Автор доступно и легко рассказывает, как наше тело вырабатывает антитела для обнаружения и метки антигенов, а я бы хотела поделиться инфой о производстве антител для клинической диагностики (это когда у вас берут кровь/мочу/мазок на анализ и говорят вам, что все хорошо, или не говорят). Речь пойдет о моноклональных антителах. “Моно” значит “один”, то есть это антитела, выработанные одной В-клеткой и ее клонами.

Разработка моноклональных антител происходит так: лабораторным мышкам вводится антиген, то есть их заражают той или иной бякой; затем мышкам делают харакири и из их селезенок выделяют В-клетки, продуцирующие антитела; после эти клетки соединяют с клетками раковой линии человека. В результате получается химера (или по-научному гибридома), которая продуцирует антитела (тело и часть "рожек" у них от человека, а другие “рожки” - от мышки). Дальше необходимо выбрать из сотни В-клеток ту самую одну-единственную, предназначенную только для данного конкретного антигена.

На деле таких счастливчиков несколько десятков. Их нужно клонировать, выбрать из множества клонов “моно” (когда в ячейке клонирования остается только одно скопление клеток) и проверить монолинию на специфичность (как часто антитело и антиген заключают друг друга в объятия = прикрепляются эпитопом и паратопом), а также мощность производства антител. Процесс разработки завершается замораживанием и хранением линии клеток в жидком азоте.

Теперь непосредственно о производстве. Здесь надо уточнить, что иногда мы имеем дело с заказом “1 миллиграмм” антител, а иногда “600 грамм”. Соответственно, масштабы разные, но, в любом случае, логика одна.

Начинается все с одной замороженной ампулы, в которой примерно 1,5 - 2 миллиона клеток (они - все клоны одной клетки-предшественницы, мы об этом говорили выше). Массу в ампуле суспензируют питательной средой, тем самым пробуждая клетки от долгого сна (20, 30 и более лет; хотя технология 80-х, так что не больше 35). На фото ниже В-клетки машут вам ручками в микроскоп:

Далее нам необходимо получить достаточное количество клеток для инокуляции, читай “вкола”, в прибор. Приборы у нас разных размеров, соответственно, для них необходимо разное количество живых и активно делящихся клеток, но самое минимальное - это 600 миллионов.

Есть приборы, состоящие из одной или нескольких фиброколонок (в таком случае В-клетки находятся в одной части фибры, а выделяемые ими антитела - в другой). И в таком приборе процесс может длиться 3-4 месяца. На фото - два набора из 10 фиброклонок.

А есть приборы-мешки, которые постоянно покачиваются вверх-вниз, и в них клетки и антитела болтаются все вместе на этакой пенной вечеринке. Здесь весь процесс занимает максимум 40 дней, так как фильтр забивается мертвыми клетками.

Надеюсь, мне не достанется по голове от начальства за фото. Хотя дело происходит в Финляндии, и начальство не говорит по-русски.
Кстати, больше о жизни в Суоми в подкасте по ссылке: https://taplink.cc/sinim_po_belomy

Смысл приборов в том, чтобы клетки постоянно получали “еду” (= питательная среда разного состава в зависимости от клона), кислород и углекислый газ; чтобы им было тепло (37°C); чтобы мы, лаборанты-техники, могли регулировать разные жизненно-важные показатели системы; а также чтобы клетки размножались и, соответственно, производили все больше и больше антител.

Из приборов мы потихоньку получаем клето-антителочную массу, которую нужно отцентрифугировать (то есть очистить от мертвых клеток), сконцентрировать и заморозить при -20°C или -70°C. Такой раствор антител может тоже хранится десятки лет. И у нас остался последний шаг - хроматографическая очистка.

Очистка нужна для того, чтобы избавить раствор антител от всякой побочной лабуды (продукты жизнедеятельности клетки и остатки от питательной среды). Делают это с помощью хроматографических колонок и приборов-хроматографов.

Дабы не уходить в дебри физико-химии постараюсь объяснить на пальцах: колонка - это трубка, набитая адсорбентом (как фильтр воды у вас на кухне); проходя через нее антитела задерживаются на поверхности адсорбента, а побочная лабуда улетает в отходы; дальше вы прогоняете через колонку раствор с очень низким рН, и антитела “смываются” с адсорбента; вам осталось только поймать их в мерный цилиндр на выходе. Здесь нужно еще регенерировать колонку и помыть прибор, но это совсем другая история.

Последний шаг: диализ = замена раствора на раствор-консервант, определение и регулирование рН и концентрации, контроль качества, куча бумажек, упаковка, пересылка, благодарности от заказчиков.

Я, конечно, упустила много моментов, дабы не раскрывать тайны рабочего процесса, но постаралась рассказать вам логику. Надеюсь, было интересно.

Фото мои, текст написан мной.

Не болейте!

Немного конечно плюсов у этого поста, объясняющего как работают антитела.

Цифры для сравнения

Полторы тыщи лайков в  инсте в местном паблике. Гуглим, кто такая Светлана

Вуаля, гомеопат, отрицающий антибиотики и гормоны теперь у нас авторитет, и такие новости пишут крупные паблики, при полном одобрении населения. Там буквально пара комментов, что это фейк, остальные поддерживают.

Продолжаем разбирать упрощенную схему иммунного ответа на незнакомый  патоген в весёлых картинках. Это нужно, чтобы разобраться в принципах действия вакцин. Первая часть тут: Война миров, вторая – тут:Война миров часть 2

На фото: клетка (искусственно окрашенная) инфицированная вирионами SARS-CoV-2(мелкие шарики) National Institutes of Health/Science Photo Library

Краткое описание предыдущих серий: макрофаг М2 патрулировал межклеточное пространство. Он сожрал много био-мусора и ответственно притащил образцы сожранного на проверку специалистам. Это называется презентация антигена (у нас презентации фильмов, корпораций, а у них там торжественная презентация всяких молекулярных объедков, ага). Макрофага внимательно обшмонали профессиональными рецепторами и… нашли признаки чужеродности в представленных антигенах. Другими словами: молекулярный кусок вражины обнаружили. Этот антиген запомнил Т-лимфоцит, проводивший обыск. Т-лимфоцит от этой находки активировался и развернул боевые действия. Он клонировал себя в небольшую армию, часть армии стала профессиональными убийцами Т-киллерами, часть – руководящими клетками Т-хелперами. Т- киллеры пошли искать и уничтожать добропорядочных граждан, которых заразил патоген. Т- хелперы (как их назвали в комментах – «решалы») стали руководить процессом при помощи сигнальных цитокинов. Так активировалась начальная стадия клеточного иммунного ответа. Но сил одних лишь иммунных защитников недостаточно. Враг штампует свои копии с бешеной скоростью! Необходимо оружие массового поражения.

По этой причине "решалы» Т-хелперы первыми вызывают В-лимфоцитов. Только В-лимфоциты умеют конструировать секретное оружие - антитела. Без антител война будет проиграна.

Антитела.

Антитело – это иммуноглобулин, сложный белок Y-образной формы, созданный персонально под один чужеродный антиген. Если сильно упростить, схематично антитело похоже на рогатку - Y. Основа(ручка) этой молекулярной рогатки бывает всего 5 типов α, γ, δ, ε и μ, что соответствует пяти классам антител ( IgA, IgG, IgD, IgE и IgM). Антитела IgG и IgM сейчас, во время эпидемии, у всех на слуху, после прочтения станет понятно, что это за фигня такая. В общем, основа у антител всегда одинаковая, бывает всего пяти видов. А вот «рожки» – всегда уникальны и их может быть бесконечное количество вариаций. Концы рожек ювелирно «заточены» под один единственный во всём мире антиген, вернее его эпитоп – отрезок макромолекулы антигена. И эти рожки способны идеально к нему прикрепиться.

Вы ждёте, что антитело еще что-то сделает? Ну, там, каким-то образом угандошит обладателя антигена – вируса или бактерию? Нет. Антитела никого не гандошат. Но, прикрепляясь к антигену, антитела МАРКИРУЮТ врага и (это не всегда)обезвреживают его.

Во-первых: это нужно для макрофагов, которые в отношении незнакомцев не самые умные, как вы поняли. Макрофаг бывает неспособен определить нового пришельца, даже если он по нему протопчется и пнёт его под зад. Но макрофаг отлично распознаёт пять видов «ручек» антител. Если он нащупывает такую «ручку», то без разговоров втягивает её в себя вместе с той неведомой хренью, к которой антитело прицепилось. Антитела для больших пожирателей - всё равно, что приказ усиленно хомячить. Быстро и без разбора.

Во-вторых: антитела – это система наведения для «ракет», которые называются система комплемента. Не путать с комплИментом - кому из клеток такой «комплимент» прилетит – мало не покажется. Система комплЕмента – комплекс защитных белков, которые циркулируют постоянно у нас в крови. Антитела активируют этот комплекс – вызывают сложную каскадную реакцию, в результате которой на месте антитела в оболочке врага разъедается огрохрененная дырка. Дырявый враг, как вы понимаете, существовать не умеет и покорно загибается.

В-третьих: если антигеном была не часть существа(как белок на Коронавирусе), а продукты его жизнедеятельности… нет, не то, что вы сейчас подумали. Токсины бактерий, конечно. То антитела сцепляются с молекулой токсина и инактивируют её (обезвреживают). Такие комплексы выпадают в осадок, который снова жрёт макрофаг. Жрать ему – не пережрать. Ну а чо делать? Работа такая.

Для справки: В случае с Коронавирусом, антитела обычно образуются на эпитопы его S-белка(шипы короны). Дополнительно ко всем плюшкам, антитела прилипают к шипам на оболочке вируса и не дают им прицепиться к АПФ2 на клетке. То есть, они облепляют и обезвреживают вирус. Ну, а его, по антителам, быстро находит и с удовольствием фагоцитирует товарищ макрофаг(подробнее о способе проникновения вирионов Ковид-19 в клетку тут: Да чего его бояться? )

Как видите, антитела – очень полезная в военном хозяйстве вещь. Далее о тех, кто эту штуку внутри нас разрабатывает.

В-лимфоциты.

Т-лимфоциты, как вы помните, обучаются в тимусе, а В-лимфоциты проходят школу специалистов в костном мозге. Из школы и те, и другие выходят только с красным дипломом. Или не выходят, почётно самоубившись прямо в учреждении. Эти меры могут показаться жестокими, но они необходимы для того, чтобы какой-нибудь косячный специалист не запустил аутоимунную реакцию и не испортил всем жизнь.

Плазматическая клетка.

После активации Т-хелперами, В-лимфоциты превращаются в толстых(зачеркнуто) крупных плазматических клеток. Превращаются – не посредством вмешательства волшебства, конечно. Они получают «команду» от «решалы» и их гены переключаются, меняя фенотип клетки. То есть у В-лимфоцита меняется как внутренний состав, так и внешний вид и появляются новые умения. Плазматические клетки берутся за создание «чертежа» антител к выявленному антигену.

Ииии…. там все очень сложно. Помните – глазок нет, ручек нет - а вот антитела сконструируй, как хочешь. Да чтоб идеально подходили к антигену! К пятнице. Но из-за всех сложностей, на разработку годных антител у плазматических клеток уходит несколько дней.

Зато, когда "чертёж" изготовлен, плазматическая клетка начинает штамповать антитела с бешеной скоростью и в огромных количествах (китайцам такие темпы производства и не снились). Таким образом, через несколько дней после встречи с патогеном к клеточному иммунитету подключается гуморальный. Гуморальный – значит с помощью жидкости. Антитела циркулируют в крови и с её помощью доставляются ко всем закоулкам организма.

Первыми плазматические клетки производят антитела IgM , это первичный иммунный ответ. Этот класс антител объединяется в «букет» по 5 штук сразу, чтоб уж наверняка. Немного позже начинают производится антитела IgG – это вторичный иммунный ответ. М-ки пропадают почти сразу после выздоровления, а G-шки могут держатся несколько месяцев (но не пожизненно). Про остальные классы антител можете сами поискать, если интересно.

В-клетка памяти.

Почему антитела не циркулируют в крови пожизненно? В крови есть чему циркулировать и без антител. Там ионов и молекул самых разных (помимо клеток) плавает превеликое множество. А если к каждому новому врагу оставлять антитела в крови на всю жизнь - это будет месиво антител, а не кровь. Потому, после выздоровления,  концентрация антител довольно быстро падает и со временем совсем сходит на нет. Но организм же не дурак. Чтобы быть готовым к повторному появлению чужака (вдруг он шапку забыл?), иммунная система его «запоминает». Как??? Некоторые Т и В-лимфоциты превращаются в долгоживущие клетки памяти. Т-клетки памяти хранят информацию о своём антигене. А В-клетки памяти хранят еще и чертёж антител к антигену, аккуратно подшитый к личному делу.

Если враг вновь сунет нос – уже не будет нужды  долго и нудно заново изобретать антитела и нести огромные потери в бою. Стоит просто тряхнуть ту самую пожилую В-клетку памяти и поднять необходимое «досье». Боевые действия будут развернуты стремительней, и врагу, почти сразу после обнаружения, дадут по шапке.

Вот так образуется иммунный ответ на незнакомый патоген и формируется приобретённый иммунитет.

Вы еще тут?:)

Про вакцины уже совсем скоро, честно.

Фото не моё, картинки - мои. Все пруфы в книгах по иммунологии.