অ্যান্টিবডি ইঞ্জিনিয়ারিং কী?

অ্যান্টিবডি ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সাহায্যে অ্যান্টিবডির আণবিক আকার, ফার্মাকোকাইনেটিক্স, ইমিউনোজেনিসিটি, বাইন্ডিং অ্যাফিনিটি, স্পেসিফিসিটি এবং ইফেক্টর ফাংশন পরিবর্তন করা সম্ভব হয়েছে। অ্যান্টিবডি সংশ্লেষণের পর, এর সুনির্দিষ্ট বাইন্ডিং বৈশিষ্ট্য ক্লিনিক্যাল রোগ নির্ণয় এবং চিকিৎসায় একে অত্যন্ত মূল্যবান করে তোলে। অ্যান্টিবডি ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মাধ্যমে ঔষধ ও রোগ নির্ণয় পদ্ধতির প্রাথমিক উন্নয়নের চাহিদা মেটানো সম্ভব।

অ্যান্টিবডি ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের উদ্দেশ্য হলো এমন অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট ও স্থিতিশীল কার্যকারিতা নকশা করা ও উৎপাদন করা, যা প্রাকৃতিক অ্যান্টিবডি অর্জন করতে পারে না এবং এর মাধ্যমে চিকিৎসামূলক অ্যান্টিবডি উৎপাদনের ভিত্তি স্থাপন করা।

অ্যান্টিবডি ইঞ্জিনিয়ারিং-এ ব্যাপক প্রকল্প অভিজ্ঞতার সুবাদে আলফা লাইফটেক একাধিক প্রজাতির জন্য কাস্টমাইজড মনোক্লোনাল ও পলিক্লোনাল অ্যান্টিবডি পরিষেবা, সেইসাথে ফেজ ডিসপ্লে অ্যান্টিবডি লাইব্রেরি নির্মাণ ও স্ক্রিনিং পরিষেবা প্রদান করতে পারে। আলফা লাইফটেক গ্রাহকদের উন্নত মানের বায়োসিমিলার অ্যান্টিবডি ও রিকম্বিন্যান্ট প্রোটিন পণ্য এবং সেই সাথে সংশ্লিষ্ট পরিষেবা প্রদান করতে পারে, যার মাধ্যমে কার্যকর, অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট এবং স্থিতিশীল অ্যান্টিবডি উৎপাদন করা সম্ভব হয়। সমন্বিত অ্যান্টিবডি, প্রোটিন প্ল্যাটফর্ম এবং ফেজ ডিসপ্লে সিস্টেম ব্যবহার করে আমরা অ্যান্টিবডি উৎপাদনের আপস্ট্রিম ও ডাউনস্ট্রিম উভয় পর্যায়েই পরিষেবা প্রদান করি, যার মধ্যে অ্যান্টিবডি হিউম্যানাইজেশন, অ্যান্টিবডি পিউরিফিকেশন, অ্যান্টিবডি সিকোয়েন্সিং এবং অ্যান্টিবডি ভ্যালিডেশনের মতো প্রযুক্তিগত পরিষেবা অন্তর্ভুক্ত।

অ্যান্টিবডি ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের অগ্রণী পর্যায়টি দুটি প্রযুক্তির সাথে সম্পর্কিত:

পুনঃসংযোজিত ডিএনএ প্রযুক্তি

--হাইব্রিডোমা প্রযুক্তি

অ্যান্টিবডি ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের দ্রুত বিকাশ তিনটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তির সাথে সম্পর্কিত:

জিন ক্লোনিং প্রযুক্তি এবং পলিমারেজ চেইন রিঅ্যাকশন

প্রোটিন এক্সপ্রেশন: রিকম্বিন্যান্ট প্রোটিন ইস্ট, দণ্ডাকৃতির ভাইরাস এবং উদ্ভিদের মতো এক্সপ্রেশন সিস্টেমের মাধ্যমে উৎপাদিত হয়।

কম্পিউটার সহায়ক কাঠামোগত নকশা

কাইমেরিক অ্যান্টিবডি তৈরির জন্য প্রথম প্রজন্মের অ্যান্টিবডিগুলোকে হিউম্যানাইজড করা হয়েছিল, যেখানে মাউস মনোক্লোনাল অ্যান্টিবডির ভ্যারিয়েবল অঞ্চলকে মানব IgG অণুর কনস্ট্যান্ট অঞ্চলের সাথে যুক্ত করা হয়েছিল। দ্বিতীয় প্রজন্মের মাউস মনোক্লোনাল অ্যান্টিবডির অ্যান্টিজেন বাইন্ডিং অঞ্চল (CDR) মানব IgG-তে প্রতিস্থাপন করা হয়েছিল। CDR অঞ্চলটি ছাড়া অন্য সব অ্যান্টিবডিই প্রায় মানব অ্যান্টিবডি, এবং মানুষের চিকিৎসায় মাউস ক্লোন অ্যান্টিবডি ব্যবহার করার সময় হিউম্যান অ্যান্টি মাউস অ্যান্টিবডি (HAMA) প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি এড়ানোর জন্য প্রচেষ্টা করা হয়েছিল।

 

একটি ফাজ ডিসপ্লে লাইব্রেরি তৈরি করার জন্য, প্রথম ধাপ হলো অ্যান্টিবডি এনকোডকারী জিন সংগ্রহ করা, যা ইমিউনাইজড প্রাণীর বি কোষ থেকে বিচ্ছিন্ন করা যেতে পারে (ইমিউন লাইব্রেরি নির্মাণ), সরাসরি ইমিউনাইজড নয় এমন প্রাণী থেকে নিষ্কাশন করা যেতে পারে (প্রাকৃতিক লাইব্রেরি নির্মাণ), অথবা এমনকি অ্যান্টিবডি জিনের খণ্ডাংশের সাথে ইন ভিট্রোতে একত্রিত করা যেতে পারে (সিন্থেটিক লাইব্রেরি নির্মাণ)। তারপর, জিনগুলোকে পিসিআর (PCR) দ্বারা বিবর্ধিত করা হয়, প্লাজমিডে প্রবেশ করানো হয় এবং উপযুক্ত হোস্ট সিস্টেমে প্রকাশ করা হয় (ইস্ট এক্সপ্রেশন (সাধারণত পিচিয়া পাস্টোরিস), প্রোক্যারিওটিক এক্সপ্রেশন (সাধারণত ই. কোলাই), স্তন্যপায়ী কোষ এক্সপ্রেশন, উদ্ভিদ কোষ এক্সপ্রেশন, এবং দণ্ডাকৃতির ভাইরাস দ্বারা সংক্রমিত পতঙ্গ কোষ এক্সপ্রেশন)। সবচেয়ে সাধারণ হলো ই. কোলাই এক্সপ্রেশন সিস্টেম, যা একটি নির্দিষ্ট এনকোডিং অ্যান্টিবডি সিকোয়েন্সকে ফাজের সাথে একীভূত করে এবং ফাজের শেল প্রোটিনগুলোর (pIII বা pVIII) একটিকে এনকোড করে। এই জিন ফিউশনটি ব্যাকটেরিওফাজের পৃষ্ঠে প্রদর্শিত হয়। এই প্রযুক্তির মূল বিষয় হলো একটি ফাজ ডিসপ্লে লাইব্রেরি তৈরি করা, যার প্রাকৃতিক লাইব্রেরির তুলনায় এই সুবিধা রয়েছে যে এটি নির্দিষ্ট বাইন্ডিং করতে পারে। পরবর্তীকালে, একটি জৈবিক নির্বাচন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অ্যান্টিজেন নির্দিষ্টতা সম্পন্ন অ্যান্টিবডিগুলো বাছাই করা হয়, লক্ষ্য অ্যান্টিজেনগুলোকে স্থির করা হয়, অনাবদ্ধ ফাজগুলোকে বারবার ধুয়ে ফেলা হয় এবং আরও সমৃদ্ধকরণের জন্য আবদ্ধ ফাজগুলোকেও ধুয়ে ফেলা হয়। তিন বা ততোধিক বার পুনরাবৃত্তির পর, উচ্চ নির্দিষ্টতা এবং উচ্চ আসক্তি সম্পন্ন অ্যান্টিবডিগুলোকে পৃথক করা হয়।

চিত্র ৩: অ্যান্টিবডি লাইব্রেরি নির্মাণ ও স্ক্রিনিং

রিকম্বিন্যান্ট ডিএনএ প্রযুক্তি ব্যবহার করে অ্যান্টিবডি ফ্র্যাগমেন্ট তৈরি করা যায়। Fab অ্যান্টিবডিগুলোকে প্রাথমিকভাবে শুধুমাত্র গ্যাস্ট্রিক প্রোটিয়েজ দ্বারা হাইড্রোলাইজ করে (Fab')2 ফ্র্যাগমেন্ট তৈরি করা যায়, যা পরবর্তীতে প্যাপেইন দ্বারা ডাইজেস্ট হয়ে স্বতন্ত্র Fab ফ্র্যাগমেন্ট তৈরি করে। Fv ফ্র্যাগমেন্টটি VH এবং VL দ্বারা গঠিত, যেগুলোতে ডাইসালফাইড বন্ড না থাকার কারণে স্থিতিশীলতা কম থাকে। তাই, VH এবং VL-কে ১৫-২০টি অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি ছোট পেপটাইডের মাধ্যমে যুক্ত করে প্রায় ২৫ কিলোডাল্টন আণবিক ওজনের একটি সিঙ্গেল চেইন ভ্যারিয়েবল ফ্র্যাগমেন্ট (scFv) অ্যান্টিবডি তৈরি করা হয়।

ক্যামেলিডি (উট, লিয়ামা এবং আলপাকা)-র অ্যান্টিবডির গঠন নিয়ে গবেষণায় দেখা গেছে যে, অ্যান্টিবডিতে কেবল হেভি চেইন থাকে এবং কোনো লাইট চেইন থাকে না, তাই এদেরকে হেভি চেইন অ্যান্টিবডি (hcAb) বলা হয়। হেভি চেইন অ্যান্টিবডির ভ্যারিয়েবল ডোমেইনকে সিঙ্গেল ডোমেইন অ্যান্টিবডি বা ন্যানোবডি বা VHH বলা হয়, যার আকার ১২-১৫ kDa। মনোমার হিসেবে এদের কোনো ডাইসালফাইড বন্ধন থাকে না এবং এরা খুব স্থিতিশীল, এবং অ্যান্টিজেনের প্রতি এদের আকর্ষণ অত্যন্ত বেশি।

চিত্র ৫: হেভি চেইন অ্যান্টিবডি এবং ভিএইচএইচ/ ন্যানোবডি

কোষ-মুক্ত এক্সপ্রেশন পদ্ধতিতে প্রাকৃতিক বা কৃত্রিম ডিএনএ ব্যবহার করে ইন ভিট্রো প্রোটিন সংশ্লেষণ করা হয়, যেখানে সাধারণত ই. কোলাই এক্সপ্রেশন সিস্টেম ব্যবহার করা হয়। এটি দ্রুত প্রোটিন উৎপাদন করে এবং ইন ভিভোতে বিপুল পরিমাণে রিকম্বিন্যান্ট প্রোটিন তৈরির সময় কোষের উপর যে বিপাকীয় ও কোষ-বিষাক্ত বোঝা পড়ে, তা এড়িয়ে চলে। এটি এমন সব প্রোটিনও উৎপাদন করতে পারে যা সংশ্লেষণ করা কঠিন, যেমন—যেগুলোকে ট্রান্সলেশনের পর পরিবর্তন করা কঠিন অথবা মেমব্রেন প্রোটিন সংশ্লেষণ করা।