تتضمن مكتبة عرض العاثيات أربعة أنواع: المكتبات المناعية، والمكتبات الأصلية، والمكتبات شبه الاصطناعية، والمكتبات الاصطناعية.

تتألف مكتبة الأجسام المضادة شبه الاصطناعية من تسلسل منطقة متغيرة اصطناعية وتسلسل طبيعي آخر. وتعتمد بشكل أساسي على السلسلة الثقيلة أو السلسلة الخفيفة أو جزء المنطقة المتغيرة المعاد ترتيبه من الخط الجرثومي، حيث يكون واحد أو أكثر من تسلسلات CDRS عشوائيًا. وتتمتع هذه المكتبة بآفاق تطبيقية واعدة للأجسام المضادة التي يصعب تحفيزها مناعيًا داخل الجسم الحي.تتمتع الأجسام المضادة الساذجة بثبات وذوبانية ومستويات تعبير جيدة بعد تطورها داخل الجسم الحي. يتميز تصميم مكتبة الأجسام المضادة الاصطناعية بالكامل بالتنوع، كما أن مواقع التعرف على الأجسام المضادة متنوعة مقارنةً بمكتبة الأجسام المضادة الطبيعية.

تتمتع مكتبة الأجسام المضادة شبه الاصطناعية بمزايا مكتبة الأجسام المضادة الساذجة ومكتبة الأجسام المضادة الاصطناعية بالكامل، مما يقلل من نسبة التصميم الاصطناعي ويضمن تنوعًا كافيًا للأجسام المضادة.تتم عملية بناء مكتبة العاثيات على النحو التالي: تُصمم بادئات محددة لتضخيم الحمض النووي باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، حيث تُربط النواتج بواسطة إنزيم مع ناقل العاثية T7/M13، وبذلك يتم بناء بلازميد العاثية المؤتلف بنجاح. يُنقل بلازميد العاثية المؤتلف إلى خلايا مستقبلة TG1، ثم تُغطى بوسط يحتوي على مضادات حيوية مناسبة، وتُجرى عملية استزراع موسعة بعد فحص الخلايا المحولة. بعد عدة دورات من الاستزراع، تتكاثر العاثية داخل البكتيريا وتُعبر بنجاح عن البروتين أو الببتيد المستهدف. بعد ذلك، تُنقى مكتبة العاثيات لإزالة بعض الشوائب والعاثيات غير المرتبطة.

الجسم النانوي (Nb) هو النطاق المتغير للسلسلة الثقيلة للأجسام المضادة ذات السلسلة الثقيلة (VHH)، ويبلغ قطره 2.5 نانومتر وطوله 4 نانومتر، وهو أصغر جزء طبيعي يرتبط بالمستضد. يتميز VHH بمنطقة CDR3 طويلة، مما يُمكّنه من الارتباط بسطح البروتين المطوي، بما في ذلك السطح الداخلي والسطح الخارجي والشقوق، وهي مناطق لا ترتبط بها الأجسام المضادة التقليدية.

الشكل 1: أشكال مختلفة لبنية الأجسام المضادة

يتميز VHH بالخصائص التالية: ① تحمله لدرجات الحرارة القصوى ودرجة الحموضة العالية، والمذيبات العضوية، والبروتيازات. بعد التمسخ الحراري والكيميائي، يعيد VHH طي نفسه ويعدل الرابطة ثنائية الكبريتيد بين CDR1 وCDR3، ​​مما يُسهم في تحسين استقراره البنيوي وضمان نشاطه البيولوجي. في الوقت نفسه، يُساعد تحمله لدرجات الحرارة العالية على تعزيز ديناميكية القياسات الحيوية عن طريق رفع درجة الحرارة. ② يُعد Nbs مرشحًا مثاليًا للبلمرة. إذ يُمكنه تحقيق هندسة متعددة التكافؤ، ومتعددة الحواتم، ومتعددة التخصص، مما يُسهل زيادة الألفة والارتباط بمستضدات متعددة أو تعزيز الألفة في المختبر. كما أن بنيته الجزيئية البسيطة تُسهل التعبير عنه بكميات كبيرة في أنظمة تعبير مختلفة، مثل البكتيريا، والخميرة، أو خلايا الثدييات. وهو نوع محتمل من الأجسام المضادة مناسب للهندسة والإنتاج على نطاق واسع.استنادًا إلى الخصائص المذكورة أعلاه، استُخدمت الأجسام النانوية على نطاق واسع في البحث العلمي والتشخيص السريري، بما في ذلك التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، والعلاج بالخلايا التائية ذات مستقبلات المستضدات الخيمرية (CAR-T)، والعلاج المضاد للفيروسات والميكروبات، والأورام الصلبة وسرطانات الدم. وقد أصبحت فئة جديدة واعدة من الأجسام المضادة في البحوث الأساسية والطب الحيوي.

نظراً لمحدودية كفاءة التحويل، وكثافة وحجم مزارع الخلايا، فإن الحد الأقصى لمكتبة الأجسام المضادة المعروضة على سطح الخلية صغير (أقل من 10^9 عموماً)، مما يجعله مناسباً لتحسين الأجسام المضادة، مثل نضج الألفة. في مختلف مكتبات الأجسام المضادة المعروضة على سطح الخلية، تُعد خلايا الخميرة والخلايا الثديية أكثر ملاءمة لنشاط ارتباط الأجسام المضادة المختارة من مكتبات الأجسام المضادة المعروضة على سطح الخلية، كما أنها تعكس بشكل أفضل نشاط الأجسام المضادة الطبيعية.

تتمتع مكتبة الأجسام المضادة المعروضة على جزيئات خالية من الخلايا بسعة تخزين قصوى (أكبر من 10^16). ولأن خطوة الفرز بالتقارب تتم بالكامل في بيئة مخبرية خالية من الخلايا، يسهل تطبيق ضغوط الفرز (مثل درجة الحرارة، ودرجة الحموضة، وتركيز الملح، وتركيز المنظفات، وما إلى ذلك)، مما يمنحها ميزة فريدة في تحسين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأجسام المضادة.

نظراً لصغر حجم الخلية البكتيرية المضيفة وجزيئات العاثيات، وكثافة المزرعة العالية مع صغر حجمها، وكفاءة تحويل البكتيريا العالية مقارنةً بالخميرة وخلايا الثدييات، فإن السعة القصوى لمكتبة الأجسام المضادة المعروضة على العاثيات تقع بين مكتبة الأجسام المضادة المعروضة على سطح الخلية ومكتبة الأجسام المضادة المعروضة على الجزيئات الخالية من الخلايا. وبالمقارنة مع النوعين الآخرين من تقنيات فحص مكتبات الأجسام المضادة، يمكن تلخيص مزايا مكتبة الأجسام المضادة المعروضة على العاثيات فيما يلي: سعة تخزين كبيرة، تشغيل بسيط، تكلفة منخفضة، مناسبة للإنتاجية العالية، مما يُسهم في فحص الأجسام المضادة الوظيفية.

تمتلك شركة ألفا لايف تيك منصة عرض عاثيات M13/T7 شاملة لضمان بناء وإنتاج مكتبات الأجسام المضادة. كما نوفر خدمات مخصصة، مثل عرض عاثيات scFv، وعرض عاثيات Fab، وعرض عاثيات الأجسام النانوية، لتلبية احتياجاتكم.تُعدّ شركة ألفا لايف تيك رائدةً في مجال تقنية عرض العاثيات منذ سنوات عديدة. وقد طورت منصةً تقنيةً مثاليةً ومستقرةً لعرض العاثيات، مما يوفر الوقت اللازم للبحث العلمي أو مشاريع البحث، ويسهل عملية الإنتاج اللاحقة. كما تُقدم ألفا لايف تيك لعملائها تقنية عرض العاثيات باستخدام الأجسام النانوية، وتقنية عرض العاثيات باستخدام الأجسام المضادة أحادية السلسلة (scFv)، وتقنية عرض العاثيات باستخدام الأجسام المضادة أحادية السلسلة (Fab).

صمّم بو وانغ جسمًا مضادًا شبه اصطناعيًا أحادي النطاق، يتألف من منطقة FR1-FR3 مُضخّمة بتقنية RT-PCR، ومنطقة CDR3-FR4 مُصنّعة من قليل النوكليوتيدات التي تحتوي على منطقة عشوائية من CDR3. وتم الحصول على النطاق المتغير للأجسام المضادة ذات السلسلة الثقيلة (VHHs) بتقنية PCR. ثم جرى فحص المكتبة شبه الاصطناعية باستخدام LcrV المؤتلف كمستضد مستهدف.

الشكل 2: تمثيل تخطيطي للخطوات المتضمنة في بناء مكتبة الأجسام المضادة VHH.(مصدر المرجع: عزل الأجسام المضادة أحادية النطاق من الإبل ضد مستضد يرسينيا الطاعونية V270 بناءً على مكتبة أجسام مضادة أحادية النطاق شبه اصطناعية وتطوير فحص التدفق الجانبي القائم على VHH - PubMed (nih.gov))