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Plattform zur Sortierung einzelner B-Zellen

Auf Basis der Single-B-Zell-Sortierungsplattform bietet Alpha Lifetech Vorteile hinsichtlich der Screeningzeit und der Gewinnung qualitativ hochwertiger Antikörper.

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Plattform zur Sortierung einzelner B-Zellen


Monoklonale Antikörper (mAbs) gelten als Pioniere der Antikörpertherapie. Über 100 monoklonale Antikörper sind für die Behandlung von Krebs und Infektionskrankheiten zugelassen und werden auf dem eigenen Markt für Arzneimittelentwicklung eingesetzt. Sie beweisen ihren einzigartigen therapeutischen Wert. Die Einzel-B-Zell-Antikörpertechnologie, eine neue Generation der Antikörperentwicklungstechnologie, ermöglicht die effiziente und schnelle Isolierung von Antikörpern aus einzelnen B-Zellen und stellt nach Hybridom- und Phagen-Display einen Durchbruch in der Antikörperproduktion dar. Die Einzel-B-Zell-Sortierung kann zur Antikörpergenerierung gegen verschiedene Spezies wie Kaninchen, Mäuse, Kamele, Schafe und Hühner eingesetzt werden. Die Einzel-B-Zell-Technologie zeichnet sich durch hohe Spezifität, hohe Aktivität und hohe Affinität aus. Basierend auf der Einzel-B-Zell-Sortierungsplattform bietet Alpha Lifetech Vorteile hinsichtlich Screening-Zeit und Gewinnung hochwertiger Antikörper. Das Unternehmen bietet Antigen-Design, -Synthese und -Modifizierung, Tierimmunologie, Einzel-B-Zell-Anreicherung, Einzelzellsequenzierung, Hochdurchsatz-Screening, Expression und Aufreinigung sowie umfassende technische Dienstleistungen wie die funktionelle Verifizierung, um den vielfältigen Kundenbedürfnissen gerecht zu werden.

Zusammenfassung der Einzelzell-Screening-Techniken für B-Zellen

Methoden zur Einzelzell-B-Zell-Diagnostik lassen sich hauptsächlich in Zufalls- und Antigen-selektive Isolierung unterteilen. Die Zufallstrennung eignet sich für Proben mit hoher Konzentration an B-Zellen. Bei der Antigen-selektiven Isolierung werden ausschließlich B-Zellen isoliert. Sie ist zwar einfach durchzuführen, aber arbeitsintensiv und dient oft als erster Schritt der Antigen-spezifischen Isolierung. Die Antigen-spezifische Isolierung ist geeignet, wenn die Konzentration spezifischer Antikörper, wie z. B. Tumor- oder Autoantikörper, gering ist. Sie ist relativ komplex, da sie das immunologische Prinzip der spezifischen Bindung von Antigenen und Antikörpern an die Ausgangssubstanz nutzt. Die gängigen Klassifizierungsmethoden sowie ihre Vor- und Nachteile sind in der Tabelle dargestellt.


Ansätze Vorteile Nachteile
Zufällig
Isolierung
Mikromanipulation
Geringer Ausrüstungsbedarf
Einfache Bedienung
Geringer Wirkungsgrad
Begrenzte Arten isolierter Zellen

Laser-Mikrodissektion
Hohe Positionsgenauigkeit
Einfache Bedienung
Ähnliche Zellen aus der Probe visuell auswählen und Verunreinigungen entfernen
Komplizierter Prozess der Probenvorbereitung
Unfähigkeit zur Automatisierung

Fluoreszenzaktivierte Zellsortierung
Hohe Genauigkeit und Effizienz
Hoher Automatisierungsgrad
Breites Anwendungsgebiet
Komplizierter Vorgang
Hohe Anforderungen an die Ausrüstung
Antigenselektive Isolierung Fluorochrommarkierte Antigene mittels Multiparameter
Hohe Genauigkeit und Effizienz
Hoher Automatisierungsgrad
Hochdurchsatz und Multiparameter
Fähigkeit zur Isolierung von B-Zellen in verschiedenen Stadien
Komplizierter Vorgang
Hohe Anforderungen an die Ausrüstung

Antigenbeschichtete Magnetkügelchen
Einfache Bedienung
Hohe Wiederholgenauigkeit
Kann Ziel-B-Zellen anreichern
Komplizierter Vorgang
Magnetische Kügelchen beeinträchtigen die biologische Aktivität von Zellen und sind nach der Isolierung für die Kultivierung und den Betrieb ungeeignet.

Mikrogravur
Hohe Effizienz
Hohe Geschwindigkeit
Hohe Anforderungen an die Ausrüstung
Geringer Wirkungsgrad

Immunospot-Array-Assay auf einem Chip
Hoher Automatisierungsgrad
Hohe Genauigkeit und Effizienz
Komplizierter Vorgang
Hohe Kosten

Einzelzell-Screening von B-Zellen mittels Antikörpern – Verfahren

Animal immunzation

Wählen Sie für die Immunstimulation das geeignete Antigen für die Versuchstiere (z. B. Mäuse, Kaninchen usw.) aus, damit diese spezifische Antikörper gegen das Antigen produzieren können.
Die Immunisierung von Tieren ist der erste Schritt der Antikörperbildung. Sie beruht auf dem körpereigenen humoralen Immunantwortmechanismus: Durch die kontinuierliche Stimulation mit Antigenen entwickeln Tiere eine starke Immunantwort und bilden anschließend spezifische Antikörper gegen spezifische Antigene.

Sammlung und Anreicherung von B-Zellen

B-Zellen wurden aus dem peripheren Blut, der Milz oder den Lymphknoten immuner Tiere isoliert. Diese B-Zellen wurden immunologisch stimuliert, um Antikörper gegen spezifische Antigene zu produzieren.
Durch physikalische oder chemische Methoden (wie Dichtegradientenzentrifugation, Magnetkügelchentrennung usw.) werden B-Zellen angereichert, Verunreinigungen entfernt, die Reinheit der B-Zellen verbessert und die Effizienz der nachfolgenden Trennung gesteigert.
einzelne B-Zelle
Abb. 1 Klonierung und Herstellung eines monoklonalen Kaninchenantikörpers. Referenzquelle:Klonierung einzelner B-Zellen und Herstellung monoklonaler Kaninchenantikörper.)

B-Zell-Sortierung

Durch Fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS), Magnetische Zellseparation (MACS), Mikrofluidische Zellsortierung (MCS) oder andere Hochdurchsatz-Screening-Techniken können in Kombination mit antigenspezifischer Markierung einzelne B-Zellen aus angereicherten B-Zellen isoliert werden, um gezielte Antikörper zu erzeugen.
Wird eine einzelne B-Zelle aus einer gemischten B-Zellpopulation isoliert, müssen ihre Antikörpergene mittels Einzelzellsequenzierung sequenziert und analysiert werden, um die DNA-Sequenzinformationen der variablen Regionen der schweren (VH) und leichten (VL) Kette zu erhalten. Die Einzelzellsequenzierung umfasst im Wesentlichen drei Schritte: die Isolierung der Einzelzelle, die intrazelluläre Nukleinsäureamplifikation und die Sequenzanalyse. Das Prinzip der Einzelzellsequenzierung besteht darin, die geringen Mengen an DNA oder RNA des gesamten Genoms isolierter Einzelzellen zu amplifizieren, um ein vollständiges Genom oder Transkriptom mit hoher Abdeckung für die Hochdurchsatzsequenzierung zu erhalten.
Durch Hochdurchsatz-Screening lassen sich Antikörpergensequenzen von Tausenden von B-Zellen gleichzeitig gewinnen, was die Antikörperentwicklung erheblich beschleunigt. Diese Sequenzinformationen können anschließend für die Erstellung und das Screening von Antikörperbibliotheken verwendet werden.
b-Zell-Sortierung
Abb. 2 Schematische Darstellung der Einzelzell-B-Zell-Erfassung, der Bibliothekskonstruktion, des Hochdurchsatz-Screenings und der Sequenzierung.(Referenzquelle: Die massiv parallele Sequenzierung von B-Zell-Rezeptoren einzelner Zellen ermöglicht die schnelle Entdeckung verschiedener antigenreaktiver Antikörper..)

Antikörpergenamplifikation

Eine einzelne B-Zelle wird gespalten, um mRNA freizusetzen. Anschließend wurden die cDNA-Sequenzen der variablen Region der schweren Kette (VH) und der variablen Region der leichten Kette (VL) mittels reverser Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) amplifiziert.

Antikörperexpression und -reinigung

Das amplifizierte Gen der variablen Region wurde zusammen mit dem Gen der konstanten Region in den Vektorplasmid kloniert, um das Expressionsplasmid für monoklonale Antikörper zu konstruieren. Anschließend wurde das geeignete Expressionssystem (eukaryotisches System wie CHO-Zellen oder prokaryotisches System wie Escherichia coli) ausgewählt, und der monoklonale Antikörper mit biologischer Aktivität wurde gewonnen. Mittels Protein-A-Affinitätschromatographie wurden die exprimierten Antikörper aus der Zellkultur extrahiert und gereinigt, um hochqualitative rekombinante monoklonale Antikörper zu erhalten.

Antikörpervalidierung

Die Validierung der Spezifität, Affinität und biologischen Aktivität der Antikörper erfolgte mittels ELISA, Western Blot, Durchflusszytometrie und Immunpräzipitation, um sicherzustellen, dass die Antikörperleistung den Erwartungen entsprach. Die Antikörpervalidierung ist ein entscheidender Schritt zur Gewährleistung der Qualität und Zuverlässigkeit von Antikörpern.

Anforderungen an das Immunogen

(1) Rekombinantes Protein: ≥ 2,5 mg, Proteinreinheit > 85 %, Molekulargewicht > 10 kDa, Konzentration des löslichen Proteins zwischen 0,5 und 5 mg/ml. Falls eine Antigen-Affinitätsreinigung erforderlich ist, werden zusätzlich 10 mg rekombinantes Protein benötigt.
(2) Polypeptide und kleine Moleküle: Freies Peptid ≥10 mg, Peptidreinheit >90 %, nicht weniger als 10 Aminosäuren, Kopplung an KLH/BSA/OVA oder andere Trägerproteine; Kleine Moleküle erfordern eine vorherige Strukturbewertung.

Workflow des Sortierungsdienstes für einzelne B-Zellen

Schritte Serviceinhalte Zeitleiste
Schritt 1: Tierimmunisierung und ELISA-Nachweis
(1) Die Tiere wurden 4-5 Mal immunisiert. Ab der 4. Dosis wurde Serum für den ELISA-Nachweis des Antikörpertiters gesammelt (Proteinantigen-ELISA-Serumtiter >10^5; Peptidantigen-ELISA-Serumtiter >10^4).
Gleichzeitig werden 0,1 ml Serum vor und nach der Immunisierung zur Prüfung an die Kunden versandt; falls der Titer nicht den Anforderungen entspricht, wird die Immunisierung fortgesetzt oder der Kunde beantragt die Beendigung des Projekts, wobei nur der Immunisierungsteil in Rechnung gestellt wird;
(2) Falls der Titer die erforderliche Schwelle erreichte, wurden PBMC-Zellen aus Vollblut isoliert.
10-12 Wochen
Schritt 2: Sortierung einzelner B-Zellen
(1) Die Milz wurde entnommen, eine Einzelzellsuspension von B-Zellen hergestellt, peripheres Blut entnommen und PBMC-Zellen isoliert.
(2) Immunoantigenmarker FITC und AF648.
(3) Doppelte Fluoreszenz-Durchflusssortierung + Einzelzellklonkultur von B-Zellen.
(4) ELISA-Identifizierung + Sequenzierung positiver Klone.
2-3 Wochen
Schritt 3: Antikörperexpression und -validierung
(1) 6-10 Sequenzgensynthese + Validierung des Säugetierexpressionstests.
(2) ELISA-Identifizierung.
3-4 Wochen
Schritt 4: Lieferung
(1) Antikörpersequenzen: 4-6 Antikörpersequenzen (nicht exprimierte Sequenzen werden zusammen geliefert).
(2) Jede exprimierte Sequenz lieferte 0,2 mg Antikörper.
(3) Versuchsbericht.
1 Woche

 

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