რა არის ანტისხეულების ინჟინერია?

ანტისხეულების ინჟინერიის დახმარებით შესაძლებელი გახდა ანტისხეულების მოლეკულური ზომის, ფარმაკოკინეტიკის, იმუნოგენურობის, შეკავშირების აფინურობის, სპეციფიკურობისა და ეფექტორული ფუნქციის მოდიფიცირება. ანტისხეულების სინთეზირების შემდეგ, ანტისხეულების სპეციფიკური შეკავშირება მათ კლინიკურ დიაგნოსტიკასა და მკურნალობაში უაღრესად ღირებულს ხდის. ანტისხეულების ინჟინერიის საშუალებით, მათ შეუძლიათ დააკმაყოფილონ მედიკამენტებისა და დიაგნოსტიკის ადრეული განვითარების საჭიროებები.

ანტისხეულების ინჟინერიის მიზანია ისეთი მაღალსპეციფიკური, სტაბილური ფუნქციების შემუშავება და წარმოება, რომელთა მიღწევაც ბუნებრივ ანტისხეულებს არ შეუძლიათ, რითაც საფუძველი ჩაეყრება თერაპიული ანტისხეულების წარმოებას.

„ალფა ლაიფტექს“, ანტისხეულების ინჟინერიის სფეროში ფართო პროექტების გამოცდილებით, შეუძლია უზრუნველყოს მრავალი სახეობისთვის მორგებული მონოკლონური და პოლიკლონური ანტისხეულების მომსახურება, ასევე ფაგური ჩვენების ანტისხეულების ბიბლიოთეკის შექმნისა და სკრინინგის მომსახურება. „ალფა ლაიფტექს“ შეუძლია მომხმარებლებს მიაწოდოს ხარისხიანი ბიოსიმილარული ანტისხეულები და რეკომბინანტული ცილოვანი პროდუქტები, ასევე შესაბამისი მომსახურება, ეფექტური, მაღალსპეციფიკური და სტაბილური ანტისხეულების წარმოებისთვის. ანტისხეულების, ცილების პლატფორმების და ფაგური ჩვენების ყოვლისმომცველი სისტემების გამოყენებით, ჩვენ ვთავაზობთ მომსახურებას, რომელიც მოიცავს ანტისხეულების წარმოების როგორც წინა, ასევე შემდგომ ეტაპებს, მათ შორის ტექნიკურ მომსახურებას, როგორიცაა ანტისხეულების ჰუმანიზაცია, ანტისხეულების გაწმენდა, ანტისხეულების სეკვენირება და ანტისხეულების ვალიდაცია.

ანტისხეულების ინჟინერიის პიონერული ეტაპი ორ ტექნოლოგიას უკავშირდება:

--რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია

--ჰიბრიდომის ტექნოლოგია

ანტისხეულების ინჟინერიის სწრაფი განვითარება სამ მნიშვნელოვან ტექნოლოგიას უკავშირდება:

--გენის კლონირების ტექნოლოგია და პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია

ცილის ექსპრესია: რეკომბინანტული ცილები წარმოიქმნება ექსპრესიის სისტემებით, როგორიცაა საფუარი, ჩხირისებრი ვირუსები და მცენარეები.

--კომპიუტერული სტრუქტურული დიზაინი

პირველი თაობის ანტისხეულები ჰუმანიზებული იქნა ქიმერული ანტისხეულების წარმოებისთვის, სადაც თაგვის მონოკლონური ანტისხეულების ცვლადი რეგიონი დაკავშირებული იყო ადამიანის IgG მოლეკულების მუდმივ რეგიონთან. მეორე თაობის თაგვის მონოკლონური ანტისხეულის ანტიგენის შემაკავშირებელი რეგიონი (CDR) გადანერგილი იქნა ადამიანის IgG-ში. CDR რეგიონის გარდა, ყველა სხვა ანტისხეული თითქმის ადამიანის ანტისხეულია და ძალისხმევა გაწეული იყო ადამიანის თაგვის საწინააღმდეგო ანტისხეულების (HAMA) რეაქციების ინდუცირების თავიდან ასაცილებლად, როდესაც ადამიანის სამკურნალოდ თაგვის კლონური ანტისხეულები გამოიყენებოდა.

 

ფაგური დისპლეის ბიბლიოთეკის შესაქმნელად, პირველი ნაბიჯი არის ანტისხეულების კოდირების გენების მიღება, რომელთა იზოლირება შესაძლებელია იმუნიზებული ცხოველების B უჯრედებიდან (იმუნური ბიბლიოთეკის კონსტრუქცია), უშუალოდ არაიმუნიზებული ცხოველებიდან ექსტრაქცია (ბუნებრივი ბიბლიოთეკის კონსტრუქცია) ან თუნდაც ანტისხეულების გენის ფრაგმენტებით in vitro აწყობა (სინთეზური ბიბლიოთეკის კონსტრუქცია). შემდეგ, გენები ამპლიფიცირდება PCR-ით, შეჰყავთ პლაზმიდებში და ექსპრესირდება შესაბამის მასპინძელ სისტემებში (საფუარის ექსპრესია (ჩვეულებრივ Pichia pastoris), პროკარიოტული ექსპრესია (ჩვეულებრივ E. coli), ძუძუმწოვრების უჯრედების ექსპრესია, მცენარეული უჯრედების ექსპრესია და მწერების უჯრედების ექსპრესია, რომლებიც ინფიცირებულია ჩხირისებრი ვირუსებით). ყველაზე გავრცელებულია E. coli-ს ექსპრესიის სისტემა, რომელიც აერთიანებს სპეციფიკურ კოდირების ანტისხეულების თანმიმდევრობას ფაგზე და აკოდირებს ფაგის გარსის ცილების ერთ-ერთს (pIII ან pVIII). გენების შერწყმა და ბაქტერიოფაგების ზედაპირზე გამოსახულია. ამ ტექნოლოგიის ბირთვია ფაგური დისპლეის ბიბლიოთეკის კონსტრუქცია, რომელსაც უპირატესობა აქვს ბუნებრივ ბიბლიოთეკებთან შედარებით იმით, რომ მას შეუძლია სპეციფიკური შეკავშირება. შემდგომში, ანტიგენის სპეციფიკურობის მქონე ანტისხეულები ბიოლოგიური შერჩევის პროცესით სკრინირდება, სამიზნე ანტიგენები ფიქსირდება, შეუკავშირებელი ფაგები განმეორებით ირეცხება, ხოლო შეკავშირებული ფაგები შემდგომი გამდიდრებისთვის ირეცხება. სამი ან მეტი რაუნდის გამეორების შემდეგ, მაღალი სპეციფიკურობისა და მაღალი აფინურობის ანტისხეულები იზოლირდება.

სურ. 3: ანტისხეულების ბიბლიოთეკის მშენებლობა და სკრინინგი

ანტისხეულების ფრაგმენტების გენერირებისთვის შესაძლებელია რეკომბინანტული დნმ-ის ტექნოლოგიის გამოყენება. Fab ანტისხეულები თავდაპირველად მხოლოდ კუჭის პროტეაზას მიერ ჰიდროლიზდება (Fab')2 ფრაგმენტების წარმოსაქმნელად, რომლებიც შემდეგ პაპაინის მიერ ინელება ინდივიდუალური Fab ფრაგმენტების გენერირებისთვის. Fv ფრაგმენტი შედგება VH-სა და VL-სგან, რომლებსაც დისულფიდური ბმების არარსებობის გამო ცუდი სტაბილურობა აქვთ. ამიტომ, VH და VL ერთმანეთთან დაკავშირებულია 15-20 ამინომჟავისგან შემდგარი მოკლე პეპტიდით, რათა წარმოქმნან ერთჯაჭვიანი ცვლადი ფრაგმენტის (scFv) ანტისხეული, რომლის მოლეკულური წონა დაახლოებით 25 კდაა.

აქლემისებრთა ოჯახის ანტისხეულების სტრუქტურის შესწავლამ (აქლემი, ლიამ და ალპაკა) აჩვენა, რომ ანტისხეულებს მხოლოდ მძიმე ჯაჭვები აქვთ და არა მსუბუქი ჯაჭვები, ამიტომ მათ მძიმე ჯაჭვის ანტისხეულები (hcAb) ეწოდებათ. მძიმე ჯაჭვის ანტისხეულების ცვლად დომენს ერთდომენიანი ანტისხეულები ან ნანოსხეულები ან VHH ეწოდება, რომელთა ზომაა 12-15 kDa. მონომერების სახით, მათ არ აქვთ დისულფიდური ბმები და ძალიან სტაბილურები არიან, ანტიგენების მიმართ ძალიან მაღალი აფინურობით.

სურ. 5: მძიმე ჯაჭვის ანტისხეული და VHH/ნანოანტისხეული

უჯრედული თავისუფალი ექსპრესია იყენებს ბუნებრივი ან სინთეზური დნმ-ის ექსპრესიას in vitro ცილის სინთეზის მისაღწევად, როგორც წესი, E. coli-ს ექსპრესიის სისტემის გამოყენებით. ის სწრაფად წარმოქმნის ცილებს და თავს არიდებს უჯრედებზე მეტაბოლურ და ციტოტოქსიურ დატვირთვას, როდესაც in vivo წარმოქმნის დიდი რაოდენობით რეკომბინანტულ ცილებს. მას ასევე შეუძლია წარმოქმნას ცილები, რომელთა სინთეზირება რთულია, მაგალითად, ისეთები, რომელთა მოდიფიცირება ტრანსლაციის შემდეგ ან მემბრანული ცილების სინთეზირება რთულია.