Antikorlar, ister virüs , bakteri, mantar veya parazit olsun, vücudun yabancı istilacılarına kilit ve anahtar gibi bağlanan özel, Y şekilli proteinlerdir . Bunlar, bir düşman bulmak ve imha etmek için işaretlemekle görevlendirilmiş, bağışıklık sisteminin arama ve yok etme sisteminin “arama” taburudur.
San Francisco’daki Gladstone Enstitüleri HIV Cure Araştırma Merkezi direktörü Dr. Warner Greene, “Hücreden serbest bırakılıyor ve dışarı çıkıp avlanıyorlar.” Dedi.
Antikorlar hedeflerini bulduğunda, ona bağlanırlar, bu da istilacıyı yenen bir dizi eylemi tetikler. Greene, antikorların, spesifik patojenleri tanımayı ve ortadan kaldırmayı öğrenen bağışıklık sisteminin kolu olan “adaptif” bağışıklık sisteminin bir parçası olduğunu söyledi.
Antikorlar neye benziyor?
Antikorun Y şeklinin üstündeki iki kol, antijen olarak bilinen şeye bağlanır. Antijen, bir molekül veya moleküler bir fragman olabilir – genellikle bir virüsün veya bakterilerin bir kısmı. (Örneğin, yeni koronavirüs SARS-CoV-2’nin dış katında benzersiz “sivri uçlar” vardır ve bazı antikorlar bu sivri proteinlere bağlanır ve onları tanır.)
Y’nin tabanı veya sapı, antijeni öldürmeye veya bağışıklık sistemini başka şekillerde harekete geçirmeye yardımcı olabilecek diğer birkaç bağışıklık sistemi bileşiğine bağlanır. Örneğin, bunlardan bir dizi, tamamlayıcı çağlayanı tetikler.
Greene, “Tamamlayıcı aslında uygulayıcıdır” diyen hedef hücrede virüsün zarı gibi delikler açar.
İmmünoglobulinler (Ig) olarak da adlandırılan antikorların hepsi aynı temel Y şekline sahiptir, ancak bu temada IgG, IgM, IgA, IgD ve IgE olarak adlandırılan beş varyasyon vardır.
Her varyasyon biraz farklı görünüyor ve bağışıklık sisteminde biraz farklı roller oynuyor. Örneğin, immünoglobulin G veya IgG, sadece bir Y’dir, oysa IgM, 10 silahlı Hindu tanrıça Durga’ya benziyor, beş Y birlikte yığılmış ve her çatal bir antijeni bağlayabilir.
IgG ve IgM, kan dolaşımında dolaşan ve katı organlara giren antikorlardır. CyA, IgA’nın mukus veya sekresyonlarda “vücuttan fışkırttığını” söyledi. IgE, Amerikan Alerji, Astım ve İmmünoloji Akademisi’ne göre, genellikle polen veya yer fıstığı gibi alerjik tepkileri tetikleyen antikordur . IgD tarihsel olarak esrarengizdir, ancak rollerinden biri antikor yapan hücreleri aktive etmeye yardımcı olmaktır.
Antikorlar nerede oluşur?
Antikorları anlamak için, önce kemik iliğinde oluşan bir beyaz kan hücresi türü olan B hücreleri hakkında bilgi sahibi olmanız gerekir. Antikorda Bilim ve Teknoloji Program Yöneticisi Simon Goodman, vücutta yaklaşık bir trilyon B hücresi vardır ve her birinin B hücre yüzeyinde oturan ve her birinin bir antijene bağlandığı benzersiz bir IgM antikoru vardır.
Bu şaşırtıcı değişim seviyesi, vücudun girebilecek hemen hemen her maddeyi tanımasını sağlar. Bu çeşitliliği şu şekilde gerçekleştirir: Her B hücresinde, antikorun bağlanma bölgesini kodlayan genler bir destedeki oyun kartları gibi karıştırılır.
Cyster “Oluşabilecek yeniden düzenleme miktarı muazzam,” dedi .
Bu B-hücreleri daha sonra vücudu devriye gezer, genellikle lenf düğümleri veya bademcikler gibi alanlarda daha uzun süre kalır. Çoğu zaman, bu B hücreleri hiçbir şeyi bağlamaz. Ancak, milyonda bir şansla, bir B-hücresi bazı yabancı maddeleri bağlarsa, “bu, B-hücresini ‘Hey harekete geçirmemiz gerekiyor’ diye tetikler.”
B hücresi boyut olarak büyür ve “klonal genişleme” olarak adlandırılan şeye bölünmeye başlar.
Cyster “Bu tıpkı anne gibi ebeveynin özdeş bir kopyası,” dedi . Bir hafta kadar sonra, bu kopyaların yüz binlerce ila bir milyonu olabilir.
Sonunda, klonal olarak genişletilmiş B hücreleri, antikor fabrikaları olan plazma hücrelerine farklılaşır.
Cyster “Hücre başına 10.000 antikor salgılarlar. Şanslıysan bunu haftalar ya da yıllarca yapabilirler,” dedi .
Ancak tüm B hücreleri aynı miktarda bölünmez.
Goodman “B hücresinin bir kilit olduğunu düşünürseniz ve tüm bu farklı şeylerin etrafta yüzen farklı anahtarlar olduğunu düşünüyorsanız, bazı tuşlar daha iyi sığacak, bazıları daha kötü sığacak ve bazıları uymayacak ” dedi. “Ve anahtarın belirli bir B hücresinin yüzeyindeki kilide ne kadar iyi oturduğuna bağlı olarak, bu hücre daha fazla bölünmek için tetiklenir.” Daha sonra, daha üretken B-hücreleri daha fazla plazma hücresi üretir ve daha spesifik bir antikor tipini çıkarır.
Vücut sadece bir tip antikor üretmez; dağınık, kaotik bir hayvanat bahçesi üretir. Her biri bir işgalcinin farklı parçalarına kilitlenir.
Ve antikorlar bir hedefe bağlandıktan sonra aynı şeyi yapmazlar. Bazıları bir tehdidi doğrudan nötralize ederek bir patojenin hücreye girmesini önleyerek tomurcuktaki enfeksiyonu kırar. Diğerleri istilacıları etiketliyor, böylece bağışıklık sisteminin katil hücreleri (antikor olmayan) onu kaldırabiliyor, diyor Greene. Yine de diğerleri, aşırı duygusal bir kaplamaya virüsleri veya bakterileri sarabilir. Ve diğer antikorlar, makrofaj adı verilen Pac-Man benzeri bağışıklık hücrelerine istilacıyı yerinden oynatmasını söyleyebilir. (Bu strateji bazen virüslerle geri tepebilir, bu da yeni hücreleri istila etmek için bu yanıtı tercih edebilir).
Bir virüse maruz kaldıktan sonra oluşacak ilk antikor türü, maruziyetten sonraki 7 ila 10 gün içinde ortaya çıkan IgM’dir. IgM bir istilacıya bağlanabilir, ancak bu 10 kollu proteindeki her “Y” bunu oldukça zayıf yapar. Ancak, birlikte çalışan beş zayıf kişinin büyük, güçlü bir düşmanla başa çıkabilmesi gibi, IgM’nin birlikte çalışan beş Y’sının (10 kol) bir antijene sıkıca bağlanabileceğini de sözlerine ekledi.
Yaklaşık 10 ila 14 gün içinde vücut, bağışıklık sisteminin “ana işgücü” olan IgG yapmaya başlar, diyor Greene. IgG, hamile bir kadında plasentayı geçebilir ve kendi bağışıklık sistemleri yükselene kadar hastalığa karşı yeni doğan pasif bir koruma sağlar.
Normalde, bağışıklık sistemi düşmanı tanımak ve kendi hücrelerimizi görmezden gelmek veya tolere etmek konusunda şaşırtıcı derecede iyidir. Ancak bazen bu süreç ters gider. İşte o zaman T hücreleri (başka bir tür beyaz kan hücresi) devreye giriyor. Vücut bu T hücrelerini hedefleri çapraz kontrol etmek için kullanıyor – sadece hem B hücresi hem de T hücresi bir şeyi yabancı bir istilacı olarak bağışıklık kazanacaksa tepki tetiklenecek, dedi Goodman. Vücudun, kendi hücrelerine tepki veren oto-antikorlar yapan B hücrelerini çıkarması beklenir. Ancak bu gerçekleşmediğinde, vücut kendi hücrelerini yıkım için işaretleyebilir ve daha sonra onları acımasızca ortadan kaldırabilir. Lupus , romatoid artrit veya tip 1 diyabet gibi otoimmün hastalıklar sonuç verebilir, dedi Goodman. Amerikan Otoimmünle İlişkili Hastalıklar Derneği’ne göre 100’den fazla otoimmün bozukluk var .
Monoklonal antikorlar nelerdir?
Goodman, antikorların en yararlı ilaçların bazılarının yanı sıra biyolojideki en güçlü laboratuvar tekniklerinin temelini oluşturduğunu söyledi. Bu klinik ve terapötik süper yıldızlardan biri monoklonal antikor olarak bilinen şeydir.
Monoklonal bir antikor oluşturmak için araştırmacılar, belirli bir maddeye karşı antikor üretimini uyarmak için bir hayvanı (veya muhtemelen bir insanı) aşılarlar. Vücut yavaş yavaş bu antijene karşı daha etkili antikorlar üretecektir. Bu antikor üreten hücreler daha sonra beyaz kan hücrelerinden süzülür ve hangi hücrelerin antijeni en iyi bağladığını görmek için bir tabağa konur, dedi Goodman. Daha sonra en iyi bağlanan hücre izole edilir – bir süper seçici antikoru çalkalamak için özel olarak honlanmış bir antikor üreten fabrikadır.
Oradan, bu hücre bir kan kanseri hücresine kaynaşır ve hibridom adı verilen bir şey üretilir. Bu hibridoma veya monoklon, tamamen ve tekrar tekrar aynı antikorun tükenmez bir jeneratörüdür. (Araştırmacılar, monoklonal hücreyi bir kanser hücresine bağlar çünkü kanser üremeye devam eder.)
Goodman, “Sadece üretiyor ve üretiyor ve üretiyor ve asla durmayacak ve bu bir kanser, bu yüzden aslında ölümsüz” dedi. Ürettiği şey bir monoklonal antikordur.
Bu tür hücre dizileri inanılmaz derecede çeşitli kullanımlara sahiptir. Goodman, laboratuvarlarda çalışma için en küçük ve en spesifik hücresel hedefleri etiketlemek için kullanılan milyonlarca ticari monoklonal antikor olduğunu söyledi.
“İnanılmazlar, inanılmaz hassas araçlar,” dedi Goodman.
SARS-CoV-2 pandemisinde, dünyanın dört bir yanındaki doktorlar, yeni koronavirüsü umarım nötralize edecek monoklonal antikorlar oluşturmak için yarışıyor, diyor Greene. Bu antikorlar, COVID-19’dan (aynı zamanda iyileşme serumu da denir) iyileşen insanların plazmasından filtrelenir. Umut, en etkili antikorları izole ederek ve daha sonra kitlesel olarak üreterek, doktorlar vücut yakalayıp etkili, daha uzun süreli bir tepki yakalayana kadar geçici, “pasif” bir bağışıklık sağlayan bir tedavi oluşturabilirler.
Aksine, poliklonal antikorlar çoklu B hücrelerinden türetilir. Poliklonal antikorlar, hepsi antijenin veya hedefin biraz farklı kısımlarına bağlanan bir antikor kütüphanesidir. Poliklonal antikorlar, tipik olarak, bir hayvana antijen enjekte edilerek, bir bağışıklık tepkisinin uyarılması ve daha sonra hayvanların plazmasının, antikorlar üretmek için, laboratuvar hayvan araştırması enstitüsü (ILAR) dergisinde yapılan 2005 tarihli bir araştırmaya göre çıkarılarak üretilir.
Üretilmesi 6 aya kadar sürebilen monoklonal antikorların aksine, poliklonal antikorlar 4 ila 8 hafta içinde yapılabilir ve daha az teknik uzmanlık gerektirir. Ek olarak, antijeni tespit etmeye çalıştığınız bazı test türleri için, poliklonal antikorlar hedef antijene bağlanma şansı daha yüksek olabilir, bu da onları potansiyel olarak daha duyarlı hale getirir. Poliklonal antikorların dezavantajı, her bir hayvanın farklı bir antikor dizisi üretebilmesi nedeniyle, partiden partiye tutarlı poliklonal antikorlar yapmak daha zor olabilir ve buna göre büyük bir kaynağa sahip olmak o kadar kolay değildir .
Antikor testleri nasıl çalışır?
Antikor testleri, vücudun belirli bir moleküle tespit edilebilir miktarlarda antikor üretip üretmediğini tespit eder ve bu nedenle birisinin geçmişte belirli bir virüs veya bakteri tarafından enfekte olup olmadığını ortaya çıkarabilir. Genellikle, bu testler IgM veya IgG tespit ediyor .
Örneğin SARS-CoV-2 antikor testleri tipik olarak koronavirüsün başak proteininin bir kısmını veya tamamını algılar ve geçmişte birinin COVID-19 olup olmadığını ortaya koyabilir. Vücudun antikor üretimini artırmak için zaman aldığı için, insanlar genellikle patojene ilk maruz kaldıktan yaklaşık iki hafta sonra pozitif test ederler.
Yaygın olarak kullanılan iki tip antikor testi vardır – yanal akış deneyleri ve enzime bağlı immünosorban deney (ELISA) testleri. Her ikisi de bir antijenin bir yüzeye sabitlenmesini ve daha sonra bir antikorun bu antijene bağlanıp bağlanmadığını tespit etmeyi içerir. Genellikle, antikor antijene bağlandığında flüoresans veya renk değişimi gibi kimyasal bir reaksiyon tetiklenir. Yanal akış tahlilleri, çubukta işemek gebelik testlerine benzer; işemek yerine, antikor testleri için, kan veya serum genellikle kağıt olan düz yüzey üzerinde yıkanır. ELISA testleri benzer bir prensipte çalışır, sadece testler mikroplakalarda yapılır ve bir laboratuar teknisyeni gerektirir ve sonuçlar anında okunmayabilir.
İyi bir antikor testi, birkaç yanlış pozitif ve birkaç yanlış negatif üreten bir testtir. Bunun olmasını sağlamak için, bilim adamlarının, örneğin antijene sahip olmadığı bilinen numunelerin yanlış bir pozitif test üretmediğinden emin olarak testlerini “kalibre etmeleri” gerekir. Örneğin, SARs-CoV-2 ile bu, pandemi başlamadan önceki kan örneklerini test etmek ve hiçbir numunenin pozitif çıkmadığından emin olmak anlamına gelir. Ayrıca, içinde kesinlikle antikor bulunan örnekler almaları ve antikor testinin bu pozitifleri tespit etmek için iyi bir iş yaptığından emin olmaları gerekir.