الأجسام المضادة VHH هي أجسام مضادة طبيعية تفتقر إلى السلسلة الخفيفة (VL)، وتوجد في مصل الإبل. يتميز تركيبها بالبساطة، إذ تتكون من سلسلتين ثقيلتين (VH) فقط. تتألف الأجسام النانوية من منطقة متغيرة للسلسلة الثقيلة (VHH) بوزن جزيئي يبلغ حوالي 15 كيلو دالتون. تتمتع الأجسام المضادة VHH بقدرة طبيعية على التعرف على المستضدات، وتُظهر ألفة وخصوصية وثباتًا واختراقًا ممتازًا. وقد تم اكتشاف أجسام مضادة لهذا التركيب في حيوانات أخرى، مثل الألبكة وأسماك القرش. أما الأجسام النانوية، التي تحتوي على منطقة متغيرة واحدة فقط للسلسلة الثقيلة ومنطقتين تقليديتين CH2 وCH3، فعلى الرغم من افتقارها إلى نطاق VL، إلا أنها تُعد أجسامًا مضادة أحادية النطاق عالية الثبات، وأصغر وحدة ربط معروفة ذات نشاط مضاد. تُقدّم شركة ألفا لايف تيك لعملائها مجموعةً متكاملةً من الخدمات، تشمل تحضير الأجسام النانوية، وبناء مكتبات الأجسام النانوية وفحصها، والتعبير عن الأجسام النانوية من نوع VHH، بالإضافة إلى منصة تطوير تركيب الأجسام النانوية وعرض العاثيات. وبفضل هذه المنصة، تستطيع الشركة بناء وفحص مكتبات الأجسام المضادة للعاثيات بكفاءة عالية، بما في ذلك أنواع مختلفة من هذه المكتبات، مما يُتيح لعملائها الحصول على حلول أجسام مضادة عالية التخصص والدقة. كما تُطوّر الشركة استراتيجيات احترافية لإضفاء الطابع البشري على الأجسام المضادة، بحيث تُصبح الأجسام النانوية مُلائمةً تمامًا لإنتاج الأجسام المضادة البشرية.

أولًا، تسمح الألبكة السليمة بتحفيز جهازها المناعي بواسطة المستضدات لإنتاج استجابة مناعية، وتستطيع هذه الحيوانات إنتاج أجسام مضادة أحادية النطاق. ثم قمنا بعزل خلايا بائية مفردة من خلايا الدم المحيطية أحادية النواة (PBMC) للألبكة، واستخلصنا الحمض النووي الريبوزي (RNA) من هذه الخلايا ونسخناه إلى حمض نووي تكميلي (cDNA). استخدمنا هذا الحمض النووي كقالب لفحص تسلسل VHH المستهدف باستخدام الرحلان الكهربائي. بعد ذلك، أجرينا تحليل تسلسل لتسلسل الجسم المضاد VHH المفحوص، مما يُحسّن من استقرار الجسم المضاد VHH المُحضر وقدرته على الارتباط. في الوقت نفسه، يُمكننا أيضًا إجراء طفرات موجهة للموقع وفحص استقرار الأجسام المضادة VHH. يُمكننا الحصول على استقرار أعلى لطفرات الجسم المضاد VHH من خلال استخدام طرق خاصة، مثل طفرات محددة للفحص. ثم قام المهندس بإدخال تسلسل VHH الناتج في ناقل التعبير المناسب (مثل البلازميدات، الفيروسات، إلخ) لإنتاج الجسم المضاد VHH. وأخيرًا، باستخدام تقنية عرض العاثيات أو تقنية عرض الخميرة، يتم التعبير عن الأجسام المضادة VHH على سطح الخلية المضيفة، ثم يتم اختيار الأجسام المضادة النانوية القادرة على الارتباط بشكل انتقائي بالمستضد المستهدف باستخدام مستضدات مغلفة واختبار ELISA. كما قامت شركة Alpha Lifetech بتسلسل الأجسام المضادة النانوية المختارة والتحقق منها لضمان صحة تسلسلها وفعاليتها الوظيفية عند تسليمها للعملاء.

تستفيد تقنية VHH من التطورات المتعددة في الهندسة الوراثية، حيث يُعاد ربط الجين المستهدف وإعادة ترتيبه في الظروف الطبيعية، مما يوفر أداة ربط عالية الكفاءة لتقنيات أخرى، ويمكنها احتواء علامات متنوعة. كما أن الأجسام المضادة المنتجة بتقنية VHH سهلة التنقية. وباستخدام تقنيات الفحص عالي الإنتاجية، تستطيع شركة ألفا لايف تك فحص أجسام VHH المضادة ذات الوظائف المحددة التي يطلبها العملاء من بين عدد كبير من الأجسام المضادة في فترة وجيزة. في الوقت نفسه، يمكن إنتاج أجسام VHH المضادة بشكل غير محدود واقتصادي، عند تعريضها لدرجات حرارة عالية ومذيبات أخرى. ويمكن التلاعب وراثيًا بأجسام VHH المضادة لتوليد استخدامات أخرى، مثل استخدامها كدعامات، أو للوسم، أو لتغيير أحماض أمينية محددة. وتُعد أجسام VHH المضادة مناسبة لأي منصة شائعة تستخدم الأجسام المضادة التقليدية، مثل صفائح المعايرة الدقيقة، وأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية الحيوية، وأجهزة التدفق الجانبي. ونظرًا لصغر حجمها، تتمتع أجسام VHH المضادة بكثافة أعلى في نطاق الربط، مما يمنحها ميزة بارزة في زيادة الإشارة وبالتالي حساسية أعلى. في الوقت نفسه، تتمتع الأجسام المضادة VHH بتطبيقات واسعة النطاق في تشخيص وعلاج الأورام، وتشخيص الالتهابات، وعلاج أمراض الجهاز العصبي المركزي، وغيرها من المجالات. وتُعدّ هذه الأجسام المضادة مفيدة بشكل خاص في رصد السموم الفطرية في الأغذية والأعلاف، نظرًا لسهولة هندستها وراثيًا وثباتها الممتاز.

في عملية التحصين، نستخدم مجموعة متنوعة من المستضدات. وبناءً على خصائصها، تُصنف المستضدات إلى مستضدات طبيعية، ومستضدات مُعاد تركيبها، ومستضدات اصطناعية، ومستضدات جزيئية صغيرة. تشمل المستضدات الطبيعية المستضدات الفيروسية. وتُعد عملية تنقية المستضدات الطبيعية معقدة، وأكثر صعوبة من غيرها، كما أن تكلفتها أعلى. أما المستضدات الفيروسية، فتُقسم إلى لقاحات مُعطلة للفيروس الكامل، ولقاحات فرعية، ولقاحات ناقلة فيروسية، ولقاحات mRNA. يُحفز اللقاح المُعطل للفيروس الكامل الجسم على إنتاج استجابة مناعية، ولكنه يتطلب تعطيل الفيروس تمامًا، كما أن عملية تحضيره أكثر تعقيدًا. أما اللقاحات الفرعية، فنستخدم فيها فقط البروتين السطحي للفيروس كمستضد، لذا فهي تتمتع بمستوى عالٍ من الأمان، ولكن يلزم إضافة مُساعد مناعي لتعزيز فعاليتها. بعد التعديل الجيني، يُستخدم الفيروس الغدي والفيروس البطيء كناقلات لتحفيز حدوث الاستجابة المناعية من خلال تضاعف الفيروس وتعبيره. التأثير المناعي فعال ودائم، لكن عملية التحضير معقدة، لذا يلزمنا التحكم بدقة في السلامة الحيوية. في حين يمكن إدخال الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) مباشرةً إلى الخلايا، ما يسمح لها بالتعبير عن المستضد وتحفيز الاستجابة المناعية، إلا أن هذه العملية أكثر صعوبة، ما يتطلب ضمان استقرار الحمض النووي الريبوزي الرسول وكفاءة توصيله. على الرغم من اختلاف المستضدات المُعاد تركيبها في بنيتها عن المستضدات الطبيعية، إلا أنها قابلة للإنتاج الصناعي على نطاق واسع. يمكن تحضير البروتينات الجزيئية الصغيرة أو مستضدات عديد الببتيد باستخدام طرق التخليق المختبري. يمكن التحكم في بنيتها، لكن تصميمها قد يكون معقدًا. تتكون المستضدات الجزيئية الصغيرة في الغالب من مركبات جزيئية صغيرة مثل الببتيدات والنيوكليوتيدات، ولأنها غير مُحفزة للمناعة بذاتها، فلا يمكن استخدامها كمُحفزات للمناعة إلا بعد ربطها بحوامل جزيئية كبيرة.

يبلغ الوزن الجزيئي للأجسام المضادة النانوية حوالي 12-15 كيلو دالتون، أي عُشر وزن الجسم المضاد IgG التقليدي. تتخذ هذه الأجسام المضادة بنية بلورية كروية الشكل، قطرها حوالي 2.5 نانومتر وطولها حوالي 4.2 نانومتر. تُتيح هذه البنية الجزيئية الفريدة اختراقًا جيدًا للأنسجة، وعمر نصف أقصر، وتصفية كلوية أعلى، حتى عبر الحاجز الدموي الدماغي. تتكون الأجسام المضادة النانوية من مناطق تحديد التكامل ومناطق أساسية. تشمل مناطق تحديد التكامل CDR1 وCDR2 وCDR3. يضمن نطاق طول منطقة CDR3، ​​الذي يتراوح بين 3 و28 حمضًا أمينيًا، سعة تخزين مكتبة الأجسام المضادة النانوية. بالمقارنة مع منطقة CDR3 في الأجسام المضادة التقليدية، التي يتراوح طولها بين 8 و15 حمضًا أمينيًا فقط، ساعدتنا بعض مناطق CDR3 الأطول في تحديد الحواتم الخفية على سطح المستضد. تتضمن المنطقة الأساسية للأجسام النانوية FR 1 وFR 2 وFR 3 وFR 4، مع وجود أربعة طفرات في الأحماض الأمينية المحبة للماء على FR 2، مما يعزز ذوبان الجسم المضاد في الماء. وتعزز الرابطة ثنائية الكبريتيد الخاصة بين CDR 1 وCDR 3 استقرار الأجسام المضادة تحت الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة وفي وجود عوامل التشويه وغيرها من الظروف، مما يُسهم في إنتاج الأجسام النانوية وحفظها، ويفتح المجال أمام طرق إعطاء جديدة.