מהי הנדסת נוגדנים?

בעזרת הנדסת נוגדנים, ניתן היה לשנות את הגודל המולקולרי, הפרמקוקינטיקה, האימונוגניות, זיקת הקישור, הספציפיות ותפקוד האפקטור של נוגדנים. לאחר סינתזה של נוגדנים, הקישור הספציפי של נוגדנים הופך אותם לבעלי ערך רב באבחון וטיפול קליני. באמצעות הנדסת נוגדנים, הם יכולים לענות על הצרכים של פיתוח מוקדם של תרופות ואבחון.

מטרת הנדסת נוגדנים היא לעצב ולייצר פונקציות ספציפיות ויציבות ביותר שנוגדנים טבעיים אינם יכולים להשיג, מה שמניח את הבסיס לייצור נוגדנים טיפוליים.

Alpha Lifetech, עם הניסיון הרב שלה בפרויקטים בהנדסת נוגדנים, יכולה לספק שירותי נוגדנים חד שבטיים ופולישבטיים מותאמים אישית עבור מינים מרובים, כמו גם שירותי בנייה והקרנה של ספריית נוגדנים להצגת פאג'ים. אלפא לייףטק יכולה לספק ללקוחות נוגדנים ביו-סימילריים איכותיים ומוצרי חלבון רקומביננטיים, כמו גם שירותים מתאימים, לייצור נוגדנים יעילים, ספציפיים מאוד ויציבים. על ידי שימוש מקיף של נוגדנים, פלטפורמות חלבון ומערכות תצוגת פאג'ים, אנו מספקים שירותים המכסים את הזרם והמורד של ייצור הנוגדנים, לרבות שירותים טכניים כגון האנשת נוגדנים, טיהור נוגדנים, רצף נוגדנים ואימות נוגדנים.

השלב החלוצי של הנדסת נוגדנים קשור לשתי טכנולוגיות:

-טכנולוגיית DNA רקומביננטי

--טכנולוגיית היברידומה

הפיתוח המהיר של הנדסת נוגדנים קשור לשלוש טכנולוגיות חשובות:

-טכנולוגיית שיבוט גנים ותגובת שרשרת פולימראז

- ביטוי חלבונים: חלבונים רקומביננטיים מיוצרים על ידי מערכות ביטוי כגון שמרים, וירוסים בצורת מוט וצמחים

- תכנון מבני בעזרת מחשב

הדור הראשון של נוגדנים הואנש לייצור נוגדנים כימריים, כאשר האזור המשתנה של נוגדנים חד שבטיים של עכבר היה מקושר לאזור הקבוע של מולקולות IgG אנושיות. אזור קושר האנטיגן (CDR) של הנוגדן המונוקלונלי של העכבר מהדור השני הושתל ב-IgG אנושי. מלבד אזור ה-CDR, כל הנוגדנים האחרים הם כמעט נוגדנים אנושיים, ונעשו מאמצים להימנע מהשראת תגובות נוגדנים אנושיים נגד עכברים (HAMA) בעת שימוש בנוגדנים משובטים של עכברים לטיפול בבני אדם.

 

כדי לבנות ספריית תצוגת פאג, הצעד הראשון הוא להשיג את הגנים המקודדים לנוגדנים, אותם ניתן לבודד מתאי B של בעלי חיים מחוסנים (בניית ספרייה חיסונית), לחלץ ישירות מבעלי חיים לא מחוסנים (בניית ספרייה טבעית), או אפילו להרכיב במבחנה עם שברי גנים של נוגדנים (בניית ספרייה סינתטית). לאחר מכן, הגנים מוגברים על ידי PCR, מוכנסים לפלסמידים ומתבטאים במערכות מארחות מתאימות (ביטוי שמרים (בדרך כלל Pichia pastoris), ביטוי פרוקריוטי (בדרך כלל E. coli), ביטוי של תאי יונק, ביטוי תאי צמחים וביטוי תאי חרקים נגועים בנגיפים בצורת מוט). הנפוצה ביותר היא מערכת הביטוי E. coli, המשלבת רצף נוגדנים מקודד ספציפי על הפאג ומקודדת לאחד מחלבוני מעטפת הפאג (pIII או pVIII). היתוך הגנים של, והוצג על פני השטח של בקטריופאג'ים. הליבה של טכנולוגיה זו היא בניית ספריית תצוגת פאג', שיש לה יתרון על פני ספריות טבעיות בכך שהיא יכולה להיות בעלת קשירה ספציפית. לאחר מכן, נוגדנים בעלי סגוליות אנטיגן נבדקים באמצעות תהליך בחירה ביולוגי, אנטיגנים מטרה מקובעים, פאגים לא קשורים נשטפים שוב ושוב ופאג'ים קשורים נשטפים להעשרה נוספת. לאחר שלושה סבבים או יותר של חזרה, מבודדים נוגדנים עם סגוליות גבוהה וזיקה גבוהה.

איור 3: בנייה והקרנה של ספריית נוגדנים

ניתן להשתמש בטכנולוגיית DNA רקומביננטי ליצירת שברי נוגדנים. נוגדני Fab יכולים בהתחלה לעבור הידרוליזה רק על ידי פרוטאז קיבה כדי לייצר (Fab ') 2 שברי, אשר מתעכלים לאחר מכן על ידי פפאין ליצירת שברי Fab בודדים. שבר ה-Fv מורכב מ-VH ו-VL, בעלי יציבות ירודה עקב היעדר קשרי דיסולפיד. לכן, VH ו-VL מקושרים יחד באמצעות פפטיד קצר של 15-20 חומצות אמינו ליצירת נוגדן משתנה שרשרת אחת (scFv) עם משקל מולקולרי של כ-25KDa.

המחקר של מבנה הנוגדנים בקמלידים (Camel, LIama, and Alpaca) הבהיר שלנוגדנים יש רק שרשראות כבדות וללא שרשראות קלות, ולכן הם נקראים נוגדני שרשרת כבדה (hcAb). התחום המשתנה של נוגדנים לשרשרת כבדה נקרא נוגדנים מסוג יחיד או ננו-גוף או VHH, בגודל של 12-15 kDa. כמונומרים, אין להם קשרי דיסולפיד והם יציבים מאוד, עם זיקה גבוהה מאוד לאנטיגנים.

איור 5: נוגדן שרשרת כבדה ו-VHH/Nanobody

ביטוי חופשי של תאים משתמש בביטוי של DNA טבעי או סינתטי כדי להשיג סינתזת חלבון במבחנה, בדרך כלל באמצעות מערכת הביטוי E. coli. הוא מייצר חלבונים במהירות ומונע את העומס המטבולי והציטוטוקסי על התאים בעת ייצור כמויות גדולות של חלבונים רקומביננטיים in vivo. זה יכול גם לייצר חלבונים שקשה לסנתז, כגון אלה שקשה לשנות לאחר תרגום או לסנתז חלבוני ממברנה.