Ái tính (kháng thể)(Avidity)

Có thể hiểu ái tính như sức mạnh tổng hợp của nhiều tương tác ái lực riêng lẻ. Ví dụ, IgM, một kháng thể pentamer (có 5 vị trí liên kết), thường có ái tính cao hơn IgG, một kháng thể monomer (chỉ có 2 vị trí liên kết), ngay cả khi ái lực của các vị trí liên kết riêng lẻ trên IgG cao hơn.

Các Yếu tố Ảnh hưởng đến Ái tính

Một số yếu tố ảnh hưởng đến ái tính của kháng thể bao gồm:

• Hóa trị của kháng thể: Kháng thể có nhiều vị trí liên kết (ví dụ IgM, IgA) sẽ có ái tính cao hơn kháng thể có ít vị trí liên kết (ví dụ IgG, IgE).
• Ái lực của từng vị trí liên kết: Ái lực cao ở mỗi vị trí liên kết góp phần tạo nên ái tính tổng thể cao. Mặc dù một kháng thể đa hóa trị có thể có ái lực tại một vị trí liên kết riêng lẻ thấp hơn so với một kháng thể khác, nhưng tổng cường độ liên kết (ái tính) có thể cao hơn đáng kể nhờ số lượng vị trí liên kết.
• Cấu trúc của kháng nguyên: Bản chất và số lượng epitope trên kháng nguyên ảnh hưởng đến cách kháng thể liên kết và do đó ảnh hưởng đến ái tính. Kháng nguyên đa hóa trị (có nhiều epitope giống nhau) cho phép liên kết đa hóa trị, làm tăng ái tính. Khoảng cách và sự sắp xếp của các epitope trên bề mặt kháng nguyên cũng đóng vai trò quan trọng.
• Sự sắp xếp không gian của các vị trí liên kết trên kháng thể: Sự sắp xếp này cần tương thích với sự sắp xếp của epitope trên kháng nguyên để tối ưu hóa liên kết và tăng ái tính. Sự linh hoạt của kháng thể cũng góp phần vào khả năng liên kết đồng thời với nhiều epitope.

Ý nghĩa của Ái tính

Ái tính đóng vai trò quan trọng trong hiệu quả của phản ứng miễn dịch. Kháng thể có ái tính cao thường hiệu quả hơn trong việc:

• Trung hòa virus và độc tố: Bằng cách liên kết chặt chẽ với kháng nguyên, ngăn chặn chúng tương tác với tế bào đích. Điều này ngăn ngừa sự xâm nhập của virus vào tế bào hoặc ức chế tác động độc hại của độc tố.
• Opson hóa: Kháng thể bao phủ kháng nguyên, giúp đại thực bào và các tế bào thực bào khác dễ dàng nhận biết và tiêu diệt mầm bệnh. Quá trình này được gọi là opson hóa và ái tính cao giúp tăng cường hiệu quả của nó.
• Kích hoạt bổ thể: Một số kháng thể, khi liên kết với kháng nguyên, có thể kích hoạt hệ thống bổ thể, dẫn đến tiêu diệt mầm bệnh. Ái tính cao tạo điều kiện cho sự liên kết ổn định cần thiết cho việc kích hoạt bổ thể.

Đo lường Ái tính

Ái tính thường được đo bằng các phương pháp như xét nghiệm miễn dịch hấp phụ liên kết enzyme (ELISA) hoặc phân tích cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR). Tuy nhiên, việc đo ái tính phức tạp hơn đo ái lực vì nó liên quan đến nhiều tương tác liên kết đồng thời. Các phương pháp này thường dựa trên việc đo cường độ liên kết tổng thể giữa kháng thể và kháng nguyên trong điều kiện rửa giải nghiêm ngặt.

Tóm lại

Ái tính là một thước đo quan trọng về hiệu quả của kháng thể, phản ánh sức mạnh tổng hợp của nhiều tương tác ái lực. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố và đóng vai trò then chốt trong phản ứng miễn dịch. Hiểu về ái tính giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ miễn dịch và phát triển các chiến lược điều trị hiệu quả hơn. Ví dụ, việc thiết kế vắc-xin nhằm tạo ra kháng thể có ái tính cao có thể cải thiện đáng kể hiệu quả bảo vệ.

So sánh Ái lực và Ái tính

Mặc dù cả ái lực và ái tính đều mô tả sức mạnh liên kết kháng nguyên-kháng thể, nhưng chúng có những điểm khác biệt quan trọng:

Ái tính trong Phát triển Vắc-xin và Liệu pháp Miễn dịch

Việc hiểu về ái tính rất quan trọng trong việc phát triển vắc-xin và liệu pháp miễn dịch. Mục tiêu là tạo ra các kháng thể có ái tính cao đối với kháng nguyên đích, từ đó tăng cường hiệu quả bảo vệ hoặc điều trị. Ví dụ, trong phát triển vắc-xin, người ta thường sử dụng các chiến lược như tiêm nhắc lại để tăng ái tính của kháng thể được tạo ra. Việc tối ưu hóa ái tính cũng quan trọng trong phát triển kháng thể đơn dòng điều trị.

Ái tính và Đột biến ái lực

Quá trình đột biến ái lực (affinity maturation) xảy ra trong trung tâm mầm của các nang bạch huyết, dẫn đến sự gia tăng ái lực của kháng thể đối với kháng nguyên theo thời gian. Quá trình này liên quan đến đột biến soma trong các gen mã hóa vùng biến đổi của kháng thể, sau đó là sự chọn lọc các tế bào B sản xuất kháng thể có ái lực cao hơn. Sự gia tăng ái lực này góp phần vào việc tăng ái tính tổng thể của phản ứng kháng thể.

Mối quan hệ giữa Ái lực, Ái tính và Hiệu quả của Kháng thể

Nói chung, ái tính cao tương quan với hiệu quả của kháng thể. Tuy nhiên, mối quan hệ này không phải lúc nào cũng tuyến tính. Trong một số trường hợp, ái lực rất cao có thể dẫn đến giảm ái tính nếu sự liên kết chặt chẽ tại một vị trí liên kết cản trở sự liên kết tại các vị trí khác. Do đó, việc tối ưu hóa cả ái lực và ái tính là rất quan trọng để đạt được hiệu quả mong muốn.

• Murphy, K., Weaver, C. (2016). Janeway’s Immunobiology. Garland Science.
• Kuby, J., Goldsby, R. A., Kindt, T. J., Osborne, B. A. (2007). Kuby Immunology. W. H. Freeman.
• Pier, G. B., Lyczak, J. B., Wetzler, L. M. (2004). Immunology, Infection, and Immunity. ASM Press.

Câu hỏi và Giải đáp

Làm thế nào để đo lường ái tính của kháng thể một cách cụ thể?

Trả lời: Không giống như ái lực, ái tính không có một đơn vị đo cụ thể như $K_D$ hay $K_A$. Việc đo lường ái tính thường phức tạp hơn và dựa trên các xét nghiệm đánh giá khả năng liên kết tổng thể của kháng thể với kháng nguyên, ví dụ như ELISA trong điều kiện rửa stringent (điều kiện rửa mạnh để loại bỏ các liên kết yếu) hoặc các xét nghiệm ngưng kết hồng cầu. Kết quả thường được biểu diễn dưới dạng titer hoặc nồng độ kháng thể cần thiết để đạt được một mức độ liên kết nhất định.

Ngoài IgM, còn loại kháng thể nào khác có ái tính cao đáng kể không?

Trả lời: IgA tiết, tồn tại dưới dạng dimer hoặc tetramer, cũng có ái tính cao. Cấu trúc đa phân này cho phép IgA liên kết hiệu quả với kháng nguyên, đặc biệt là ở các bề mặt niêm mạc, nơi IgA đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể khỏi mầm bệnh.

Vai trò của ái tính trong hiện tượng ngưng kết (agglutination) là gì?

Trả lời: Ngưng kết là quá trình các kháng thể liên kết chéo các hạt kháng nguyên, tạo thành các đám kết tủa có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Ái tính cao của kháng thể, đặc biệt là IgM, rất quan trọng cho hiện tượng ngưng kết. Khả năng liên kết đồng thời với nhiều kháng nguyên của kháng thể đa hóa trị cho phép hình thành mạng lưới liên kết chéo, dẫn đến sự ngưng kết hiệu quả.

Nếu một kháng thể có ái lực rất cao nhưng ái tính thấp, liệu nó có vẫn hiệu quả trong việc trung hòa virus không?

Trả lời: Chưa chắc. Mặc dù ái lực cao rất quan trọng, nhưng ái tính thấp có thể hạn chế khả năng trung hòa virus của kháng thể. Nếu kháng thể chỉ liên kết mạnh với một epitope duy nhất trên virus mà không thể liên kết đồng thời với nhiều epitope, nó có thể không đủ để ngăn chặn virus xâm nhập vào tế bào chủ.

Làm thế nào để tăng ái tính của kháng thể trong quá trình phát triển vắc-xin?

Trả lời: Có nhiều chiến lược để tăng ái tính của kháng thể trong phát triển vắc-xin, bao gồm:

• Tiêm nhắc lại: Việc tiêm nhắc lại vắc-xin giúp kích thích quá trình độ chín của ái lực, dẫn đến sản xuất kháng thể có ái lực và ái tính cao hơn.
• Thiết kế kháng nguyên: Bằng cách thiết kế các kháng nguyên hiển thị nhiều epitope hoặc các epitope có cấu trúc tối ưu cho liên kết kháng thể, có thể tăng cường ái tính của phản ứng kháng thể.
• Sử dụng chất bổ trợ: Một số chất bổ trợ có thể tăng cường phản ứng miễn dịch và thúc đẩy quá trình độ chín của ái lực.