טכנולוגיית תצוגת פאג'ים היא החדרת גן מטרה זר למיקום הספציפי של חלבון קפסיד הפאג', וביטוי הגן הזר על פני הפאג' מבלי לפגוע בתפקוד התקין של הפאג'. לאחר מספר סבבי סינון, הושג לבסוף חלבון מטרה בעל ספציפיות חזקה ופעילות ביולוגית גבוהה.

ניתן לייצר ספריות נוגדנים בעלות קיבולת גבוהה באמצעות טכנולוגיה זו. מחזור הסינון קצר, תהליך ההפעלה פשוט ומגוון היישומים נרחב, מה שמאפשר זיהוי רצפים אופטימליים עבור פפטידים או חלבונים ממוקדים. ביישומים הקשורים לנגיפים, חוקרים יכולים לגלות נוגדנים הנקשרים לאפיטופים ויראליים קריטיים על ידי סינון ספריות נוגדנים גדולות. תהליך זה יכול לעכב את מנגנוני הכניסה, השכפול או ההתחמקות החיסונית של נגיפים, ובכך ליצור בסיס לטיפול במחלות.

טכנולוגיית תצוגת פאג'ים נמצאת בשימוש נרחב יותר מטכנולוגיית היברידומה, המוגבלת לייצור כמות קטנה של נוגדנים כנגד אימונוגנים ספציפיים. לעומת זאת, טכנולוגיית תצוגת פאג'ים יכולה להציג ספריית נוגדנים שלמה שמקורה במינים חיסוניים שונים.

לטכנולוגיית תצוגת פאג'ים מגוון רחב של יישומים, כולל סינון קולטנים של מיקרואורגניזמים פתוגניים, חקר אינטראקציות בין חלבונים, מעקב אחר העברת אותות בין תאים, אבחון מחלות בבעלי חיים ופיתוח חיסונים, בין היתר.

טכנולוגיית תצוגת פאג'ים מציעה יתרונות רבים וניתן ליישם אותה בתחומים שונים. עם זאת, האתגר העיקרי בפיתוח נוגדנים רקומביננטיים באמצעות שיטת תצוגת הפאג'ים הוא המורכבות והעלות הכרוכות בתהליך. גישה זו מחייבת שילוב של טכניקות ביולוגיה מולקולרית, כולל מוטציה, שיבוט וביטוי, יחד עם ניתוחים אימונולוגיים, ביוכימיים וביופיזיקליים כדי לזהות ולאפיין את הנוגדנים הרצויים.

הצגת אנטיגן היא חוליה חשובה מאוד. שיטות הצגת האנטיגן כוללות בעיקר הצגת אנטיגן מצופה ישירה, הצגת אנטיגן מצופה עקיפה, הצגת אנטיגן באמצעות סינון תאים שלמים, הצגת אנטיגן באמצעות ליפוזומים, דיסקיות ננו-פוספוליפידים ו-VLPs.

שיטת הציפוי הישיר פשוטה יחסית, אך קל לשנות את קונפורמציית האנטיגן, ופועלת הציפוי העקיף מסובכת, אך היא יכולה לשמור על קונפורמציית האנטיגן ולשפר את יעילות ההצגה. סינון תאים יכול לדמות את הסצנה האמיתית in vivo, אך קיימת בעיה של קישור לא ספציפי. לדיסק ננו-פוספוליפידים יש גודל קטן, יעילות מסירה גבוהה ויציבות טובה; VLPs מתמזגים עם אנטיגן או עטופים באנטיגן, בעלי אימונוגניות גבוהה ובטיחות טובה, ויכולים לעורר תגובה חיסונית חזקה.

אם הריכוז נמוך מדי, הסבירות לקישור עם הפאג' תפחת, וכתוצאה מכך תפחית את יעילות הסינון. לעומת זאת, ריכוז גבוה מדי עלול להגביר את הסבירות לקישור לא ספציפי, להגביר את אות הרקע ולעכב את הזיהוי של שיבוטים חיוביים.

ניתן לאמץ שיטת קיבוע עדינה כדי להימנע מטמפרטורה גבוהה, חומצה חזקה ובסיס. שיטת ציפוי עקיפה ומערכת ביוטין-סטרפטאבידין שימשו להפחתת הנזק למבנה האנטיגן. אם האנטיגן הוא חלבון ממברנה, ניתן להציג אותו על פני השטח של תאים שלמים או להשתמש בו כדי לדמות את סביבת הממברנה, כגון ננו-דיסק, כדי לשמור על הקונפורמציה הטבעית של חלבון הממברנה שלו.

בנוסף לניסויים שגרתיים כגון ELISA, Western Blotting (WB) ואימונופלואורסצנציה (IF), ניתן להשתמש בטכניקות גילוי תהודה פלסמונית משטחית (SPR) ואינטרפרומטריית שכבות ביולוגיות (BLI) כדי לנטר את תהליכי הקישור והדיסוציאציה של נוגדנים ואנטיגנים בזמן אמת, מה שמאפשר קביעת פרמטרים של זיקה וקינטיקה.

ניתן להשתמש בתצוגת פאג'ים כדי לייצר נוגדנים חד שבטיים בעלי זיקה גבוהה עבור מגוון רחב של מינים המייצרים נוגדנים, כולל אך לא רק בני אדם, עכברים, חולדות, ארנבות, תרנגולות, גמלים, אלפקות, פרות, כלבים, כבשים, קופים וכרישים.

טכנולוגיית הבנייה של ספריות נוגדנים עכברים מבוססת היטב, חסכונית, ובעלת משך ניסוי קצר, מה שהופך אותה למתאימה לסינון נוגדנים ראשוני ולמחקר בסיסי. נוגדנים לארנבת מפגינים זיקה וספציפיות חזקות, עם טווח זיהוי אפיטופים רחב יותר בהשוואה לנוגדנים עכברים. ניתן להשיג נוגדנים אנושיים ישירות מספריות נוגדנים אנושיים, ובכך להימנע מתגובות חיסוניות אפשריות שעלולות להתרחש כאשר נוגדנים הטרולוגיים ניתנים לגוף האדם. גישה זו בעלת ערך משמעותי במחקר ופיתוח תרופות, במיוחד ביצירת נוגדנים טיפוליים.

אימונוגנים של בעלי חיים מחולקים בדרך כלל לאנטיגן חלבוני, אנטיגן פוליפפטיד, אנטיגן חומצות גרעין ואנטיגן הקשור לפתוגן, ביניהם אנטיגן הקשור לפתוגן כולל אנטיגן וירוס (חלקיק וירוס שלם, חלבון וירוס, חלבון לא מבני וירוס וכו'), אנטיגן חיידקי (תמצית חיידקית שלמה, רכיב דופן תא, חלבון מופרש, רעלן וכו') ואנטיגן טפיל.

התאמת אימונוגנים על ידי החלפת אנטיגנים חיסוניים בחלבונים רקומביננטיים והחלפת חלקיקי וירוס כיבוי אש בחלבונים מבניים של וירוסים. התאמת תכנון הניסוי ושנו את המינון החיסוני.

ניתן לשפר את האימונוגניות על ידי צימוד אנטיגנים עם חלבוני נשאים, כגון אלבומין בסרום בקר. בנוסף, ניתן להשתמש באדג'ובנטים חיסוניים, כולל אדג'ובנט פרוינד ואדג'ובנט אלומיניום, כדי להאריך את זמן השהייה in vivo ולעודד את ההפעלה וההתרבות של תאי חיסון, ובכך לשפר את האימונוגניות.

ספריית נוגדנים לפאג'ים היא אוסף של נוגדנים מגוונים לפאג'ים הנוצרים על ידי הרכבת סט שלם של גנים בעלי אזור משתנה מנוגדנים לווקטורים של פאג'ים וביטוי שלהם על פני השטח של פאג'ים. תהליך זה מביא ליצירת ספריית נוגדנים לפאג'ים.

התהליך הכללי של תצוגת פאג'ים כולל מספר שלבים עיקריים: מיצוי תאי דם חד-גרעיניים היקפיים (PBMC) מבעלי חיים מחוסנים, בידוד RNA כולל ותעתוקו ל-DNA משלים (cDNA), הגברת גן המטרה באמצעות טכנולוגיית תגובת שרשרת פולימראז (PCR), שיבוט גן המטרה לוקטור פאג', והפיכת הווקטור לתא מארח לצורך ביטוי. תהליך זה מביא לבניית ספריית תצוגת פאג'ים, שיכולה לזהות במהירות נוגדנים בעלי זיקה גבוהה. לאחר מכן, ספרייה זו יכולה לשמש משאב יקר ערך לפיתוח חיסונים, תרופות טיפוליות וריאגנטים לאבחון.

בהתאם למקור ספריית הנוגדנים, ניתן לסווג ספריות נוגדנים לפאג'ים לספריות נוגדנים לפאג'ים חיסוניים וספריות נוגדנים לפאג'ים טבעיים. ההבדל העיקרי בין שני סוגים אלה טמון בשאלה האם בעלי החיים חוסנו. בנוסף, ניתן ליצור ספריות נוגדנים טבעיים באמצעות סינתזה למחצה או סינתזה.

ישנם שני מדדים עיקריים להערכת איכות ספריית נוגדנים: קיבולת אחסון וגיוון. קיבולת אחסון גדולה, בשילוב עם גיוון גבוה, מבטיחה סינון יעיל של נוגדנים בעלי זיקה וספציפיות גבוהות כאחד.

בתהליך של שחרור ביולוגי, ספריית התצוגה מודגרת עם מטרות קבועות ולאחר מכן נשטפת בקפידה כדי להסיר פאג'ים שאינם מגיבים. קוניוגטים עוברים בדרך כלל שחרור באמצעות תמיסה חומצית או עתירת מלח ולאחר מכן מוגברים בתאי מארח מתאימים להעשרה. לאחר 3 עד 5 סבבי סינון, מתקבלים נוגדנים בעלי זיקה גבוהה.

שיטות סינון פאג'ים כוללות בעיקר סינון פאזה מוצקה (solid phase panning), סינון פאזה נוזלית וסינון מבוסס תאים. בחירת שיטת סינון מתאימה צריכה להתחשב במאפייני מולקולות המטרה, במטרות תהליך הסינון ובסביבת המעבדה.

סינון חיובי הוא השיטה הבסיסית ביותר לסינון נוגדנים לפאג'ים הנקשרים לחלבוני מטרה. סינון שלילי משמש לסילוק נוגדנים לא ספציפיים. במהלך תהליך סינון נוגדני הפאג'ים, נוגדנים לא ספציפיים עשויים להתגלות עקב הפרעה מתווית האנטיגן המטרה, חומרים או אנטיגנים אחרים בעלי דמיון מבני לאנטיגן המטרה. במקרים כאלה, סינון שלילי יכול לשפר את יעילות תהליך הסינון.

השיטות לאימות נוגדנים כוללות בדרך כלל ELISA, Western Blotting (WB), ציטומטריית זרימה, אימונופרסיפיטציה (IP), אימונופלואורסצנציה (IF), אימונוהיסטוכימיה ומגוון טכניקות ניסיוניות אחרות. לאלפא לייפטק ניסיון רב בגילוי נוגדנים ויש לה צוות ניסויים מקצועי, המבטיח את יעילות הנוגדנים בניסויים הבאים.