Bentuk Antibodi, Cara Kerja, Jenis, Jumlah, Tempat dan Cara Pembuatan Antibodi

Antibodi adalah protein khusus berbentuk Y yang mengikat seperti kunci-dan-kunci bagi penyerbu asing tubuh – apakah itu virus, bakteri, jamur atau parasit. Antibodi seperti TNI yang ditugaskan untuk menemukan musuh dan menandainya untuk dihancurkan.

Mereka dilepaskan dari sel dan mereka keluar dan berburu, “kata Dr. Warner Greene, direktur Pusat Penelitian Penyembuhan HIV di Gladstone Institutes di San Francisco. Ketika antibodi menemukan target mereka, mereka mengikatnya, yang kemudian memicu serangkaian tindakan yang menaklukkan penyerbu. Antibodi adalah bagian dari apa yang disebut sistem kekebalan “adaptif”, lengan sistem kekebalan yang belajar mengenali dan menghilangkan patogen tertentu, kata Greene.

Bagaimana bentuk antibodi? 
Kedua lengan di bagian atas bentuk Y antibodi mengikat apa yang dikenal sebagai antigen. Antigen dapat berupa molekul, atau fragmen molekul – seringkali beberapa bagian dari virus atau bakteri. (Misalnya, coronavirus baru SARS-CoV-2 memiliki “paku” yang unik pada lapisan luarnya, dan beberapa antibodi mengikat dan mengenali protein lonjakan ini.)

Bagian bawah Y, atau tangkai, mengikat beberapa senyawa sistem kekebalan lain yang dapat membantu membunuh antigen atau memobilisasi sistem kekebalan dengan cara lain. “Pelengkap sebenarnya adalah algojo,” yang meninju lubang di sel target, seperti membran virus, kata Greene. Antibodi, yang juga disebut imunoglobulin (Ig), semuanya memiliki bentuk Y dasar yang sama, tetapi ada lima variasi pada tema ini – disebut IgG, IgM, IgA, IgD dan IgE, kata Jason Cyster, seorang profesor mikrobiologi dan imunologi. di Universitas California, San Francisco.

Setiap variasi terlihat sedikit berbeda dan memainkan peran yang sedikit berbeda dalam sistem kekebalan tubuh. Sebagai contoh, imunoglobulin G, atau IgG, hanya satu Y, sedangkan IgM terlihat agak seperti dewi Hindu 10-lengan Durga, dengan lima Ys ditumpuk bersama, dan setiap cabang dapat mengikat satu antigen. IgG dan IgM adalah antibodi yang bersirkulasi dalam aliran darah dan masuk ke organ padat, kata Cyster. IgA “disemprotkan keluar dari tubuh,” dalam lendir atau sekresi, kata Cyster kepada Live Science. IgE adalah antibodi yang biasanya memicu respons alergi, seperti serbuk sari atau kacang, menurut American Academy of Allergy, Asthma & Immunology. IgD secara historis telah menjadi teka-teki, tetapi salah satu perannya adalah membantu mengaktifkan sel-sel yang membuat antibodi.

Di mana antibodi terbentuk? 

Untuk memahami antibodi, pertama-tama Anda perlu tahu tentang sel-B, yang merupakan jenis sel darah putih yang terbentuk di sumsum tulang. Ada sekitar satu triliun sel-B dalam tubuh, dan masing-masing memiliki antibodi IgM unik yang berada di permukaan sel-B dan masing-masing berikatan dengan satu antigen, kata Simon Goodman, Manajer Program Sains dan Teknologi untuk Masyarakat Antibodi , sebuah organisasi nirlaba yang mewakili mereka yang terlibat dalam penelitian dan pengembangan antibodi.

Tingkat variasi yang mengejutkan ini memungkinkan tubuh mengenali hampir semua zat yang bisa masuk. Inilah cara mencapai keanekaragaman itu: Di setiap sel-B, gen yang mengkode situs pengikatan antibodi dikocok seperti bermain kartu di geladak. “Jumlah penataan ulang yang dapat terjadi sangat besar,” kata Cyster kepada Live Science.

Sistem kekebalan tubuh Sel-B ini kemudian berpatroli di tubuh, sering berlama-lama di area seperti kelenjar getah bening atau amandel, kata Cyster. Sebagian besar waktu, sel-B ini tidak mengikat apa pun. Tetapi jika, dengan peluang satu dalam sejuta, sel-B benar-benar mengikat beberapa zat asing, “itu memicu sel-B untuk mengatakan ‘Hei, kita harus diaktifkan,'” kata Cyster.

Sel-B tumbuh dalam ukuran dan mulai membelah dalam apa yang disebut “ekspansi klon,” kata Cyster. “Itu salinan identik dari orangtua, sama seperti ibunya,” kata Cyster. Setelah kira-kira satu minggu, mungkin ada ratusan ribu hingga satu juta salinan ini. Akhirnya, sel B yang diperluas secara klon ini berdiferensiasi menjadi sel plasma, yang merupakan pabrik antibodi. Mereka mengeluarkan 10.000 antibodi per sel per detik. Mereka bisa melakukannya selama berminggu-minggu atau bertahun-tahun jika Anda beruntung,” kata Cyster.

Tetapi tidak semua sel B membagi jumlah yang sama. “Jika Anda menganggap sel-B sebagai kunci, dan Anda menganggap semua hal yang berbeda ini mengambang di sekitar sebagai kunci yang berbeda, maka beberapa kunci akan cocok dengan lebih baik, beberapa akan cocok lebih buruk, dan beberapa tidak cocok sama sekali, “Goodman memberi tahu Live Science. “Dan tergantung pada seberapa baik kunci masuk ke kunci pada permukaan sel-B tertentu, sel itu akan dipicu untuk membelah lebih banyak.” Kemudian, sel B yang lebih banyak menghasilkan lebih banyak sel plasma dan menghasilkan lebih banyak jenis antibodi spesifik.

Tubuh tidak hanya menghasilkan satu jenis antibodi saja, tapi menghasilkan banyak seperti kebun binatang yang berantakan dan kacau. Masing-masing mengunci bagian berbeda dari penyerang.

Dan antibodi tidak semuanya melakukan hal yang sama begitu mereka terikat pada target. Beberapa akan menggigit infeksi pada tunas dengan langsung menetralkan ancaman, mencegah patogen memasuki sel. Lainnya menandai penjajah, sehingga sel-sel pembunuh sistem kekebalan tubuh (yang bukan antibodi) dapat menghilangkannya, kata Greene. Yang lain mungkin membungkus virus atau bakteri dalam lapisan lengket. Dan antibodi lain mungkin memberi tahu sel-sel kekebalan seperti Pac-Man yang disebut makrofag untuk melahap penyerang. (Strategi itu kadang-kadang bisa menjadi bumerang dengan virus, yang dapat mengkooptasi tanggapan ini untuk menyerang sel-sel baru, Cyster menambahkan.)

Jenis antibodi pertama yang terbentuk setelah Anda terpapar virus adalah IgM, yang muncul dalam 7 hingga 10 hari setelah terpapar, kata Greene. IgM dapat berikatan dengan penyerang, tetapi setiap “Y” dalam protein 10-bersenjata ini melakukannya dengan cukup lemah. Tetapi, sama seperti lima orang lemah yang bekerja bersama dapat mengatasi musuh yang besar dan kuat, lima Y (10 lengan) IgM yang bekerja bersama dapat mengikat erat pada antigen, tambahnya.

Sekitar 10 hingga 14 hari, tubuh mulai membuat IgG, yang merupakan “pekerja keras utama sistem kekebalan tubuh,” kata Greene. IgG dapat melintasi plasenta pada wanita hamil, memberikan perlindungan pasif baru lahir terhadap penyakit sampai sistem kekebalan mereka sendiri dapat meningkat, Greene menambahkan.

Biasanya, sistem kekebalan sangat bagus dalam mengenali musuh dan mengabaikan, atau mentolerir, sel kita sendiri. Namun, terkadang proses ini berjalan serba salah. Saat itulah sel-T (tipe lain dari sel darah putih) masuk. Tubuh menggunakan sel-T ini untuk mengecek target – hanya jika sel-B dan sel-T mengenali sesuatu sebagai penyerbu asing akan kekebalan tubuh. tanggapan dipicu, kata Goodman. Tubuh seharusnya menghilangkan sel-B yang membuat apa yang disebut antibodi-otomatis, yang bereaksi terhadap sel-sel tubuh sendiri.

Tetapi ketika itu tidak terjadi, tubuh dapat menandai sel-selnya sendiri untuk dihancurkan dan kemudian menghilangkannya tanpa henti. Penyakit autoimun seperti lupus, rheumatoid arthritis, atau diabetes tipe 1 dapat terjadi, kata Goodman. Ada lebih dari 100 gangguan autoimun, menurut American Autoimmune Related Diseases Association.

Apa itu antibodi monoklonal-poliklonal?
Antibodi telah menjadi dasar untuk beberapa obat yang paling berguna, serta beberapa teknik laboratorium yang paling kuat dalam biologi, kata Goodman. Salah satu dari superstar klinis dan terapeutik ini adalah apa yang dikenal sebagai antibodi monoklonal. Untuk membuat antibodi monoklonal, para peneliti memvaksinasi hewan (atau mungkin manusia) untuk merangsang produksi antibodi terhadap zat tertentu.

Tubuh secara bertahap akan membuat antibodi yang semakin efektif melawan antigen itu. Sel-sel penghasil antibodi ini kemudian disaring dari sel darah putih dan dimasukkan ke dalam piring untuk melihat sel mana yang mengikat antigen terbaik, kata Goodman. Sel yang mengikat yang terbaik kemudian diisolasi – ini adalah pabrik penghasil antibodi, yang secara khusus diasah untuk menghasilkan satu antibodi super selektif.

Dari sana, sel itu menyatu menjadi sel kanker darah, menghasilkan sesuatu yang disebut hibridoma. Hibridoma ini, atau monoklon, adalah generator antibodi yang sama persis, terus menerus. (Peneliti mengikat sel monoklonal ke sel kanker karena kanker terus bereproduksi.) “Itu hanya menghasilkan dan memproduksi dan memproduksi, dan itu tidak akan pernah berhenti, dan itu adalah kanker, jadi itu pada dasarnya abadi,” kata Goodman. Apa yang dihasilkannya adalah antibodi monoklonal.

Garis sel semacam itu memiliki beragam kegunaan yang sangat beragam. Ada jutaan antibodi monoklonal komersial, yang digunakan di laboratorium untuk menandai target seluler terkecil dan paling spesifik untuk studi, kata Goodman. “Mereka luar biasa, mereka alat yang luar biasa tepat,” kata Goodman. Antibodi monoklonal juga menjadi dasar bagi banyak obat blockbuster. Misalnya, obat adalimumab (nama merek Humira), adalah antibodi monoklonal yang mengobati rheumatoid arthritis dengan menghambat protein inflamasi yang dikenal sebagai sitokin.

Bevacizumab (Avastin), menargetkan molekul yang mendorong pertumbuhan pembuluh darah; dengan memblokir molekul ini, bevacizumab dapat memperlambat pertumbuhan paru-paru, usus besar, ginjal dan beberapa kanker otak. Dan dalam pandemi SARS-CoV-2, dokter di seluruh dunia berlomba untuk menciptakan antibodi monoklonal yang diharapkan akan menetralkan coronavirus baru, kata Greene.

Antibodi ini disaring dari plasma orang yang telah pulih dari COVID-19 (juga disebut serum pemulihan). Harapannya adalah bahwa dengan mengisolasi antibodi yang paling efektif, dan kemudian memproduksinya secara massal, dokter dapat menciptakan pengobatan yang memberikan kekebalan “pasif” sementara sampai tubuh dapat mengejar dan meningkatkan respons efektif dan lebih tahan lama pada itu sendiri, kata Greene.

Sebaliknya, Antibodi poliklonal berasal dari banyak sel-B. Antibodi poliklonal adalah perpustakaan antibodi yang semuanya mengikat bagian antigen yang sedikit berbeda, atau target. Antibodi poliklonal biasanya diproduksi dengan menyuntikkan hewan dengan antigen, merangsang respons imun, dan kemudian mengekstraksi plasma hewan untuk menghasilkan antibodi secara massal, menurut sebuah studi tahun 2005 di jurnal Institute for Laboratory Animal Research (ILAR).

Tidak seperti antibodi monoklonal, yang bisa memakan waktu hingga 6 bulan untuk diproduksi, antibodi poliklonal dapat dibuat dalam 4 hingga 8 minggu, dan membutuhkan keahlian teknis yang kurang. Selain itu, untuk jenis tes tertentu di mana Anda mencoba mendeteksi antigen, antibodi poliklonal mungkin memiliki peluang yang lebih baik untuk mengikat antigen target, membuatnya berpotensi lebih sensitif. Kelemahan dari antibodi poliklonal adalah bahwa, karena setiap hewan individu dapat menghasilkan susunan antibodi yang berbeda, membuat antibodi poliklonal yang konsisten dari batch ke batch dapat lebih menantang, dan tidak mudah untuk memiliki persediaan yang besar, menurut sebuah studi tahun 2005 dalam jurnal Biotechniques.

Bagaimana cara kerja tes antibodi?
Tes antibodi mendeteksi apakah tubuh telah menghasilkan jumlah antibodi yang dapat dideteksi untuk molekul tertentu, dan karenanya dapat mengungkapkan apakah seseorang telah terinfeksi oleh virus atau bakteri tertentu di masa lalu.

Biasanya, tes ini mendeteksi IgM atau IgG. Misalnya, tes antibodi SARS-CoV-2 biasanya mendeteksi salah satu atau semua protein lonjakan coronavirus dan dapat mengungkapkan apakah seseorang pernah memiliki COVID-19 di masa lalu. Karena tubuh membutuhkan waktu untuk meningkatkan produksi antibodi, orang biasanya hanya melakukan tes positif sekitar dua minggu setelah mereka pertama kali terpapar patogen.

Ada dua jenis tes antibodi yang umum – tes aliran lateral dan tes ELISA. Keduanya melibatkan pemasangan antigen ke permukaan dan kemudian mendeteksi apakah antibodi berikatan dengan antigen itu. Biasanya, reaksi kimia, seperti fluoresensi atau perubahan warna, dipicu ketika antibodi berikatan dengan antigen. Tes aliran lateral mirip dengan tes kehamilan kencing; daripada kencing, untuk tes antibodi, darah atau serum dicuci di atas permukaan datar, yang biasanya kertas. Tes ELISA bekerja berdasarkan prinsip yang sama, hanya tes yang dilakukan di lempeng mikro dan membutuhkan teknisi laboratorium, dan hasilnya mungkin tidak dibaca secara langsung, Charlotte Sværke Jørgensen, yang mempelajari Serologi Diagnosis Virus dan Mikrobiologi di Serum Institut Statens di Copenhagen, sebelumnya memberi tahu Live Science dalam email.

Tes antibodi yang baik adalah tes yang menghasilkan beberapa positif palsu dan beberapa negatif palsu, Live Science sebelumnya melaporkan. Untuk memastikan hal itu terjadi, para ilmuwan perlu “mengkalibrasi” pengujian mereka, misalnya, dengan memastikan bahwa sampel yang diketahui tidak memiliki antigen tidak secara salah menghasilkan tes positif. Misalnya, dengan SARs-CoV-2, itu berarti menguji sampel darah sebelum pandemi dimulai dan memastikan tidak ada sampel yang positif. Mereka juga perlu mengambil sampel yang pasti memiliki antibodi di dalamnya, dan memastikan tes antibodi bekerja dengan baik untuk mendeteksi hal-hal positif tersebut.