مهندسی آنتی بادی چیست؟

با کمک مهندسی آنتی بادی، می توان اندازه مولکولی، فارماکوکینتیک، ایمنی زایی، میل اتصال، ویژگی و عملکرد موثر آنتی بادی ها را اصلاح کرد. پس از سنتز آنتی بادی ها، اتصال اختصاصی آنتی بادی ها آنها را در تشخیص و درمان بالینی بسیار ارزشمند می کند. از طریق مهندسی آنتی بادی، آنها می توانند نیازهای دارویی و توسعه اولیه تشخیصی را برآورده کنند.

هدف از مهندسی آنتی بادی طراحی و تولید عملکردهای بسیار خاص و پایدار است که آنتی بادی های طبیعی نمی توانند به آن دست یابند و پایه و اساس تولید آنتی بادی های درمانی را ایجاد می کنند.

Alpha Lifetech، با تجربه پروژه گسترده خود در مهندسی آنتی بادی، می تواند خدمات آنتی بادی مونوکلونال و پلی کلونال سفارشی شده را برای گونه های مختلف، و همچنین ساخت کتابخانه آنتی بادی نمایش فاژ و خدمات غربالگری ارائه دهد. آلفا لایف‌تک می‌تواند آنتی‌بادی‌های بیوسیمار با کیفیت و محصولات پروتئین نوترکیب و همچنین خدمات مربوطه را برای تولید آنتی‌بادی‌های کارآمد، بسیار خاص و پایدار به مشتریان ارائه دهد. با استفاده از آنتی بادی جامع، پلت فرم های پروتئین و سیستم های نمایش فاژ، ما خدماتی را ارائه می دهیم که در بالادست و پایین دست تولید آنتی بادی، از جمله خدمات فنی مانند انسان سازی آنتی بادی، خالص سازی آنتی بادی، توالی یابی آنتی بادی و اعتبارسنجی آنتی بادی را پوشش می دهد.

مرحله پیشگام مهندسی آنتی بادی به دو فناوری مربوط می شود:

--فناوری DNA نوترکیب

--تکنولوژی هیبریدوما

توسعه سریع مهندسی آنتی بادی به سه فناوری مهم مرتبط است:

فناوری شبیه سازی ژن و واکنش زنجیره ای پلیمراز

بیان پروتئین: پروتئین های نوترکیب توسط سیستم های بیانی مانند مخمرها، ویروس های میله ای شکل و گیاهان تولید می شوند.

- طراحی سازه به کمک کامپیوتر

نسل اول آنتی‌بادی‌ها برای تولید آنتی‌بادی‌های کایمریک، که در آن ناحیه متغیر آنتی‌بادی‌های مونوکلونال موش به ناحیه ثابت مولکول‌های IgG انسانی مرتبط بود، انسانی شدند. ناحیه اتصال آنتی ژن (CDR) آنتی بادی مونوکلونال نسل دوم موش به IgG انسانی پیوند زده شد. به جز ناحیه CDR، همه آنتی‌بادی‌های دیگر تقریباً آنتی‌بادی‌های انسانی هستند و تلاش‌هایی برای جلوگیری از القای پاسخ آنتی‌بادی ضد موش انسانی (HAMA) هنگام استفاده از آنتی‌بادی‌های کلون موش برای درمان انسان انجام شد.

 

برای ساختن یک کتابخانه نمایش فاژ، اولین قدم به دست آوردن ژن‌های کدکننده آنتی‌بادی است که می‌توان آن‌ها را از سلول‌های B حیوانات ایمن‌شده جدا کرد (ساخت کتابخانه ایمنی)، مستقیماً از حیوانات غیر ایمن‌شده استخراج کرد (ساخت کتابخانه طبیعی)، یا حتی در شرایط آزمایشگاهی با قطعات ژن آنتی‌بادی (ساخت کتابخانه مصنوعی) مونتاژ کرد. سپس ژن ها توسط PCR تکثیر می شوند، داخل پلاسمیدها قرار می گیرند و در سیستم های میزبان مناسب (بیان مخمر (معمولا Pichia pastoris)، بیان پروکاریوتی (معمولا E. coli)، بیان سلول های پستانداران، بیان سلول های گیاهی و بیان سلول های حشرات آلوده به ویروس های میله ای شکل بیان می شوند. رایج‌ترین سیستم بیان E. coli است که یک توالی آنتی‌بادی کدکننده خاص را روی فاژ ادغام می‌کند و یکی از پروتئین‌های پوسته فاژ (pIII یا pVIII) را کد می‌کند. ادغام ژن و بر روی سطح باکتریوفاژها نمایش داده می شود. هسته اصلی این فناوری ساخت یک کتابخانه نمایش فاژ است که نسبت به کتابخانه های طبیعی مزیت دارد زیرا می تواند اتصال خاص داشته باشد. متعاقباً، آنتی‌بادی‌های دارای ویژگی آنتی‌ژنی از طریق یک فرآیند انتخاب بیولوژیکی غربال‌گری می‌شوند، آنتی‌ژن‌های هدف ثابت می‌شوند، فاژهای غیر متصل به طور مکرر شسته می‌شوند، و فاژهای متصل برای غنی‌سازی بیشتر شسته می‌شوند. پس از سه دور یا بیشتر از تکرار، آنتی بادی های با ویژگی بالا و میل ترکیبی بالا جدا می شوند.

شکل 3: ساخت کتابخانه آنتی بادی و غربالگری

از فناوری DNA نوترکیب می توان برای تولید قطعات آنتی بادی استفاده کرد. آنتی‌بادی‌های Fab در ابتدا فقط می‌توانند توسط پروتئاز معده هیدرولیز شوند تا قطعات (Fab') 2 تولید شوند، که سپس توسط پاپائین هضم می‌شوند تا تکه‌های Fab را تولید کنند. قطعه Fv از VH و VL تشکیل شده است که به دلیل عدم وجود پیوندهای دی سولفیدی، پایداری ضعیفی دارند. بنابراین، VH و VL از طریق یک پپتید کوتاه 15-20 اسید آمینه به یکدیگر متصل می شوند تا یک آنتی بادی تک زنجیره ای (scFv) با وزن مولکولی تقریبا 25 کیلو دالتون را تشکیل دهند.

مطالعه ساختار آنتی بادی در Camelidae (Camel، LIama و Alpaca) روشن کرده است که آنتی بادی ها فقط دارای زنجیره های سنگین و بدون زنجیره سبک هستند، از این رو به آنها آنتی بادی های زنجیره سنگین (hcAb) می گویند. دامنه متغیر آنتی بادی های زنجیره سنگین را آنتی بادی های تک دامنه یا نانوبادی یا VHH می نامند که اندازه آن بین 15-12 کیلو دالتون است. به عنوان مونومر، هیچ پیوند دی سولفیدی ندارند و بسیار پایدار هستند و میل ترکیبی بسیار بالایی برای آنتی ژن ها دارند.

شکل 5: آنتی بادی زنجیره سنگین و VHH/Nanobody

بیان آزاد سلولی از بیان DNA طبیعی یا مصنوعی برای دستیابی به سنتز پروتئین در شرایط آزمایشگاهی، معمولاً با استفاده از سیستم بیان E. coli استفاده می کند. این ماده به سرعت پروتئین ها را تولید می کند و از بار متابولیک و سیتوتوکسیک روی سلول ها در هنگام تولید مقادیر زیادی از پروتئین های نوترکیب در داخل بدن جلوگیری می کند. همچنین می تواند پروتئین هایی تولید کند که سنتز آنها دشوار است، مانند پروتئین هایی که پس از ترجمه یا سنتز پروتئین های غشایی اصلاح آنها دشوار است.