Mis on antikehade tehnoloogia?

Antikehade konstrueerimise abil on olnud võimalik muuta antikehade molekuli suurust, farmakokineetikat, immunogeensust, seondumisafiinsust, spetsiifilisust ja efektorfunktsiooni. Pärast antikehade sünteesimist muudab antikehade spetsiifiline seondumine need kliinilises diagnoosimises ja ravis väga väärtuslikuks. Antikehade konstrueerimise abil suudavad nad täita ravimite ja diagnostika varajase arendamise vajadusi.

Antikehade konstrueerimise eesmärk on kavandada ja toota väga spetsiifilisi, stabiilseid funktsioone, mida looduslikud antikehad ei suuda saavutada, pannes aluse terapeutiliste antikehade tootmisele.

Alpha Lifetech, kellel on ulatuslikud projektikogemused antikehade konstrueerimise alal, suudab pakkuda kohandatud monoklonaalsete ja polüklonaalsete antikehade teenuseid mitme liigi jaoks, samuti faagikuva antikehade raamatukogu koostamise ja skriinimise teenuseid. Alpha Lifetech suudab pakkuda klientidele kvaliteetseid bioloogiliselt sarnaseid antikehi ja rekombinantseid valgutooteid, aga ka vastavaid teenuseid, et toota tõhusaid, väga spetsiifilisi ja stabiilseid antikehi. Kasutades kõikehõlmavaid antikehade, valguplatvormide ja faagide kuvamissüsteeme, pakume teenuseid, mis hõlmavad antikehade tootmist üles- ja allavoolu, sealhulgas tehnilisi teenuseid, nagu antikehade humaniseerimine, antikehade puhastamine, antikehade järjestamine ja antikehade valideerimine.

Antikehade valmistamise teedrajav etapp on seotud kahe tehnoloogiaga:

-- Rekombinantne DNA tehnoloogia

- Hübridoomitehnoloogia

Antikehatehnoloogia kiire areng on seotud kolme olulise tehnoloogiaga:

--Geeni kloonimise tehnoloogia ja polümeraasi ahelreaktsioon

-- Valgu ekspressioon: rekombinantseid valke toodavad ekspressioonisüsteemid, nagu pärm, pulgakujulised viirused ja taimed

-- Arvutipõhine konstruktsiooniprojekteerimine

Esimese põlvkonna antikehad humaniseeriti kimäärsete antikehade tootmiseks, kus hiire monoklonaalsete antikehade varieeruv piirkond oli seotud inimese IgG molekulide konstantse piirkonnaga. Teise põlvkonna hiire monoklonaalse antikeha antigeeni siduv piirkond (CDR) siirdati inimese IgG-sse. Kõik muud antikehad, välja arvatud CDR-piirkond, on peaaegu inimese antikehad ja hiire kloonantikehade kasutamisel inimeste raviks tehti jõupingutusi, et vältida inimese hiirevastaste antikehade (HAMA) vastuste esilekutsumist.

 

Faagi kuvamise raamatukogu konstrueerimiseks on esimene samm antikehi kodeerivate geenide hankimine, mida saab eraldada immuniseeritud loomade B-rakkudest (immuunraamatukogu konstrueerimine), ekstraheerida otse immuniseerimata loomadelt (looduslik raamatukogu konstrueerimine) või isegi in vitro kokku panna antikeha geenifragmentidega (sünteetilise raamatukogu konstrueerimine). Seejärel amplifitseeritakse geene PCR abil, sisestatakse plasmiididesse ja ekspresseeritakse sobivates peremeessüsteemides (pärmi ekspressioon (tavaliselt Pichia pastoris), prokarüootne ekspressioon (tavaliselt E. coli), imetajarakkude ekspressioon, taimeraku ekspressioon ja pulgakujuliste viirustega nakatunud putukarakkude ekspressioon). Kõige tavalisem on E. coli ekspressioonisüsteem, mis integreerib faagi spetsiifilise kodeeriva antikeha järjestuse ja kodeerib üht faagi kesta valku (pIII või pVIII). Geenifusioon ja bakteriofaagide pinnal kuvatud. Selle tehnoloogia tuumaks on faagikuva raamatukogu loomine, mille eeliseks on looduslike raamatukogude ees, kuna sellel võib olla spetsiifiline sidumine. Seejärel skriinitakse antigeenispetsiifilisusega antikehi läbi bioloogilise selektsiooniprotsessi, sihtmärkantigeenid fikseeritakse, seondumata faagid pestakse korduvalt ära ja seotud faagid pestakse edasiseks rikastamiseks ära. Pärast kolme või enamat kordamisringi isoleeritakse kõrge spetsiifilisuse ja kõrge afiinsusega antikehad.

Joonis 3: Antikehade raamatukogu koostamine ja sõelumine

Rekombinantse DNA tehnoloogiat saab kasutada antikeha fragmentide genereerimiseks. Fab antikehi saab esialgu hüdrolüüsida ainult mao proteaasiga, et toota (Fab') 2 fragmente, mida seejärel seeditakse papaiiiniga, et tekitada üksikud Fab fragmendid. Fv fragment koosneb VH-st ja VL-st, millel on disulfiidsidemete puudumise tõttu halb stabiilsus. Seetõttu on VH ja VL ühendatud lühikese, 15-20 aminohappest koosneva peptiidi kaudu, moodustades üheahelalise muutuva fragmendi (scFv) antikeha molekulmassiga ligikaudu 25 kDa.

Camelidae (Camel, LIama ja Alpaca) antikehade struktuuri uurimine on selgitanud, et antikehadel on ainult rasked ahelad ja mitte kerged ahelad, mistõttu neid nimetatakse raske ahela antikehadeks (hcAb). Raske ahela antikehade varieeruvat domeeni nimetatakse ühedomeenilisteks antikehadeks ehk nanokehadeks ehk VHH, suurusega 12-15 kDa. Monomeeridena ei ole neil disulfiidsidemeid ja nad on väga stabiilsed ning väga kõrge afiinsusega antigeenide suhtes.

Joonis 5: Raske ahela antikeha ja VHH/nanokeha

Rakuvaba ekspressioon kasutab in vitro valgusünteesi saavutamiseks loodusliku või sünteetilise DNA ekspressiooni, kasutades tavaliselt E. coli ekspressioonisüsteemi. See toodab valke kiiresti ja väldib rakkude metaboolset ja tsütotoksilist koormust, kui toodab suures koguses rekombinantseid valke in vivo. Samuti võib see toota valke, mida on raske sünteesida, näiteks neid, mida on raske muuta pärast translatsiooni või sünteesida membraanivalke.