Τι είναι η Μηχανική Αντισωμάτων;

Με τη βοήθεια της μηχανικής αντισωμάτων, κατέστη δυνατή η τροποποίηση του μοριακού μεγέθους, της φαρμακοκινητικής, της ανοσογονικότητας, της συγγένειας δέσμευσης, της ειδικότητας και της λειτουργίας τελεστή των αντισωμάτων. Μετά τη σύνθεση αντισωμάτων, η ειδική δέσμευση των αντισωμάτων τα καθιστά εξαιρετικά πολύτιμα στην κλινική διάγνωση και θεραπεία. Μέσω της μηχανικής αντισωμάτων, μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες της έγκαιρης ανάπτυξης φαρμάκων και διαγνωστικής.

Ο σκοπός της μηχανικής αντισωμάτων είναι να σχεδιάσει και να παράγει εξαιρετικά συγκεκριμένες, σταθερές λειτουργίες που τα φυσικά αντισώματα δεν μπορούν να επιτύχουν, θέτοντας τα θεμέλια για την παραγωγή θεραπευτικών αντισωμάτων.

Η Alpha Lifetech, με την εκτεταμένη εμπειρία έργων στη μηχανική αντισωμάτων, μπορεί να παρέχει εξατομικευμένες υπηρεσίες μονοκλωνικών και πολυκλωνικών αντισωμάτων για πολλά είδη, καθώς και υπηρεσίες κατασκευής και διαλογής βιβλιοθήκης αντισωμάτων απεικόνισης φάγων. Η Alpha Lifetech μπορεί να παρέχει στους πελάτες ποιοτικά βιοομοειδή αντισώματα και προϊόντα ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης, καθώς και αντίστοιχες υπηρεσίες, για την παραγωγή αποτελεσματικών, εξαιρετικά εξειδικευμένων και σταθερών αντισωμάτων. Χρησιμοποιώντας ολοκληρωμένες πλατφόρμες αντισωμάτων, πρωτεϊνών και συστημάτων απεικόνισης φάγων, παρέχουμε υπηρεσίες που καλύπτουν την ανάντη και κατάντη παραγωγή αντισωμάτων, συμπεριλαμβανομένων τεχνικών υπηρεσιών όπως εξανθρωπισμός αντισωμάτων, καθαρισμός αντισωμάτων, προσδιορισμός αλληλουχίας αντισωμάτων και επικύρωση αντισωμάτων.

Το πρωτοποριακό στάδιο της μηχανικής αντισωμάτων σχετίζεται με δύο τεχνολογίες:

--Τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA

--Τεχνολογία υβριδώματος

Η ταχεία ανάπτυξη της μηχανικής αντισωμάτων σχετίζεται με τρεις σημαντικές τεχνολογίες:

--Τεχνολογία κλωνοποίησης γονιδίων και αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης

-- Έκφραση πρωτεϊνών: Οι ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες παράγονται από συστήματα έκφρασης όπως ζυμομύκητες, ιοί σε σχήμα ράβδου και φυτά

--Κατασκευαστική μελέτη με τη βοήθεια υπολογιστή

Η πρώτη γενιά αντισωμάτων εξανθρωπίστηκε για την παραγωγή χιμαιρικών αντισωμάτων, όπου η μεταβλητή περιοχή των μονοκλωνικών αντισωμάτων ποντικού συνδέθηκε με τη σταθερή περιοχή των ανθρώπινων μορίων IgG. Η περιοχή σύνδεσης αντιγόνου (CDR) του μονοκλωνικού αντισώματος ποντικού δεύτερης γενιάς μεταμοσχεύθηκε σε ανθρώπινη IgG. Εκτός από την περιοχή CDR, όλα τα άλλα αντισώματα είναι σχεδόν ανθρώπινα αντισώματα, και έγιναν προσπάθειες για να αποφευχθεί η πρόκληση αποκρίσεων ανθρώπινου αντισώματος κατά ποντικού (HAMA) όταν χρησιμοποιούνται αντισώματα κλώνων ποντικού για ανθρώπινη θεραπεία.

 

Για την κατασκευή μιας βιβλιοθήκης παρουσίασης φάγων, το πρώτο βήμα είναι να ληφθούν τα γονίδια που κωδικοποιούν αντισώματα, τα οποία μπορούν να απομονωθούν από Β κύτταρα ανοσοποιημένων ζώων (κατασκευή ανοσολογικής βιβλιοθήκης), να εξαχθούν απευθείας από μη ανοσοποιημένα ζώα (κατασκευή φυσικής βιβλιοθήκης) ή ακόμη και να συναρμολογηθούν in vitro με θραύσματα γονιδίου αντισώματος (κατασκευή συνθετικής βιβλιοθήκης). Στη συνέχεια, τα γονίδια ενισχύονται με PCR, εισάγονται σε πλασμίδια και εκφράζονται σε κατάλληλα συστήματα ξενιστή (έκφραση ζυμομύκητα (συνήθως Pichia pastoris), προκαρυωτική έκφραση (συνήθως E. coli), έκφραση κυττάρων θηλαστικού, έκφραση φυτικών κυττάρων και έκφραση κυττάρων εντόμου μολυσμένα με ιούς σε σχήμα ράβδου. Το πιο κοινό είναι το σύστημα έκφρασης E. coli, το οποίο ενσωματώνει μια ειδική κωδικοποιητική αλληλουχία αντισωμάτων στον φάγο και κωδικοποιεί μία από τις πρωτεΐνες του κελύφους φάγου (pIII ή pVIII). Η γονιδιακή σύντηξη και εμφανίζεται στην επιφάνεια των βακτηριοφάγων. Ο πυρήνας αυτής της τεχνολογίας είναι η κατασκευή μιας βιβλιοθήκης εμφάνισης φάγων, η οποία έχει το πλεονέκτημα έναντι των φυσικών βιβλιοθηκών στο ότι μπορεί να έχει ειδική δέσμευση. Στη συνέχεια, τα αντισώματα με ειδικότητα αντιγόνου εξετάζονται μέσω μιας διαδικασίας βιολογικής επιλογής, τα αντιγόνα στόχοι σταθεροποιούνται, οι μη δεσμευμένοι φάγοι ξεπλένονται επανειλημμένα και οι δεσμευμένοι φάγοι ξεπλένονται για περαιτέρω εμπλουτισμό. Μετά από τρεις ή περισσότερους γύρους επανάληψης, απομονώνονται αντισώματα υψηλής ειδικότητας και υψηλής συγγένειας.

Σχήμα 3: Κατασκευή και έλεγχος βιβλιοθήκης αντισωμάτων

Η τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία θραυσμάτων αντισωμάτων. Τα αντισώματα Fab μπορούν αρχικά να υδρολυθούν μόνο από γαστρική πρωτεάση για να παραχθούν θραύσματα (Fab') 2, τα οποία στη συνέχεια χωνεύονται από παπαΐνη για να δημιουργηθούν μεμονωμένα θραύσματα Fab. Το θραύσμα Fv αποτελείται από VH και VL, τα οποία έχουν κακή σταθερότητα λόγω της απουσίας δισουλφιδικών δεσμών. Επομένως, το VH και το VL συνδέονται μεταξύ τους μέσω ενός μικρού πεπτιδίου 15-20 αμινοξέων για να σχηματίσουν ένα αντίσωμα μεταβλητού θραύσματος μονής αλυσίδας (scFv) με μοριακό βάρος περίπου 25 KDa.

Η μελέτη της δομής των αντισωμάτων σε Camelidae (Camel, LIama και Alpaca) έχει αποσαφηνίσει ότι τα αντισώματα έχουν μόνο βαριές αλυσίδες και όχι ελαφριές αλυσίδες, ως εκ τούτου ονομάζονται αντισώματα βαριάς αλυσίδας (hcAb). Η μεταβλητή περιοχή των αντισωμάτων βαριάς αλυσίδας ονομάζεται αντισώματα μονής περιοχής ή νανοσώματα ή VHH, με μέγεθος 12-15 kDa. Ως μονομερή, δεν έχουν δισουλφιδικούς δεσμούς και είναι πολύ σταθερά, με πολύ υψηλή συγγένεια για τα αντιγόνα.

Εικ. 5: Αντίσωμα βαριάς αλυσίδας και VHH/Nanobody

Η έκφραση χωρίς κύτταρα χρησιμοποιεί την έκφραση φυσικού ή συνθετικού DNA για να επιτευχθεί in vitro πρωτεϊνική σύνθεση, τυπικά χρησιμοποιώντας το σύστημα έκφρασης E. coli. Παράγει πρωτεΐνες γρήγορα και αποφεύγει τη μεταβολική και κυτταροτοξική επιβάρυνση των κυττάρων όταν παράγει μεγάλες ποσότητες ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών in vivo. Μπορεί επίσης να παράγει πρωτεΐνες που είναι δύσκολο να συντεθούν, όπως αυτές που είναι δύσκολο να τροποποιηθούν μετά τη μετάφραση ή να συντεθούν πρωτεΐνες μεμβράνης.