Kas yra antikūnų inžinerija?

Naudojant antikūnų inžineriją, buvo įmanoma modifikuoti antikūnų molekulinį dydį, farmakokinetiką, imunogeniškumą, surišimo afinitetą, specifiškumą ir antikūnų efektoriaus funkciją. Susintetinus antikūnus, specifinis antikūnų surišimas daro juos labai vertingu klinikinėje diagnozėje ir gydyme. Naudodamiesi antikūnų inžinerija, jie gali patenkinti ankstyvojo vaistų ir diagnostikos kūrimo poreikius.

Antikūnų inžinerijos tikslas yra sukurti ir gaminti labai specifines, stabilias funkcijas, kurių negali pasiekti natūralūs antikūnai, taip padėdami pagrindą terapinių antikūnų gamybai.

Alpha Lifetech, turinti didelę antikūnų inžinerijos projektų patirtį, gali teikti pritaikytas monokloninių ir polikloninių antikūnų paslaugas kelioms rūšims, taip pat fagų demonstravimo antikūnų bibliotekos konstravimo ir atrankos paslaugas. „Alpha Lifetech“ gali teikti klientams kokybiškus biologiškai panašius antikūnus ir rekombinantinių baltymų produktus, taip pat atitinkamas paslaugas, kad būtų galima gaminti efektyvius, labai specifinius ir stabilius antikūnus. Naudodami visapusiškas antikūnų, baltymų platformas ir fagų rodymo sistemas, teikiame paslaugas, apimančias antikūnų gamybą, įskaitant technines paslaugas, tokias kaip antikūnų humanizavimas, antikūnų valymas, antikūnų sekos nustatymas ir antikūnų patvirtinimas.

Novatoriškas antikūnų inžinerijos etapas yra susijęs su dviem technologijomis:

– Rekombinantinės DNR technologija

- Hibridomos technologija

Sparti antikūnų inžinerijos plėtra yra susijusi su trimis svarbiomis technologijomis:

– Genų klonavimo technologija ir polimerazės grandininė reakcija

– Baltymų ekspresija: rekombinantinius baltymus gamina ekspresijos sistemos, tokios kaip mielės, lazdelės formos virusai ir augalai

- Kompiuterinis konstrukcijų projektavimas

Pirmosios kartos antikūnai buvo humanizuoti chimeriniams antikūnams gaminti, kur kintamoji pelių monokloninių antikūnų sritis buvo susieta su pastovia žmogaus IgG molekulių sritimi. Antrosios kartos pelės monokloninio antikūno antigeną surišanti sritis (CDR) buvo persodinta į žmogaus IgG. Išskyrus CDR sritį, visi kiti antikūnai yra beveik žmogaus antikūnai, todėl buvo stengiamasi išvengti žmogaus antipelės antikūnų (HAMA) atsako, kai žmogaus gydymui naudojami pelių klonų antikūnai.

 

Norint sukurti fagų rodymo biblioteką, pirmiausia reikia gauti genus, koduojančius antikūnus, kuriuos galima išskirti iš imunizuotų gyvūnų B ląstelių (imuninės bibliotekos kūrimas), išgauti tiesiogiai iš neimunizuotų gyvūnų (natūrali bibliotekos konstrukcija) arba netgi surinkti in vitro su antikūnų genų fragmentais (sintetinė bibliotekos konstrukcija). Tada genai amplifikuojami PGR, įterpiami į plazmides ir ekspresuojami tinkamose šeimininkų sistemose (mielių ekspresija (dažniausiai Pichia pastoris), prokariotinė ekspresija (dažniausiai E. coli), žinduolių ląstelių ekspresija, augalų ląstelių ekspresija ir vabzdžių ląstelių ekspresija, užkrėsta lazdelės formos virusais). Labiausiai paplitusi yra E. coli ekspresijos sistema, kuri į fagą integruoja specifinę koduojančią antikūnų seką ir koduoja vieną iš fago apvalkalo baltymų (pIII arba pVIII). Genų susiliejimas ir rodomas bakteriofagų paviršiuje. Šios technologijos esmė yra sukurti fagų ekrano biblioteką, kuri turi pranašumą prieš natūralias bibliotekas, nes gali turėti specifinį surišimą. Vėliau antikūnai, turintys antigeno specifiškumą, yra tikrinami per biologinės atrankos procesą, tiksliniai antigenai fiksuojami, nesurišti fagai pakartotinai nuplaunami, o surišti fagai nuplaunami tolesniam praturtėjimui. Po trijų ar daugiau kartojimo raundų išskiriami didelio specifiškumo ir didelio afiniteto antikūnai.

3 pav. Antikūnų bibliotekos konstravimas ir atranka

Rekombinantinės DNR technologija gali būti naudojama antikūnų fragmentams generuoti. Fab antikūnus iš pradžių gali hidrolizuoti tik skrandžio proteazė, kad susidarytų (Fab') 2 fragmentai, kurie vėliau suardomi papainu, kad būtų sukurti atskiri Fab fragmentai. Fv fragmentą sudaro VH ir VL, kurių stabilumas yra prastas, nes nėra disulfidinių jungčių. Todėl VH ir VL yra sujungti per trumpą 15-20 aminorūgščių peptidą, kad susidarytų vienos grandinės kintamo fragmento (scFv) antikūnas, kurio molekulinė masė yra maždaug 25 kDa.

Antikūnų struktūros tyrimas Camelidae (Camel, LIama ir Alpaca) išaiškino, kad antikūnai turi tik sunkiąsias grandines, o ne lengvąsias grandines, todėl jie vadinami sunkiosios grandinės antikūnais (hcAb). Sunkiosios grandinės antikūnų kintamasis domenas vadinamas vieno domeno antikūnais arba nanokūnais arba VHH, kurių dydis yra 12–15 kDa. Kaip monomerai, jie neturi disulfidinių jungčių ir yra labai stabilūs, turi labai didelį afinitetą antigenams.

5 pav. Sunkiosios grandinės antikūnas ir VHH/nanokūnas

Ekspresija be ląstelių naudoja natūralios arba sintetinės DNR ekspresiją, kad būtų pasiekta baltymų sintezė in vitro, paprastai naudojant E. coli ekspresijos sistemą. Jis greitai gamina baltymus ir išvengia metabolinės bei citotoksinės naštos ląstelėms, kai gamina didelius kiekius rekombinantinių baltymų in vivo. Jis taip pat gali gaminti baltymus, kuriuos sunku sintezuoti, pvz., tuos, kuriuos sunku modifikuoti po transliacijos arba sintetinti membraninius baltymus.