VHH抗体は、ラクダの血清中に存在する天然の軽鎖（VL）欠損抗体です。VHH抗体の構造は単純で、2つの重鎖（VH）のみから構成されています。ナノボディは、分子量約15 kDaの重鎖可変領域（VHH）からなります。VHH抗体は、抗原を認識する正常な能力を持ち、優れた親和性、優れた特異性、優れた安定性、および優れた浸透性を示します。その後、アルパカやサメなどの他の動物からも、この構造に対する抗体が発見されています。ナノボディは、VLドメインを持たないにもかかわらず、1つの重鎖可変領域と2つの従来のCH2およびCH3領域のみを含み、非常に安定した単一ドメイン抗体であり、抗体活性を持つ既知の最小の結合単位です。 Alpha Lifetechは、ナノボディ合成およびファージディスプレイ開発プラットフォームを通じて、ナノボディ調製、ナノボディライブラリー構築およびスクリーニング、VHHナノボディ発現、および一連のサービスをお客様に提供できます。これにより、さまざまなタイプのファージ抗体ライブラリーを効率的に構築およびスクリーニングし、お客様に特異的で高特異性の抗体ソリューションを提供できます。また、お客様向けに専門的な抗体ヒト化戦略を開発し、ナノボディをヒト化することで、当社製品はヒト抗体とほぼ同等の性能を発揮します。

まず、病気のないアルパカは、免疫原によって免疫系が刺激されて免疫応答を起こすことができ、これらの動物は単一ドメイン抗体を産生することができます。次に、アルパカのPBMCから単一のB細胞を分離し、B細胞からRNAを抽出してcDNAに転写しました。最後に、これをテンプレートとして使用し、電気泳動によって目的のVHH配列をスクリーニングしました。次に、スクリーニングされたVHH抗体配列のシーケンス解析を行い、調製したVHH抗体の安定性と親和性を向上させました。同時に、VHH抗体の部位特異的変異誘発と安定性スクリーニングも実施できます。スクリーニングのための特定の変異などの特殊な方法を導入することで、VHH抗体変異体の安定性を高めることができます。エンジニアは、得られたVHH配列を、VHH抗体発現のための適切な発現ベクター（プラスミド、ウイルスなど）に挿入しました。最後に、ファージディスプレイ技術または酵母ディスプレイ技術を用いて、VHH抗体を宿主表面に発現させ、コーティング抗原とELISAを用いて標的抗原に特異的に結合できるナノ抗体を選択します。Alpha Lifetechは、選択されたナノボディの配列を解析・検証し、顧客に提供するナノボディ配列の正確性と機能性を保証しています。

VHH技術は、遺伝子工学の様々な進歩を活用し、標的遺伝子を通常の条件下で再スプライシングおよび再配置することで、他の技術に高い結合性を提供するツールとして機能します。このツールは様々なタグを付加することができ、VHH技術で製造された抗体は精製が容易です。Alpha Lifetechは、ハイスループットスクリーニング技術を用いて、短期間で多数の抗体の中から顧客が求める特定の機能を持つVHH抗体を選別できます。また、VHH抗体は高温やその他の溶媒に曝されることで、無期限かつ経済的に生産可能です。VHH抗体は、足場としての利用、標識、特定のアミノ酸の改変など、遺伝子操作によって様々な用途に利用できます。VHH抗体は、マイクロタイタープレート、電気化学バイオセンサー、ラテラルフローデバイスなど、従来の抗体を使用するあらゆる一般的なプラットフォームに適しています。VHH抗体はサイズが小さいため、結合ドメインの密度が高く、シグナル増強、ひいては高感度という優れた利点があります。同時に、VHH抗体は腫瘍の診断と治療、炎症の診断、中枢神経系疾患の治療など、幅広い分野で応用されています。VHH抗体は遺伝子操作が容易で安定性も優れているため、食品や飼料中のマイコトキシンをモニタリングするのに特に有用です。

免疫化の過程では、さまざまな免疫原が使用されます。免疫原の特性に応じて、天然抗原、組換え抗原、合成抗原、低分子抗原に分類できます。天然抗原にはウイルス性免疫原が含まれます。天然免疫原の精製プロセスは複雑で、他の免疫原よりも難しく、精製コストも高くなります。ウイルス性免疫原は、全ウイルス不活化ワクチン、サブユニットワクチン、ウイルスベクターワクチン、mRNAワクチンに分類されます。全ウイルス不活化ワクチンは、体内で免疫応答を誘導できますが、ウイルスを完全に不活化する必要があり、製造プロセスがより複雑です。サブユニットワクチンでは、ウイルス表面タンパク質のみを抗原として使用するため、この免疫原の安全性は高いですが、免疫効果を高めるためにアジュバントを添加する必要があります。遺伝子改変後、アデノウイルスとレンチウイルスはベクターとして使用され、ウイルスの複製と発現によって免疫応答の発生を誘導します。免疫効果は効率的で持続的であるが、調製プロセスが複雑なため、バイオセーフティを厳密に管理する必要がある。mRNAは細胞に直接導入できるため、細胞は抗原を発現して免疫応答の発生を刺激することができるが、このプロセスはより困難であり、mRNAの安定性と送達効率を確保する必要がある。組換え抗原は天然抗原とは構造が異なるが、大規模な工業生産を行うことができる。低分子タンパク質またはポリペプチド抗原は、in vitro合成法によって調製することができる。その構造は制御可能であるが、設計が複雑になる可能性がある。低分子抗原は、ペプチドやヌクレオチドなどの低分子化合物がほとんどである。これらはそれ自体では免疫原性がないため、高分子キャリアと結合した後にのみ免疫原として使用できる。

ナノ抗体の分子量は非常に小さく、通常12～15 kDa程度で、従来のIgG抗体のわずか10分の1です。結晶構造は直径約2.5nm、長さ約4.2nmのラグビーボール状です。独自の分子構造により、血液脳関門を通過して組織への浸透性が高く、半減期が短く、腎クリアランスが高くなります。ナノ抗体は、相補性決定領域と骨格領域から構成されます。相補性決定領域には、CDR 1、CDR 2、CDR 3が含まれます。CDR 3領域の長さは3～28アミノ酸で、ナノ抗体ライブラリーの保存容量を確保します。従来の抗体のCDR 3領域はわずか8～15アミノ酸ですが、より長いCDR 3領域は抗原表面の隠れたエピトープの特定に役立ちます。ナノボディの骨格領域はFR1、FR2、FR3、FR4から構成され、FR2には4つの親水性アミノ酸変異が導入されており、この変異によって抗体の水溶性が向上します。CDR1とCDR3間の特殊なジスルフィド結合は、高圧、高温、変性剤などの条件下での抗体の安定性を高め、ナノボディの製造と保存に有利であるとともに、新たな投与方法の可能性も開きます。