh tranh
kháng nguyên. Hiện tượng cạnh tranh kháng nguyên chỉ xảy ra ở hai kháng
nguyên có cấu trúc hoá học gần giống nhau.
- Phản ứng thứ phát (phản ứng nhớ)
Nếu cho mẫn cảm kháng nguyên với một con vật đã được mẫn cảm với
kháng nguyên đó một lần rồi, thì hàm lượng kháng thể sẽ tăng sớm và nhiều
hơn lần đầu. Phản ứng nhớ này tồn tại trong một thời gian khá dài sau mũi tiêm
thứ nhất, đó là nhờ các tế bào lympho B sau khi tiếp xúc với kháng nguyên đã
phân chia và biệt hoá trở thành tế bào ghi nhớ (memory cell), để khi kháng
nguyên vào những lần sau sẽ lập tức tăng sinh thành dòng tế bào đã có hoạt tính
miễn dịch.
- Chất bổ trợ
Ngày nay, tá chất được sử dụng rộng rãi để tăng hiệu quả của các loại
vaccin, tăng khả năng thực bào của đại thực bào đối với kháng nguyên. Ngoài
ra, tá chất còn gây một phản ứng viêm không đặc hiệu làm tăng tính sinh miễn
dịch.
Qua các nghiên cứu gần đây, tá chất còn có tác dụng làm tăng tế bào TH.
Khi bổ sung tá chất vào kháng nguyên sẽ làm kháng nguyên tồn tại lâu hơn
trong cơ thể túc chủ. Kháng nguyên được giải phóng dần dần, có tác dụng giống
như kích thích miễn dịch nhiều lần.
10
- Khả năng đáp ứng của thú
Ngày nay, người ta biết rằng với cùng một loại kháng nguyên, nếu đưa vào
các cơ thể khác nhau sẽ cho đáp ứng miễn dịch khác nhau.
Tính sinh miễn dịch = tính kháng nguyên + khả năng đáp ứng miễn dịch của vật
chủ
Khả năng đáp ứng miễn dịch của vật chủ phụ thuộc vào tính di truyền.
2.4. CƠ CHẾ MIỄN DỊCH DỊCH THỂ[13]
Quá trình đáp ứng miễn dịch dịch thể là do tế bào lympho B đảm nhận. Đầu tiên,
các tế bào nguồn (trong tủy xương) biệt hoá thành tế bào lympho B khởi thuỷ (pro-B).
Sau đó chúng tiếp tục biệt hoá thành tiền tế bào lympho B (pre-B), các tế bào này có
đặc điểm là chưa có Immunoglobulin (Ig) bề mặt mà chỉ có IgM trong bào tương
CIgM (cytoplasma IgM). Các phân tử Ig bề mặt hoạt động như các thụ thể tiếp nhận
kháng nguyên, là những protein tham gia cấu tạo màng tế bào. Các tiền tế bào lympho
B được biệt hoá thành các tế bào lympho chưa chín, các tế bào này đã có IgM bề mặt.
Sau đó, chúng tiếp tục biệt hoá thành các tế bào lympho B chín với sự xuất hiện của
IgM, IgD bề mặt (và một số nhỏ IgA và IgG bề mặt). Tuy nhiên, các tế bào lympho B
chín chưa phải là các tế bào sản xuất kháng thể. Nếu các tế bào lympho B chín không
gặp đuợc kháng nguyên thì chúng sẽ bị phân huỷ. Nếu tế bào lympho B chín gặp được
kháng nguyên cộng thêm sự hợp tác hỗ trợ của các tế bào lympho TH, chúng sẽ tiếp tục
biệt hoá thành các tế bào plasma (plasma cell) và tế bào ghi nhớ (memory cell).
11
Khi kháng nguyên kết hợp với các thụ thể Ig bề mặt của tế bào lympho B, chúng sẽ
hoạt hoá phospholipase C ở màng tế bào thuỷ phân phosphotidyl inositol biphosphate
thành diacylglycerol (DAG) và inositol triphosphate (IP3). DAG và IP3 có tác dụng
hoạt hoá protein kinase C và gia tăng hàm lượng Ca2+ ngoại bào. Protein kinase C
được hoạt hoá sẽ thúc đẩy quá trình sao chép các gen mã hoá cho các kháng nguyên
phù hợp tổ chức chính lớp II (Major histocompatibility complex class II antigens –
MHC class II antigens) và thụ thể transferrin CD71.
Hình 2.3: Quá trình biệt hóa và phân chia của tế bào lympho B
(Nguồn: Ian R. Tizard, Immunology, Saunders College Publishing, 1988)
12
Các tế bào lympho B bắt giữ, xử lý và phân cắt để đưa lên bề mặt tế bào các nhóm
quyết định kháng nguyên, sau đó gắn kết với các kháng nguyên MHC lớp II tạo thành
phức hợp kháng nguyên – kháng nguyên MHC lớp II. Phức hợp này sẽ được phức hợp
thụ thể TCR – CD3 của tế bào lympho TH nhận diện và kết hợp.
Hình 2.4: Các quá trình diễn ra khi kháng nguyên kết hợp với các thụ thể trên bề
mặt tế bào lympho B
(Nguồn: Ian R. Tizard, Immunology, Saunders College Publishing, 1988)
13
Nhờ vậy, các tế bào lympho B có thể gửi một dấu hiệu trình diện kháng nguyên
bị giới hạn bởi kháng nguyên phù hợp tổ chức chính (MHC – restricted antigen –
presenting signal) cho tế bào lympho TH. Tế bào lympho TH bị hoạt hoá, chuyển từ
Hình 2.5: Sự kết hợp giữa tế bào
lympho TH và tế bào lympho B.
(Nguồn: Ian R. Tizard,
Immunology, Saunders College
Publishing, 1988)
Hình 2.6: Tế bào lympho B xử lý và
trình diện kháng nguyên cho tế bào
lympho TH. (Nguồn: Ian R. Tizard,
Immunology, Saunders College
Publishing, 1988)
14
trạng thái nghỉ ngơi (resting state) sang trạng thái G1 (G1 state) trong chu trình tế bào
(the cycle cell) và tiết ra hỗn hợp các interleukin. Tế bào lympho TH gồm hai tiểu quần
thể với các chức năng khác nhau: TH1 và TH2. TH1 là các tế bào lympho T giúp đóng vai
trò quan trọng trong đáp ứng trung gian tế bào, TH1 tiết interleukin 2 (IL2). TH2 là các
tế bào lympho T giúp đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất kháng thể của tế
bào lympho B. TH2 tiết interleukin 4 (IL4), interleukin 5 (IL5), interleukin 6 (IL6), các
interleukin này có tác động giúp tế bào lympho B hoạt hoá, phân chia và biệt hoá.
Tế bào lympho B phân chia và biệt hoá thành tế bào plasma (plasma cell). Chỉ
có tế bào plasma mới có khả năng sản xuất kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên lạ.
Các tế bào plasma có khả năng sản xuất 300 phân tử kháng thể trong 1 giây. Các chuỗi
nặng và chuỗi nhẹ của phân tử kháng thể được tổng hợp trong các polyribosome, và
được kết hợp để tạo thành các phân tử kháng thể hoàn chỉnh trong các rãnh nội bào
(intracellular pool).
Mặt khác, tế bào lympho B cũng biệt hoá thành tế bào ghi nhớ (memory cell) để
khi gặp kháng nguyên vào nhắc nhở, chúng có thể nhanh chóng nhớ lại và sản xuất
kháng thể nhanh và nhiều hơn.
Hình 2.7: Tác động của các interleukin ở các giai đoạn khác nhau trong tiến trình
đáp ứng miễn dịch của tế bào lympho B đối với kháng nguyên
(Nguồn: Ian R. Tizard, Immunology, Saunders College Publishing, 1988)
15
2.5. PROTEIN TÁI TỔ HỢP MBP-VT2eB[4]
Protein tái tổ hợp MBP-VT2eB là một protein gồm hai thành phần: MBP (maltose
binding protein) và VT2eB (tiểu phần B của độc tố vero), có trọng lượng phân tử vào
khoảng 47 kDa.
Protein tái tổ hợp MBP-VT2eB được tổng hợp từ đoạn gen tái tổ hợp trong vector
pMal-c2X đã được chèn vào vi khuẩn E. coli DH5α. Gen vt2eB qui định việc tổng hợp
tiểu phần VT2eB của độc tố vero VT2e được tổ hợp với gen malE qui định việc tổng
hợp nên protein MBP tạo thành đoạn gen tái tổ hợp trong vector pMal-c2X. Hoạt động
của gen này bị chi phối bởi gen ptac, một gen khởi động được hoạt hoá dưới tác động
của IPTG. Khi có mặt IPTG, gen ptac sẽ hoạt động kích ứng việc tổng hợp protein tái
tổ hợp MBP-VT2eB.
Dịch chứa protein MBP – VT2eB được cho qua cột sắc ký có chứa các hạt
amylose. Protein này có ái lực với amylose nên sẽ được giữ lại trong cột sắc ký, các
chất khác sẽ bị rửa trôi theo dung dịch đệm.
Cho dung dịch đệm có chứa maltose chạy qua cột sắc ký. Do ái lực của protein
MBP – VT2eB đối với maltosse mạnh hơn đối với amylose nên các protein này gắn
trên amylose sẽ chuyển sang gắn trên maltose và được rửa theo dung dịch đệm ra
ngoài.
2.6. PHẢN ỨNG KẾT TỦA KHUẾCH TÁN KÉP TRÊN THẠCH (Double
diffusion in two dimensions) (Kỹ thuật Ouchterlony)
2.6.1. Sự kết hợp giữa kháng nguyên – kháng thể[1]
Khi cho tiếp xúc giữa kháng thể đặc hiệu (dịch thể hoặc tế bào) với kháng nguyên
thì phản ứng kết hợp kháng nguyên – kháng thể sẽ xảy ra một cách đặc hiệu. Kháng
thể dịch thể (các loại Ig) thường tồn tại trong huyết thanh và dịch cơ thể nên phản ứng
kháng nguyên – kháng thể còn gọi là phản ứng huyết thanh học.
Phản ứng huyết thanh học là phản ứng xảy ra dựa trên cơ chế miễn dịch học, đó là
sự kết hợp đặc hiệu giữa kháng nguyên - kháng thể, mà cụ thể là giữa nhóm quyết định
của kháng nguyên với trung tâm hoạt động của kháng thể. Phân tử IgG có hai trung
tâm hoạt động nên kết hợp được với hai phân tử kháng nguyên cùng loại. Các kháng
nguyên có nhiều nhóm quyết định sẽ kết hợp với nhiều phân tử kháng thể tương ứng.
16
Sự kết hợp kháng nguyên – kháng thể dịch thể đặc hiệu nhờ lực liên kết lý hoá và
biểu hiện làm hai pha phản ứng.
• Lực liên kết
- Lực liên kết các phân tử với nhau hay còn gọi là lực liên kết Van der
Waals.
- Lực hút tĩnh điện giữa các nhóm chức khác nhau. Ví dụ: giữa nhóm
amin và carboxyl (NH2 và COOH) của hai phân tử protein.
- Lực liên kết giữa các cầu nối hydro giữa các nhóm hydroxyl.
• Các pha của phản ứng
Khi thực hiện phản ứng kháng nguyên và kháng thể ở in vitro, kết quả của
phản ứng có thể trực tiếp hoặc gián tiếp quan sát được bằng mắt thường hoặc
bằng kính hiển vi.
Với những phản ứng kháng nguyên – kháng thể có thể quan sát được bằng
mắt thường, phản ứng thường xảy ra theo hai pha.
Pha thứ nhất: Đặc trưng bởi sự hấp thụ kháng thể lên bề mặt kháng
nguyên tương ứng, pha này xảy ra nhanh được gọi là pha đặc hiệu hay pha
không nhìn thấy. Trong pha này, thực chất là sự tìm đến và kết hợp đặc hiệu giữa
nhóm quyết định của kháng nguyên với trung tâm hoạt động của kháng thể, tạo
thành phức hợp kháng nguyên – kháng thể.
Pha thứ hai: Tiếp sau pha thứ nhất, xảy ra chậm hơn và biểu hiện ra ngoài
nên có thể nhìn thấy được như ngưng kết thành mạng lưới, tạo thành hạt lổn
nhổn, mịn như cát, hoặc như sợi bông, hoặc kết tủa thành cặn màu trắng lắng
xuống đáy; pha này thực chất là theo nguyên lý lý hoá đơn thuần, nên còn gọi là
pha không đặc hiệu hay pha nhìn thấy được.
17
2.6.2. Phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch (Double diffusion in two
dimensions) (Kỹ thuật Ouchterlony) [6]
Phương pháp thường được sử dụng để đánh giá tính đặc hiệu của kháng thể đối
với kháng nguyên là phản ứng kết tủa khuếch tán kép trên thạch (kỹ thuật
Ouchterlony).
Kỹ thuật này dựa trên sự hình thành cấu trúc mạng lưới của agarose. Các phân
tử có trọng lượng nhỏ hơn 200 kDa khuếch tán dễ dàng trong agarose, các phân tử có
trọng lượng lớn di chuyển chậm và khó khăn hơn. Kháng nguyên và kháng thể sau khi
được phủ đầy vào các giếng sẽ khuếch tán toả tròn xung quanh các giếng và hình
thành građien nồng độ. Khi nồng độ kháng nguyên và kháng thể tương ứng nhau, một
đường hoặc cung kết tủa xuất hiện. Thông thường đường kết tủa được tạo thành ở tỉ lệ
kháng thể - kháng nguyên là 4:1. Đường kết tủa được tạo thành giữa kháng nguyên và
kháng thể hoạt động như một hàng rào miễn dịch đặc hiệu, ngăn chặn sự tiếp tục
khuếch tán của các cặp kháng nguyên – kháng thể nhưng không cản trở sự khuếch tán
của từng phân tử kháng nguyên, kháng thể.
Khi nhận định kết quả, căn cứ vào đường kết tủa, có thể có 3 trường hợp xảy ra:
- Các giếng chứa kháng nguyên đều đồng nhất và tương ứng với kháng thể thì
các đường kết tủa gặp nhau và nối liền nhau. Đây là hiện tượng hai kháng
nguyên đồng nhất (Hình 2.8A).
- Nếu hai giếng chứa kháng nguyên chỉ có một phần tương ứng với một phần
khác nhau của kháng thể thì sẽ xuất hiện hai đường kết tủa cắt nhau, tức hai
kháng nguyên không có liên quan với nhau. Đây là hiện tượng hai kháng
nguyên không đồng nhất nhau (Hình 2.8B).
- Nếu hai giếng chứa kháng nguyên có liên quan một phần với kháng thể
(cùng có chung một nhóm quyết định A), sẽ tạo ra hai đường kết tủa gặp
nhau, nhưng là một đường dài và một đường ngắn hơn (Hình 2.8C).
18
2.7. PHẢN ỨNG TRUNG HOÀ ĐỘC TỐ VT2e TRÊN MÔI TRƯỜNG TẾ BÀO
VERO
2.7.1. Sơ lược về tế bào vero[5]
Dòng tế bào vero (Vervet Monkey Origin) được Y. Yasumura và Y. Kawakita ở
đại học Chiba, Nhật Bản thiết lập vào năm 1962, khởi đầu từ nuôi cấy tế bào thận khỉ
xanh Châu Phi (Cercopithecus aethiops). Sau một số lần cấy truyền, dòng tế bào này
được chuyển đến Tổ chức sưu tầm nhân giống Mỹ - American Type Culture
Collection (ATCC). Vào năm 1979, ngân hàng tế bào tiên phát được thành lập từ một
ống tế bào cấy truyền lần thứ 124. Ngân hàng tế bào tiên phát được dùng để sáng lập
ngân hàng tế bào đang làm việc (Manufacturer's Working Cells Bank – MWCBs).
Dòng tế bào này được thử nghiệm nhiều lần để tiếp tục sử dụng cho việc sản xuất
vaccin virus. Thậm chí, lấy dịch nuôi cấy tế bào tiêm vào chuột không có tuyến ức
(mất khả năng đề kháng), kết quả nhận được là âm tính, không hình thành khối u. Thử
nghiệm DNA bằng kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction) ở lần cấy truyền 169,
kết quả cho thấy lượng DNA tồn dư không đáng kể. Chính vì thế, lần cấy truyền 137
được dùng cho MWCB và lần cấy truyền 142 được dùng để sản xuất tế bào nuôi.
Môi trường nuôi cấy tế bào chia làm hai loại, môi trường phát triển và môi
trường duy trì. Môi trường phát triển chứa hàm lượng huyết thanh cao 8 – 10%, có tác
dụng kích thích sự phát triển của tế bào. Huyết thanh bào thai bê là thích hợp nhất để
thúc đẩy sự phát triển của tế bào vì nó không chứa các yếu tố ức chế tế bào.
Hình 2.8: Hiện tượng hai kháng nguyên: đồng nhất (A), không đồng nhất (B),
đồng nhất một phần (C) được phát hiện bằng phản ứng kết tủa khuếch tán kép
trên thạch
(Nguồn: Terrance G.Copper, The tools of biochemistry, John Wiley & Sons, New
York, 1977)
19
Tế bào vero tăng trưởng và được duy trì trong môi trường nuôi cấy DMEM
(Dulbeccos Minimal Essential Medium) có bổ sung thêm huyết thanh bào thai bê FBS
(Fetal Bovine Serum). Môi trường nuôi cấy được điều chỉnh pH bằng sodium
bicarbonate và ủ trong tủ ấm CO2 để duy trì pH 7.2 –7.4. Tế bào vero được nuôi cấy ở
37OC, 5% CO2.
2.7.2. Độc tố VT2e[4][9]
Vào năm 1977, Konowalchuk và các cộng sự đã đặt tên verotoxin (VT) cho một
độc tố do một dòng E. coli tiết ra và gây chết tế bào nuôi cấy. Trong một nghiên cứu
trên 136 mẫu phân lập E. coli, 7 trong 10 trường hợp VT dương tính đã kéo theo bệnh
tiêu chảy xảy ra ở người và một trường hợp kéo theo bệnh tiêu chảy ở heo. Trong một
báo cáo vào năm 1982, O΄ Brient và các cộng tác viên đã cho rằng một vài chủng E.
coli gây bệnh đường ruột đã tiết ra một độc tố gây chết tế bào Hela. Cũng giống như
các độc tố do Shigella tiết ra và gây độc làm chết tế bào Hela nuôi cấy, các độc tố này
ức chế sự tổng hợp protein trong các tế bào Hela và gây chết chuột. Vì thế, các độc tố
này được gọi là Shiga-like toxin (SLT).
Vào năm 1983, O΄Brient và LaCeck đã tinh chế SLT và đã chứng minh rằng
Shiga toxin do Shigella dysenteriae tiết ra và SLT được tiết từ chủng E. coli H30 là
giống nhau về các đặc tính lý hoá và hoạt tính hoá học.
Độc tố SLT-II variant (Shiga-like toxin IIv, SLT-IIv) hay VT2e là một độc tố
có đặc trưng gây độc trên môi trường nuôi cấy tế bào vero (African green monkey
kidney) hơn là trên tế bào Hela. Độc tố VT2e bị trung hòa một phần bởi kháng thể của
SLT-II và không bị trung hòa bởi kháng thể của SLT-I. Độc tố SLT-IIv là một phân tử
gồm 2 tiểu đơn vị: 1 tiểu đơn vị A khoảng 33 kDa và 5 tiểu đơn vị B khoảng 7.7
kDa/đơn vị. Tiểu đơn vị A có hoạt tính enzyme, trong khi tiểu đơn vị B chịu trách
nhiệm cho sự liên kết các SLT với thụ thể có bản chất là glycolipid. Thụ thể cho SLT-
IIv là Globotetraosyl ceramide (Gb4) trên màng tế bào vero. Tiểu phần A mã hóa cho
enzyme RNA N-glycosidase. Enzyme này sẽ phân cắt một liên kết N-glycosidic trên
tiểu phần 28S của rRNA. Sự phân cắt này sẽ làm sai hỏng yếu tố kéo dài EF1
(Elongation Factor 1) liên kết aminoacyl-tRNA với tiểu phần 60S của RNA ribosome,
do đó ức chế sự tổng hợp protein và gây chết tế bào.
20
2.7.3. Nguyên tắc của phản ứng trung hoà độc tố trên môi trường tế bào vero
Khi kháng thể đặc hiệu gặp độc tố tương ứng chúng sẽ kết hợp và làm mất hoạt
tính của độc tố, do đó độc tố không còn gây độc đối với cơ thể động vật. Phản ứng đó
được gọi là phản ứng trung hòa độc tố.
Trên môi trường nuôi cấy tế bào vero, độc tố verotoxin sẽ liên kết với các thụ
thể đặc hiệu (Gb4) có trên màng tế bào rồi cản trở sự tổng hợp protein của tế bào và
gây chết tế bào. Nếu độc tố này được ủ với kháng huyết thanh chứa kháng thể của độc
tố này, thì kháng thể có trong huyết thanh sẽ liên kết với độc tố làm bất hoạt độc tố và
tế bào không bị chết. Dựa trên sự quan sát độ phân tách của tế bào người ta có thể biết
được là tế bào chết hay không. Căn cứ trên nồng độ huyết thanh trung hòa được lượng
độc tố ở liều TCID50 người ta có thể
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Ig KHANG MBP-VT2eB.pdf