Apa itu Rekayasa Antibodi?

Dengan bantuan rekayasa antibodi, dimungkinkan untuk memodifikasi ukuran molekul, farmakokinetik, imunogenisitas, afinitas pengikatan, spesifisitas, dan fungsi efektor antibodi. Setelah mensintesis antibodi, pengikatan spesifik antibodi menjadikannya sangat berharga dalam diagnosis dan pengobatan klinis. Melalui rekayasa antibodi, kebutuhan pengembangan obat dan diagnostik tahap awal dapat terpenuhi.

Tujuan rekayasa antibodi adalah untuk merancang dan menghasilkan fungsi yang sangat spesifik dan stabil yang tidak dapat dicapai oleh antibodi alami, sehingga meletakkan dasar untuk produksi antibodi terapeutik.

Alpha Lifetech, dengan pengalaman proyek yang luas dalam rekayasa antibodi, dapat menyediakan layanan antibodi monoklonal dan poliklonal yang disesuaikan untuk berbagai spesies, serta layanan pembuatan dan penyaringan pustaka antibodi phage display. Alpha Lifetech dapat menyediakan antibodi biosimilar dan produk protein rekombinan berkualitas kepada pelanggan, serta layanan terkait, untuk menghasilkan antibodi yang efisien, sangat spesifik, dan stabil. Dengan memanfaatkan platform antibodi, protein, dan sistem phage display yang komprehensif, kami menyediakan layanan yang mencakup hulu dan hilir produksi antibodi, termasuk layanan teknis seperti humanisasi antibodi, pemurnian antibodi, pengurutan antibodi, dan validasi antibodi.

Tahap perintis rekayasa antibodi berkaitan dengan dua teknologi:

Teknologi DNA rekombinan

--Teknologi Hibridoma

Perkembangan pesat rekayasa antibodi terkait dengan tiga teknologi penting:

--Teknologi kloning gen dan reaksi berantai polimerase

--Ekspresi protein: Protein rekombinan diproduksi oleh sistem ekspresi seperti ragi, virus berbentuk batang, dan tumbuhan.

--Desain struktur berbantuan komputer

Generasi pertama antibodi dihumanisasi untuk produksi antibodi kimerik, di mana daerah variabel antibodi monoklonal tikus dihubungkan dengan daerah konstan molekul IgG manusia. Daerah pengikatan antigen (CDR) dari antibodi monoklonal tikus generasi kedua ditransplantasikan ke dalam IgG manusia. Kecuali daerah CDR, semua antibodi lainnya hampir merupakan antibodi manusia, dan upaya dilakukan untuk menghindari timbulnya respons antibodi anti-tikus manusia (HAMA) ketika menggunakan antibodi klon tikus untuk pengobatan manusia.

 

Untuk membangun pustaka tampilan fage (phage display library), langkah pertama adalah memperoleh gen yang mengkode antibodi, yang dapat diisolasi dari sel B hewan yang diimunisasi (konstruksi pustaka imun), diekstrak langsung dari hewan yang tidak diimunisasi (konstruksi pustaka alami), atau bahkan dirakit secara in vitro dengan fragmen gen antibodi (konstruksi pustaka sintetik). Kemudian, gen tersebut diamplifikasi dengan PCR, dimasukkan ke dalam plasmid, dan diekspresikan dalam sistem inang yang sesuai (ekspresi ragi (biasanya Pichia pastoris), ekspresi prokariotik (biasanya E. coli), ekspresi sel mamalia, ekspresi sel tumbuhan, dan ekspresi sel serangga yang terinfeksi virus berbentuk batang). Yang paling umum adalah sistem ekspresi E. coli, yang mengintegrasikan sekuens antibodi pengkode spesifik ke fage dan mengkode salah satu protein cangkang fage (pIII atau pVIII). Fusi gen tersebut kemudian ditampilkan di permukaan bakteriofage. Inti dari teknologi ini adalah membangun pustaka tampilan fage, yang memiliki keunggulan dibandingkan pustaka alami karena dapat memiliki pengikatan spesifik. Selanjutnya, antibodi dengan spesifisitas antigen disaring melalui proses seleksi biologis, antigen target difiksasi, fage yang tidak terikat berulang kali dicuci, dan fage yang terikat dicuci untuk pengayaan lebih lanjut. Setelah tiga putaran pengulangan atau lebih, antibodi dengan spesifisitas dan afinitas tinggi diisolasi.

Gambar 3: Konstruksi dan Penyaringan Pustaka Antibodi

Teknologi DNA rekombinan dapat digunakan untuk menghasilkan fragmen antibodi. Antibodi Fab awalnya hanya dapat dihidrolisis oleh protease lambung untuk menghasilkan fragmen (Fab')2, yang kemudian dicerna oleh papain untuk menghasilkan fragmen Fab individual. Fragmen Fv terdiri dari VH dan VL, yang memiliki stabilitas rendah karena tidak adanya ikatan disulfida. Oleh karena itu, VH dan VL dihubungkan bersama melalui peptida pendek sepanjang 15-20 asam amino untuk membentuk antibodi fragmen variabel rantai tunggal (scFv) dengan berat molekul sekitar 25 kDa.

Studi tentang struktur antibodi pada Camelidae (Unta, Liama, dan Alpaka) telah menjelaskan bahwa antibodi hanya memiliki rantai berat dan tidak memiliki rantai ringan, sehingga disebut antibodi rantai berat (hcAb). Domain variabel antibodi rantai berat disebut antibodi domain tunggal atau nanobodi atau VHH, dengan ukuran 12-15 kDa. Sebagai monomer, antibodi ini tidak memiliki ikatan disulfida dan sangat stabil, dengan afinitas yang sangat tinggi terhadap antigen.

Gambar 5: Antibodi Rantai Berat dan VHH/Nanobody

Ekspresi bebas sel memanfaatkan ekspresi DNA alami atau sintetis untuk mencapai sintesis protein in vitro, biasanya menggunakan sistem ekspresi E. coli. Metode ini menghasilkan protein dengan cepat dan menghindari beban metabolik dan sitotoksik pada sel ketika memproduksi protein rekombinan dalam jumlah besar secara in vivo. Metode ini juga dapat menghasilkan protein yang sulit disintesis, seperti protein yang sulit dimodifikasi setelah translasi atau mensintesis protein membran.