Kas ir antivielu inženierija?

Ar antivielu inženierijas palīdzību ir bijis iespējams modificēt antivielu molekulāro izmēru, farmakokinētiku, imunogenitāti, saistīšanās afinitāti, specifiskumu un antivielu efektora funkciju. Pēc antivielu sintezēšanas antivielu specifiskā saistīšanās padara tās ļoti vērtīgas klīniskajā diagnostikā un ārstēšanā. Izmantojot antivielu inženieriju, tās var apmierināt zāļu un diagnostikas agrīnas izstrādes vajadzības.

Antivielu inženierijas mērķis ir izstrādāt un ražot ļoti specifiskas, stabilas funkcijas, kuras dabiskās antivielas nevar sasniegt, liekot pamatu terapeitisko antivielu ražošanai.

Alpha Lifetech ar savu plašo projektu pieredzi antivielu inženierijā var nodrošināt pielāgotus monoklonālo un poliklonālo antivielu pakalpojumus vairākām sugām, kā arī fāgu displeja antivielu bibliotēkas veidošanas un skrīninga pakalpojumus. Alpha Lifetech var nodrošināt klientiem kvalitatīvas bioloģiski līdzīgas antivielas un rekombinanto olbaltumvielu produktus, kā arī atbilstošus pakalpojumus, lai ražotu efektīvas, ļoti specifiskas un stabilas antivielas. Izmantojot visaptverošas antivielu, proteīnu platformas un fāgu displeja sistēmas, mēs sniedzam pakalpojumus, kas aptver antivielu ražošanas augšup un lejup, tostarp tehniskos pakalpojumus, piemēram, antivielu humanizāciju, antivielu attīrīšanu, antivielu sekvencēšanu un antivielu validāciju.

Antivielu inženierijas novatoriskais posms ir saistīts ar divām tehnoloģijām:

-- Rekombinantās DNS tehnoloģija

- Hibridomas tehnoloģija

Antivielu inženierijas straujā attīstība ir saistīta ar trim svarīgām tehnoloģijām:

- Gēnu klonēšanas tehnoloģija un polimerāzes ķēdes reakcija

-- Olbaltumvielu ekspresija: rekombinantos proteīnus ražo ekspresijas sistēmas, piemēram, raugs, nūjiņas formas vīrusi un augi

--Datorizēta konstrukciju projektēšana

Pirmās paaudzes antivielas tika humanizētas, lai ražotu himēriskās antivielas, kur peles monoklonālo antivielu mainīgais reģions tika saistīts ar cilvēka IgG molekulu konstanto reģionu. Otrās paaudzes peles monoklonālās antivielas antigēnu saistošais reģions (CDR) tika transplantēts cilvēka IgG. Izņemot CDR reģionu, visas pārējās antivielas ir gandrīz cilvēka antivielas, un tika pieliktas pūles, lai izvairītos no cilvēka pret peles antivielu (HAMA) reakcijas ierosināšanas, lietojot peles klonu antivielas cilvēku ārstēšanai.

 

Lai izveidotu fāgu displeja bibliotēku, pirmais solis ir iegūt antivielas kodējošos gēnus, kurus var izolēt no imunizētu dzīvnieku B šūnām (imūnās bibliotēkas uzbūve), ekstrahēt tieši no neimunizētiem dzīvniekiem (dabiskas bibliotēkas uzbūve) vai pat montēt in vitro ar antivielu gēnu fragmentiem (sintētiskās bibliotēkas uzbūve). Pēc tam gēnus pastiprina ar PCR, ievieto plazmīdās un ekspresē piemērotās saimnieksistēmās (rauga ekspresija (parasti Pichia pastoris), prokariotu ekspresija (parasti E. coli), zīdītāju šūnu ekspresija, augu šūnu ekspresija un kukaiņu šūnu ekspresija, kas inficēta ar stieņa formas vīrusiem). Visizplatītākā ir E. coli ekspresijas sistēma, kas integrē fāgā specifisku kodējošo antivielu secību un kodē vienu no fāga apvalka proteīniem (pIII vai pVIII). Gēnu saplūšana un parādīta uz bakteriofāgu virsmas. Šīs tehnoloģijas pamatā ir izveidot fāgu displeja bibliotēku, kurai ir priekšrocība salīdzinājumā ar dabiskajām bibliotēkām, jo ​​tai var būt specifiska saistīšanās. Pēc tam antivielas ar antigēnu specifiskumu tiek pārbaudītas, izmantojot bioloģisko atlases procesu, mērķa antigēni tiek fiksēti, nesaistītie fāgi tiek atkārtoti nomazgāti un saistītie fāgi tiek mazgāti tālākai bagātināšanai. Pēc trim vai vairākām atkārtošanas kārtām tiek izolētas augstas specifiskuma un augstas afinitātes antivielas.

3. attēls. Antivielu bibliotēkas izveide un skrīnings

Rekombinantās DNS tehnoloģiju var izmantot, lai radītu antivielu fragmentus. Fab antivielas sākotnēji var hidrolizēt tikai ar kuņģa proteāzi, lai iegūtu (Fab ') 2 fragmentus, kurus pēc tam sagremo papaīns, veidojot atsevišķus Fab fragmentus. Fv fragments sastāv no VH un VL, kuriem ir slikta stabilitāte disulfīda saišu trūkuma dēļ. Tāpēc VH un VL ir savienoti kopā ar īsu 15–20 aminoskābju peptīdu, veidojot vienas ķēdes mainīgā fragmenta (scFv) antivielu ar aptuveni 25 kDa molekulmasu.

Antivielu struktūras pētījums kamieļu dzimtā (Camel, LIama un Alpaca) ir noskaidrojis, ka antivielām ir tikai smagās ķēdes un nav vieglas ķēdes, tāpēc tās sauc par smagās ķēdes antivielām (hcAb). Smagās ķēdes antivielu mainīgo domēnu sauc par viena domēna antivielām vai nanovielām vai VHH, kuru izmērs ir 12-15 kDa. Kā monomēriem tiem nav disulfīda saišu un tie ir ļoti stabili, ar ļoti augstu afinitāti pret antigēniem.

5. attēls. Smagās ķēdes antiviela un VHH/nanobody

Šūnu brīvā ekspresija izmanto dabiskās vai sintētiskās DNS ekspresiju, lai panāktu proteīnu sintēzi in vitro, parasti izmantojot E. coli ekspresijas sistēmu. Tas ātri ražo olbaltumvielas un izvairās no vielmaiņas un citotoksiskas slodzes uz šūnām, ražojot lielu daudzumu rekombinanto proteīnu in vivo. Tas var arī ražot olbaltumvielas, kuras ir grūti sintezēt, piemēram, tās, kuras ir grūti modificēt pēc translācijas vai sintezēt membrānas proteīnus.