Trong những năm gần đây, IgY đã được nghiên cứu rất nhiều và có nhiều ứng dụng trong phòng và điều trị các bệnh miễn dịch
Khái niệm đáp ứng miễn dịch
Tất cả mọi loài sinh vật đều có thuộc tính muốn bảo vệ tính toàn vẹn của cơ thể mình. Do vậy trước sự xâm nhập của các yếu tố lạ (kháng nguyên), cơ thể dùng mọi phương thức có thể để loại bỏ yếu tố lạ đó. Phương thức quan trọng nhất để loại bỏ yếu tố là đáp ứng miễn dịch.
Như vậy, đáp ứng miễn dịch là khả năng của cơ thể nhận biết, đáp ứng và loại bỏ các yếu tố lạ (kháng nguyên) khi chúng xâm nhập vào cơ thể.
Đáp ứng miễn dịch được chia làm 2 loại: đáp ứng miễn dịch tự nhiên (đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu) và đáp ứng miễn dịch thu được (đáp ứng miễn dịch đặc hiệu).
Đáp ứng miễn dịch tự nhiên
Miễn dịch tự nhiên hay miễn dịch không đặc hiệu là miễn dịch sẵn có của cơ thể từ khi mới sinh ra. Loại miễn dịch này được hình thành trong quá trình tiến hóa của con người để chống lại sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh, là khả năng nhận biết, phân biệt cái gì là của mình (self), cái gì không phải của mình (non-self). Miễn dịch tự nhiên không để lại trí nhớ, có tính khá ổn định và khác nhau giữa cá thể này với cá thể khác.
Đáp ứng miễn dịch thu được
Miễn dịch thu được là trạng thái miễn dịch xuất hiện do kháng thể đặc hiệu tương ứng với từng kháng nguyên được tạo ra sau khi cơ thể đã tiếp xúc với kháng nguyên.
Có hai cách tiếp xúc với kháng nguyên:
- Tiếp xúc một cách ngẫu nhiên trong cuộc sống.
- Tiếp xúc một cách chủ động: tiêm vacxin.
Sản phẩm chủ yếu của miễn dịch thu được là các kháng thể đặc hiệu (kháng thể dịch thể, kháng thể tế bào) và các chất có hoạt tính sinh học (cytokin).
Miễn dịch thu được có vai trò rất quan trọng bởi hai đặc điểm cơ bản của chúng, đó là: khả năng nhận dạng được hầu hết các kháng nguyên và để lại trí nhớ miễn dịch .
Đáp ứng miễn dịch thu được được chia ra nhiều loại, đó là:
– Miễn dịch chủ động: cơ thể sản xuất kháng thể đặc hiệu sau khi được mẫn cảm với kháng nguyên, bao gồm:
+ Miễn dịch chủ động tự nhiên: cơ thể tiếp xúc với kháng nguyên một cách ngẫu nhiên trong cuộc sống.
+ Miễn dịch chủ động nhân tạo: tiêm chủng vacxin
– Miễn dịch thụ động: đưa kháng thể từ ngoài vào, bao gồm:
+ Miễn dịch thụ động tự nhiên: kháng thể từ mẹ chuyển sang cho con qua rau thai, qua sữa …
+ Miễn dịch thụ động có chủ ý: dùng kháng thể (hay kháng huyết thanh).
Liệu pháp miễn dịch thụ động sử dụng Kháng thể IgY
Kháng thể IgY là gì?
Tương tự như ở động vật có vú và người, hệ thống miễn dịch của gà bao gồm các thành phần tạo nên đáp ứng miễn dịch tự nhiên và đáp ứng miễn dịch thu được.
Hệ thống miễn dịch thu được của gà bao gồm tuyến Ức (có chức năng huấn luyện tế bào lympho T) và túi (Bursa) Fabricius (có chức năng huấn luyện tế bào lympho B). Các tế bào lympho T và B của gà tham gia cùng với các thành phần khác tạo nên đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào.
Kết quả của đáp ứng miễn dịch dịch thể là tạo ra Kháng thể. Gà có 3 lớp kháng thể là IgM, IgA và IgY. Hai lớp kháng thể IgM và IgA ở gà tương tự như các lớp này ở động vật có vú về trọng lượng phân tử, đặc điểm hình thái học và tính linh động. So với IgM và IgA của gà, IgY của gà có trọng lượng phân tử thấp hơn, có trong máu gà và được chuyển qua chứa trong lòng đỏ trứng (vì vậy có tên gọi “kháng thể lòng đỏ trứng”: Yolk Immunoglobulin – IgY) [1].
IgY được chuyển từ máu gà mẹ sang tích lũy ở lòng đỏ trứng như một cơ chế miễn dịch thụ động được chuyển từ gà mẹ sang bảo vệ phôi và gà con. Quá trình vận chuyển này bao gồm 2 bước [2]:
- Bước 1: IgY được chuyển từ máu gà mái vào lòng đỏ trứng (tương tự như quá trình vận chuyển IgG qua nhau thai ở động vật có vú).
- Bước 2: IgY được chuyển từ lòng đỏ trứng sang phôi trong quá trình phát triển của phôi gà.
IgY có cấu trúc tương tự IgG ở động vật có vú, bao gồm hai chuỗi nặng H (heavy chain) và hai chuỗi nhẹ L (light chain) liên kết với nhau bằng các cầu nối disulfua (-S-S-). Trọng lượng phân tử của IgY (180 kDa), lớn hơn so với IgG của động vật có vú (159 kDa). Khác với chuỗi nặng của IgG, chuỗi nặng của IgY không có vùng bản lề (hinge region), điều này làm cho chuỗi nặng của IgY kém linh hoạt hơn. Đây có thể là lý do làm cho IgY có một số đặc tính sinh học khác với IgG ở động vật có vú. Đó là: IgY không gây hoạt hóa bổ thể và không phản ứng với yếu tố dạng thấp . Những đặc tính sinh học này của IgY lại chính là những ưu điểm khi ứng dụng IgY để điều trị cho con người [3].
So với công nghệ sản xuất kháng thể IgG từ động vật có vú, công nghệ sản xuất IgY bằng cách gây miễn dịch cho gà mái và thu hoạch kháng thể từ trứng gà có một số ưu điểm [4]. Đó là:
- Do đặc tính sinh miễn dịch cao, gà có thể sản xuất kháng thể có hoạt tính cao hơn so với động vật có vú .
- Thu hoạch kháng thể từ lòng đỏ trứng gà dễ dàng hơn , được số lượng nhiều hơn (khoảng 100 mg/quả trứng) so với thu hoạch kháng thể từ máu động vật có vú.
Nhờ có một số ưu điểm trên, nên trong những năm gần đây, kháng thể IgY được ứng dụng nhiều trong y học.
Ứng dụng kháng thể IgY trong dự phòng và điều trị bệnh
Điều trị miễn dịch thụ động bằng việc sử dụng kháng thể đặc hiệu đã được thực hiện từ những năm cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX. Cho đến nay, điều trị bằng kháng thể đặc hiệu chủ yếu được thực hiện bằng đường tiêm truyền. Nguyên nhân chính gây cản trở việc sử dụng kháng thể để điều trị bằng các đường khác là giá thành cao của kháng thể đơn clon và kháng huyết thanh từ động vật có vú [5].
Với sự gia tăng ngày càng cao của vi khuẩn kháng kháng sinh thì việc tìm ra những kháng sinh mới cũng như những biện pháp điều trị mới (như điều trị miễn dịch sử dụng kháng thể) là hết sức cần thiết.
Nhờ công nghệ sản xuất đơn giản, giá thành thấp lại cho sản lượng cao, kháng thể IgY đang là loại kháng thể có tiềm năng để sử dụng vào mục đích điều trị bằng các con đường khác như đường tiêu hóa (dạng viêm ngậm, dạng nước súc miệng hoặc dạng bột) hoặc rửa đắp kháng thể tại chỗ vết thương [5].
Cho đến nay, kháng thể IgY đã và đang được nghiên cứu để sử dụng vào việc dự phòng và điều trị một số bệnh sau:
- Chống virus cúm H1N1, H3N2, cúm B và cúm gia cầm H5N1…
- Chống v i khuẩn Streptococcus mutans (enzym Glucosyltransferase) gây bệnh sâu răng.
- Chống v i khuẩn Porphyromonas gingivalis (enzym Gingipain) gây bệnh viêm lợi.
- Chống vi khuẩn gây bệnh tả (vibrio cholerae) .
- Chống rotavirus gây bệnh tiêu chảy.
- Chống vi khuẩn Helicobacter pylori (enzym Urease) gây bệnh dạ dày – tá tràng.
- Chống vi khuẩn mủ xanh (Pseudomonas aeruginosa) , một trong những vi khuẩn gây nhiễm khuẩn bệnh viện với tỷ lệ cao.
Trong lĩnh vực nghiên cứu sản xuất và ứng dụng kháng thể IgY, Viện nghiên cứu miễn dịch Gifu (IRIG – Nhật bản) là trung tâm đầu tiên trên thế giới đưa ra những kháng thể IgY trong dự phòng và điều trị bệnh hiện đang được sử dụng trên người như bệnh sâu răng, viêm nha chu, tiêu chảy do Rotavirus, viêm dạ dày hay bệnh Cúm mùa và Cúm gia cầm H5N1. Các kháng thể IgY tại IRIG được gọi là Ovalgen đã được đăng ký bản quyền và sử dụng rộng rãi ở nhiều nước phát triển trên thế giới bao gồm Nhật bản, Mỹ, châu Âu, Úc…
PGS. TS. BS. Nguyễn Đăng Khoa
Khoa miễn dịch sinh lý bệnh – Bệnh viện Đại học Y Hà Nội
Tài liệu tham khảo
- Rose ME, Orlans E, Buttress N (1974). Immunoglobulin classes in the hen’s egg: their segregation in yolk and white . Eur J Immunol . Jul; 4(7): 521-523.
- Hamal KR , Burgess SC , Pevzner IY , Erf GF ( 2006). Maternal antibody transfer from dams to their egg yolks, egg whites, and chicks in meat lines of chickens . Poult Sci . Aug; 85(8): 1364-1372.
- Dias da Silva W 1 , Tambourgi DV ( 2010). IgY: a promising antibody for use in immunodiagnostic and in immunotherapy . Vet Immunol Immunopathol . Jun 15;135(3-4):173-180.
- Schiller B , Buchowicz I , Lysakowska E , Sakiel S , Korbecki M (1985). Polish preparations for preventing and treating infections caused by Pseudomonas aeruginosa . J Micro-Epider. Immunol . Apr; (4):30-32.
- Casadevall A , Dadachova E , Pirofski LA ( 2004) . Passive antibody therapy for infectious diseases . Nat Rev Microbiol . Sep; 2(9):695-703.
