Какво е инженерство на антитела?

С помощта на инженерството на антителата е възможно да се модифицират молекулният размер, фармакокинетиката, имуногенността, афинитетът на свързване, специфичността и ефекторната функция на антителата. След синтезирането на антитела, специфичното свързване на антителата ги прави изключително ценни при клинична диагностика и лечение. Чрез инженерство на антитела те могат да отговорят на нуждите от ранно развитие на лекарства и диагностика.

Целта на инженерството на антителата е да проектира и произведе високоспецифични, стабилни функции, които естествените антитела не могат да постигнат, поставяйки основата за производството на терапевтични антитела.

Alpha Lifetech, с богатия си проектен опит в инженерството на антитела, може да предостави персонализирани услуги за моноклонални и поликлонални антитела за множество видове, както и изграждане на библиотека с антитела на фагов дисплей и услуги за скрининг. Alpha Lifetech може да предостави на клиентите качествени биоподобни антитела и рекомбинантни протеинови продукти, както и съответните услуги за производство на ефективни, високо специфични и стабилни антитела. Чрез използването на всеобхватни антитела, протеинови платформи и системи за показване на фаги, ние предоставяме услуги, обхващащи нагоре и надолу по веригата на производството на антитела, включително технически услуги като хуманизиране на антитела, пречистване на антитела, секвениране на антитела и валидиране на антитела.

Пионерският етап на инженерството на антитела е свързан с две технологии:

--Рекомбинантна ДНК технология

--Хибридомна технология

Бързото развитие на инженерството на антитела е свързано с три важни технологии:

--Технология за клониране на гени и полимеразна верижна реакция

--Протеинова експресия: Рекомбинантните протеини се произвеждат от експресионни системи като дрожди, пръчковидни вируси и растения

--Компютърно подпомогнато структурно проектиране

Първото поколение антитела са хуманизирани за производството на химерни антитела, където вариабилният регион на миши моноклонални антитела е свързан с постоянния регион на човешки IgG молекули. Антиген-свързващият регион (CDR) на мишото моноклонално антитяло от второ поколение беше трансплантиран в човешки IgG. С изключение на CDR региона, всички други антитела са почти човешки антитела и бяха положени усилия да се избегне индуцирането на човешки анти-миши антитела (HAMA) отговори при използване на миши клонирани антитела за лечение на хора.

 

За да се конструира фагова дисплейна библиотека, първата стъпка е да се получат гените, кодиращи антитела, които могат да бъдат изолирани от В клетки на имунизирани животни (конструкция на имунна библиотека), извлечени директно от неимунизирани животни (конструкция на естествена библиотека) или дори сглобени in vitro с фрагменти от ген на антитяло (конструкция на синтетична библиотека). След това гените се амплифицират чрез PCR, вмъкват се в плазмиди и се експресират в подходящи гостоприемни системи (експресия на дрожди (обикновено Pichia pastoris), прокариотна експресия (обикновено E. coli), експресия на клетки на бозайници, експресия на растителни клетки и експресия на клетки на насекоми, заразени с пръчковидни вируси). Най-често срещаната е експресионната система на Е. coli, която интегрира специфична кодираща последователност на антитяло върху фага и кодира един от протеините на обвивката на фага (pIII или pVIII). Генното сливане на и се показва на повърхността на бактериофагите. Ядрото на тази технология е да се конструира фагова дисплейна библиотека, която има предимството пред естествените библиотеки, тъй като може да има специфично свързване. Впоследствие антителата с антигенна специфичност се скринират чрез процес на биологична селекция, целевите антигени се фиксират, несвързаните фаги се отмиват многократно, а свързаните фаги се отмиват за по-нататъшно обогатяване. След три или повече кръга на повторение се изолират антитела с висока специфичност и висок афинитет.

Фигура 3: Конструиране и скрининг на библиотека с антитела

Рекомбинантната ДНК технология може да се използва за генериране на фрагменти от антитела. Fab антителата могат първоначално да бъдат хидролизирани само от стомашна протеаза, за да произведат (Fab') 2 фрагменти, които след това се усвояват от папаин за генериране на отделни Fab фрагменти. Fv фрагментът се състои от VH и VL, които имат слаба стабилност поради липсата на дисулфидни връзки. Следователно, VH и VL са свързани заедно чрез къс пептид от 15-20 аминокиселини, за да образуват едноверижен вариабилен фрагмент (scFv) антитяло с молекулно тегло приблизително 25KDa.

Изследването на структурата на антителата при Camelidae (Camel, LIama и Alpaca) изясни, че антителата имат само тежки вериги и нямат леки вериги, поради което се наричат ​​антитела с тежка верига (hcAb). Вариабилният домен на антитела с тежка верига се нарича антитела с единичен домен или нанотела или VHH, с размер 12-15 kDa. Като мономери те нямат дисулфидни връзки и са много стабилни, с много висок афинитет към антигени.

Фигура 5: Антитяло с тежка верига и VHH/нанотяло

Безклетъчната експресия използва експресията на естествена или синтетична ДНК за постигане на протеинов синтез in vitro, като обикновено се използва системата за експресия на Е. coli. Той произвежда протеини бързо и избягва метаболитното и цитотоксичното натоварване върху клетките, когато произвежда големи количества рекомбинантни протеини in vivo. Той може също да произвежда протеини, които са трудни за синтезиране, като тези, които са трудни за модифициране след транслация или синтез на мембранни протеини.