Što je inženjering antitijela?

Uz pomoć inženjerstva antitijela, moguće je modificirati molekularnu veličinu, farmakokinetiku, imunogenost, afinitet vezanja, specifičnost i efektorsku funkciju antitijela. Nakon sinteze antitijela, specifično vezanje antitijela čini ih vrlo vrijednima u kliničkoj dijagnozi i liječenju. Pomoću inženjerstva antitijela mogu zadovoljiti potrebe ranog razvoja lijekova i dijagnostike.

Svrha inženjerstva antitijela je dizajnirati i proizvesti visoko specifične, stabilne funkcije koje prirodna antitijela ne mogu postići, postavljajući temelje za proizvodnju terapijskih antitijela.

Alpha Lifetech, sa svojim opsežnim iskustvom u projektima inženjeringa antitijela, može pružiti prilagođene usluge monoklonskih i poliklonskih antitijela za više vrsta, kao i usluge izgradnje biblioteke antitijela za prikaz faga i probira. Alpha Lifetech može kupcima pružiti kvalitetna biosimilarna antitijela i rekombinantne proteinske proizvode, kao i odgovarajuće usluge, za proizvodnju učinkovitih, visoko specifičnih i stabilnih antitijela. Korištenjem sveobuhvatnih platformi za antitijela, proteine ​​i sustave za prikaz faga, pružamo usluge koje pokrivaju uzvodno i nizvodno od proizvodnje antitijela, uključujući tehničke usluge kao što su humanizacija antitijela, pročišćavanje antitijela, sekvenciranje antitijela i validacija antitijela.

Pionirska faza inženjerstva antitijela povezana je s dvije tehnologije:

--Tehnologija rekombinantne DNK

--Hibridomska tehnologija

Brzi razvoj inženjerstva antitijela povezan je s tri važne tehnologije:

--Tehnologija kloniranja gena i lančana reakcija polimeraze

--Ekspresija proteina: Rekombinantni proteini nastaju pomoću ekspresijskih sustava kao što su kvasac, štapićasti virusi i biljke

--Računalno potpomognuto strukturno projektiranje

Prva generacija antitijela je humanizirana za proizvodnju himernih antitijela, gdje je varijabilna regija mišjih monoklonskih antitijela bila povezana s konstantnom regijom molekula ljudskog IgG. Regija vezanja antigena (CDR) mišjeg monoklonskog antitijela druge generacije transplantirana je u ljudski IgG. Osim CDR regije, sva ostala antitijela su gotovo ljudska antitijela, a uloženi su napori kako bi se izbjeglo induciranje odgovora ljudskih antimišjih antitijela (HAMA) pri korištenju mišjih klonskih antitijela za liječenje ljudi.

 

Za konstrukciju biblioteke fagnog prikaza, prvi korak je dobivanje gena koji kodiraju antitijela, koja se mogu izolirati iz B stanica imuniziranih životinja (konstrukcija imunološke biblioteke), ekstrahirati izravno iz neimuniziranih životinja (konstrukcija prirodne biblioteke) ili čak sastaviti in vitro s fragmentima gena antitijela (konstrukcija sintetske biblioteke). Zatim se geni amplificiraju PCR-om, ubacuju u plazmide i eksprimiraju u prikladnim sustavima domaćina (ekspresija kvasca (obično Pichia pastoris), prokariotska ekspresija (obično E. coli), ekspresija stanica sisavaca, ekspresija biljnih stanica i ekspresija stanica kukaca zaraženih virusima u obliku štapića). Najčešći je ekspresijski sustav E. coli, koji integrira specifičan kodirajući slijed antitijela na fag i kodira jedan od proteina ljuske faga (pIII ili pVIII). Fuzija gena, I prikazana je na površini bakteriofaga. Srž ove tehnologije je konstrukcija biblioteke fagnog prikaza, koja ima prednost u odnosu na prirodne biblioteke jer može imati specifično vezanje. Nakon toga, antitijela s antigenskom specifičnošću se probiru kroz proces biološke selekcije, ciljni antigeni se fiksiraju, nevezani fagi se više puta ispiru, a vezani fagi se ispiru za daljnje obogaćivanje. Nakon tri ili više krugova ponavljanja, izoliraju se antitijela visoke specifičnosti i visokog afiniteta.

Slika 3: Izgradnja i probir biblioteke antitijela

Tehnologija rekombinantne DNA može se koristiti za generiranje fragmenata antitijela. Fab antitijela u početku se mogu hidrolizirati samo želučanom proteazom kako bi se proizveli (Fab')2 fragmenti, koje zatim papain probavlja kako bi se stvorili pojedinačni Fab fragmenti. Fv fragment sastoji se od VH i VL, koji imaju slabu stabilnost zbog odsutnosti disulfidnih veza. Stoga su VH i VL povezani kratkim peptidom od 15-20 aminokiselina kako bi tvorili jednolančani varijabilni fragment (scFv) antitijela s molekularnom težinom od približno 25 KDa.

Proučavanje strukture antitijela u obitelji Camelidae (Camel, Liama ​​i Alpaca) razjasnilo je da antitijela imaju samo teške lance, a ne i lake lance, stoga se nazivaju antitijela teškog lanca (hcAb). Varijabilna domena antitijela teškog lanca naziva se antitijela s jednom domenom ili nanotijela ili VHH, veličine 12-15 kDa. Kao monomeri, nemaju disulfidne veze i vrlo su stabilni, s vrlo visokim afinitetom za antigene.

Slika 5: Antitijelo teškog lanca i VHH/nanotijelo

Slobodna ekspresija koristi ekspresiju prirodne ili sintetske DNA za postizanje in vitro sinteze proteina, obično korištenjem ekspresijskog sustava E. coli. Brzo proizvodi proteine ​​i izbjegava metaboličko i citotoksično opterećenje stanica pri proizvodnji velikih količina rekombinantnih proteina in vivo. Također može proizvesti proteine ​​koje je teško sintetizirati, poput onih koje je teško modificirati nakon translacije ili sintetizirati membranske proteine.