Mitä on vasta-ainetekniikka?

Vasta-ainetekniikan avulla on voitu muokata vasta-aineiden molekyylikokoa, farmakokinetiikkaa, immunogeenisyyttä, sitoutumisaffiniteettia, spesifisyyttä ja efektoritoimintoa. Vasta-aineiden syntetisoinnin jälkeen vasta-aineiden spesifinen sitoutuminen tekee niistä erittäin arvokkaita kliinisessä diagnoosissa ja hoidossa. Vasta-ainetekniikan avulla ne voivat vastata lääke- ja diagnostiikan varhaisen kehityksen tarpeisiin.

Vasta-ainetekniikan tarkoituksena on suunnitella ja tuottaa erittäin spesifisiä, stabiileja toimintoja, joita luonnolliset vasta-aineet eivät pysty saavuttamaan, mikä luo perustan terapeuttisten vasta-aineiden tuotannolle.

Alpha Lifetech, jolla on laaja projektikokemus vasta-ainesuunnittelusta, voi tarjota räätälöityjä monoklonaalisia ja polyklonaalisia vasta-ainepalveluita useille lajeille sekä faaginäytön vasta-ainekirjaston rakentamis- ja seulontapalveluita. Alpha Lifetech voi tarjota asiakkaille laadukkaita biologisesti samanlaisia ​​vasta-aineita ja rekombinanttiproteiinituotteita sekä vastaavia palveluita tehokkaiden, erittäin spesifisten ja stabiilien vasta-aineiden tuottamiseksi. Hyödyntämällä kattavia vasta-aine-, proteiinialustoja ja faaginäyttöjärjestelmiä tarjoamme palveluita, jotka kattavat vasta-ainetuotannon alku- ja loppupään, mukaan lukien tekniset palvelut, kuten vasta-aineiden humanisoinnin, vasta-aineiden puhdistamisen, vasta-ainesekvensoinnin ja vasta-aineiden validoinnin.

Vasta-ainetekniikan uraauurtava vaihe liittyy kahteen teknologiaan:

- Yhdistelmä-DNA-tekniikka

- Hybridoomatekniikka

Vasta-ainetekniikan nopea kehitys liittyy kolmeen tärkeään teknologiaan:

--Geenikloonaustekniikka ja polymeraasiketjureaktio

-- Proteiinin ilmentyminen: Rekombinanttiproteiineja tuottavat ilmentämisjärjestelmät, kuten hiiva, sauvan muotoiset virukset ja kasvit

-- Tietokoneavusteinen rakennesuunnittelu

Ensimmäinen vasta-aineiden sukupolvi humanisoitiin kimeeristen vasta-aineiden tuotantoa varten, jolloin hiiren monoklonaalisten vasta-aineiden vaihteleva alue liitettiin ihmisen IgG-molekyylien vakioalueeseen. Toisen sukupolven hiiren monoklonaalisen vasta-aineen antigeeniä sitova alue (CDR) siirrettiin ihmisen IgG:hen. CDR-aluetta lukuun ottamatta kaikki muut vasta-aineet ovat melkein ihmisen vasta-aineita, ja ihmisen anti-hiirivasta-ainevasteiden (HAMA) indusoimista pyrittiin välttämään käytettäessä hiiren kloonivasta-aineita ihmisen hoitoon.

 

Faaginäyttökirjaston rakentamiseksi ensimmäinen vaihe on hankkia vasta-aineita koodaavat geenit, jotka voidaan eristää immunisoitujen eläinten B-soluista (immuunikirjaston rakentaminen), uuttaa suoraan immunisoimattomista eläimistä (luonnollinen kirjaston rakentaminen) tai jopa koota in vitro vasta-ainegeenifragmenttien kanssa (synteettinen kirjaston rakentaminen). Sitten geenit monistetaan PCR:llä, insertoidaan plasmideihin ja ekspressoidaan sopivissa isäntäjärjestelmissä (hiivaekspressio (yleensä Pichia pastoris), prokaryoottinen ilmentyminen (yleensä E. coli), nisäkässoluekspressio, kasvisoluekspressio ja sauvan muotoisilla viruksilla infektoituneiden hyönteissolujen ilmentyminen). Yleisin on E. coli -ilmentämisjärjestelmä, joka integroi spesifisen koodaavan vasta-ainesekvenssin faagiin ja koodaa yhtä faagin kuoriproteiineista (pIII tai pVIII). Geenifuusio, Ja näkyy bakteriofagien pinnalla. Tämän tekniikan ydin on faaginäyttökirjaston rakentaminen, jolla on etu luonnollisiin kirjastoihin verrattuna, että sillä voi olla spesifinen sitoutuminen. Sen jälkeen vasta-aineet, joilla on antigeenispesifisyys, seulotaan biologisella valintaprosessilla, kohdeantigeenit kiinnitetään, sitoutumattomat faagit pestään toistuvasti pois ja sitoutuneet faagit pestään pois lisärikastamista varten. Kolmen tai useamman toistokierroksen jälkeen eristetään korkeaspesifiset ja korkean affiniteetin vasta-aineet.

Kuva 3: Vasta-ainekirjaston rakentaminen ja seulonta

Yhdistelmä-DNA-tekniikkaa voidaan käyttää vasta-ainefragmenttien tuottamiseen. Fab-vasta-aineet voidaan aluksi hydrolysoida vain mahalaukun proteaasin avulla (Fab')2-fragmenttien tuottamiseksi, jotka sitten pilkotaan papaiinilla yksittäisten Fab-fragmenttien muodostamiseksi. Fv-fragmentti koostuu VH:sta ja VL:stä, joilla on huono stabiilisuus johtuen disulfidisidosten puuttumisesta. Siksi VH ja VL on liitetty yhteen lyhyen 15-20 aminohapon peptidin kautta muodostaen yksiketjuisen vaihtelevan fragmentin (scFv) vasta-aineen, jonka molekyylipaino on noin 25 kDa.

Camelidae-eläinten (Camel, LIama ja Alpaca) vasta-ainerakenteen tutkimus on selventänyt, että vasta-aineissa on vain raskaita ketjuja eikä kevyitä ketjuja, joten niitä kutsutaan raskaan ketjun vasta-aineiksi (hcAb). Raskasketjuvasta-aineiden variaabelia domeenia kutsutaan yksidomeenisiksi vasta-aineiksi tai nano-aineiksi tai VHH:ksi, joiden koko on 12-15 kDa. Monomeereinä niillä ei ole disulfidisidoksia ja ne ovat erittäin stabiileja ja niillä on erittäin korkea affiniteetti antigeeneihin.

Kuva 5: Raskaan ketjun vasta-aine ja VHH/nanobody

Soluvapaa ekspressio hyödyntää luonnollisen tai synteettisen DNA:n ilmentymistä in vitro -proteiinisynteesin saavuttamiseksi, tyypillisesti käyttämällä E. coli -ilmentämisjärjestelmää. Se tuottaa proteiineja nopeasti ja välttää solujen metabolisen ja sytotoksisen taakan, kun se tuottaa suuria määriä rekombinanttiproteiineja in vivo. Se voi myös tuottaa proteiineja, joita on vaikea syntetisoida, kuten sellaisia, joita on vaikea modifioida translaation jälkeen tai syntetisoida kalvoproteiineja.