Què és l'enginyeria d'anticossos?

Amb l'ajuda de l'enginyeria d'anticossos, ha estat possible modificar la mida molecular, la farmacocinètica, la immunogenicitat, l'afinitat d'unió, l'especificitat i la funció efectora dels anticossos. Després de sintetitzar anticossos, la unió específica dels anticossos els fa molt valuosos en el diagnòstic i el tractament clínic. Mitjançant l'enginyeria d'anticossos, poden satisfer les necessitats del desenvolupament inicial de fàrmacs i diagnòstics.

L'objectiu de l'enginyeria d'anticossos és dissenyar i produir funcions altament específiques i estables que els anticossos naturals no poden assolir, establint les bases per a la producció d'anticossos terapèutics.

Alpha Lifetech, amb la seva àmplia experiència en projectes d'enginyeria d'anticossos, pot proporcionar serveis personalitzats d'anticossos monoclonals i policlonals per a múltiples espècies, així com serveis de construcció i cribratge de biblioteques d'anticossos de visualització en fags. Alpha Lifetech pot proporcionar als clients anticossos biosimilars de qualitat i productes proteics recombinants, així com els serveis corresponents, per produir anticossos eficients, altament específics i estables. Mitjançant la utilització d'anticossos integrals, plataformes de proteïnes i sistemes de visualització en fags, oferim serveis que cobreixen les etapes anteriors i posteriors de la producció d'anticossos, incloent-hi serveis tècnics com la humanització d'anticossos, la purificació d'anticossos, la seqüenciació d'anticossos i la validació d'anticossos.

L'etapa pionera de l'enginyeria d'anticossos està relacionada amb dues tecnologies:

--Tecnologia d'ADN recombinant

--Tecnologia d'hibridoma

El ràpid desenvolupament de l'enginyeria d'anticossos està relacionat amb tres tecnologies importants:

--Tecnologia de clonació genètica i reacció en cadena de la polimerasa

--Expressió de proteïnes: les proteïnes recombinants són produïdes per sistemes d'expressió com ara llevats, virus en forma de bastonet i plantes

--Disseny estructural assistit per ordinador

La primera generació d'anticossos es va humanitzar per a la producció d'anticossos quimèrics, on la regió variable dels anticossos monoclonals de ratolí estava unida a la regió constant de les molècules d'IgG humanes. La regió d'unió a l'antigen (CDR) de l'anticòs monoclonal de ratolí de segona generació es va trasplantar a IgG humana. Excepte la regió CDR, tots els altres anticossos són anticossos gairebé humans, i es van fer esforços per evitar induir respostes d'anticossos humans anti-ratolí (HAMA) quan s'utilitzaven anticossos de clons de ratolí per al tractament humà.

 

Per construir una biblioteca de visualització de fags, el primer pas és obtenir els gens que codifiquen anticossos, que es poden aïllar de cèl·lules B d'animals immunitzats (construcció de biblioteques immunitàries), extreure directament d'animals no immunitzats (construcció de biblioteques naturals) o fins i tot assemblar in vitro amb fragments de gens d'anticossos (construcció de biblioteques sintètiques). A continuació, els gens s'amplifiquen per PCR, s'insereixen en plasmidis i s'expressen en sistemes hostes adequats (expressió de llevat (normalment Pichia pastoris), expressió procariota (normalment E. coli), expressió de cèl·lules mamíferes, expressió de cèl·lules vegetals i expressió de cèl·lules d'insectes infectades amb virus en forma de bastó). El més comú és el sistema d'expressió d'E. coli, que integra una seqüència d'anticòs codificant específica al fag i codifica una de les proteïnes de la closca del fag (pIII o pVIII). La fusió gènica de, I es mostra a la superfície dels bacteriòfags. El nucli d'aquesta tecnologia és construir una biblioteca de visualització de fags, que té l'avantatge sobre les biblioteques naturals que pot tenir unió específica. Posteriorment, els anticossos amb especificitat antigènica es cribren mitjançant un procés de selecció biològica, els antígens diana es fixen, els fags no units es renten repetidament i els fags units es renten per a un major enriquiment. Després de tres o més rondes de repetició, s'aïllen anticossos d'alta especificitat i alta afinitat.

Fig 3: Construcció i cribratge de la biblioteca d'anticossos

La tecnologia de l'ADN recombinant es pot utilitzar per generar fragments d'anticossos. Els anticossos Fab inicialment només poden ser hidrolitzats per la proteasa gàstrica per produir fragments (Fab')2, que després són digerits per la papaïna per generar fragments Fab individuals. El fragment Fv consisteix en VH i VL, que tenen una estabilitat deficient a causa de l'absència d'enllaços disulfur. Per tant, VH i VL estan units entre si a través d'un pèptid curt de 15-20 aminoàcids per formar un anticòs de fragment variable de cadena simple (scFv) amb un pes molecular d'aproximadament 25 kDa.

L'estudi de l'estructura dels anticossos en els camèlids (camell, liama i alpaca) ha demostrat que els anticossos només tenen cadenes pesades i no tenen cadenes lleugeres, per això s'anomenen anticossos de cadena pesada (hcAb). El domini variable dels anticossos de cadena pesada s'anomena anticossos de domini únic o nanobodies o VHH, amb una mida de 12-15 kDa. Com a monòmers, no tenen enllaços disulfur i són molt estables, amb una afinitat molt alta pels antígens.

Fig 5: Anticòs de cadena pesada i VHH/Nanobody

L'expressió lliure cel·lular utilitza l'expressió d'ADN natural o sintètic per aconseguir la síntesi de proteïnes in vitro, normalment utilitzant el sistema d'expressió d'E. coli. Produeix proteïnes ràpidament i evita la càrrega metabòlica i citotòxica sobre les cèl·lules quan es produeixen grans quantitats de proteïnes recombinants in vivo. També pot produir proteïnes difícils de sintetitzar, com ara les que són difícils de modificar després de la traducció o sintetitzar proteïnes de membrana.