ആന്റിബോഡി എഞ്ചിനീയറിംഗ് എന്താണ്?

ആന്റിബോഡി എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ സഹായത്തോടെ, ആന്റിബോഡികളുടെ തന്മാത്രാ വലുപ്പം, ഫാർമക്കോകൈനറ്റിക്സ്, ഇമ്മ്യൂണോജെനിസിറ്റി, ബൈൻഡിംഗ് അഫിനിറ്റി, സ്പെസിഫിസിറ്റി, എഫെക്റ്റർ ഫംഗ്ഷൻ എന്നിവയിൽ മാറ്റം വരുത്താൻ സാധിച്ചു. ആന്റിബോഡികളെ സമന്വയിപ്പിച്ച ശേഷം, ആന്റിബോഡികളുടെ നിർദ്ദിഷ്ട ബൈൻഡിംഗ് ക്ലിനിക്കൽ രോഗനിർണയത്തിലും ചികിത്സയിലും അവയെ വളരെ വിലപ്പെട്ടതാക്കുന്നു. ആന്റിബോഡി എഞ്ചിനീയറിംഗിലൂടെ, മരുന്നുകളുടെയും രോഗനിർണയത്തിന്റെയും ആദ്യകാല വികസനത്തിന്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയും.

ആന്റിബോഡി എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം, സ്വാഭാവിക ആന്റിബോഡികൾക്ക് കൈവരിക്കാൻ കഴിയാത്ത ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ടവും സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ പ്രവർത്തനങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്, ഇത് ചികിത്സാ ആന്റിബോഡികളുടെ ഉൽപാദനത്തിന് അടിത്തറയിടുന്നു.

ആന്റിബോഡി എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ വിപുലമായ പ്രോജക്ട് പരിചയമുള്ള ആൽഫ ലൈഫ്‌ടെക്കിന്, ഒന്നിലധികം സ്പീഷീസുകൾക്കായി ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കിയ മോണോക്ലോണൽ, പോളിക്ലോണൽ ആന്റിബോഡി സേവനങ്ങളും ഫേജ് ഡിസ്പ്ലേ ആന്റിബോഡി ലൈബ്രറി നിർമ്മാണവും സ്ക്രീനിംഗ് സേവനങ്ങളും നൽകാൻ കഴിയും. കാര്യക്ഷമവും ഉയർന്ന കൃത്യതയും സ്ഥിരതയുമുള്ള ആന്റിബോഡികൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന്, ആൽഫ ലൈഫ്‌ടെക്കിന് ഉപഭോക്താക്കൾക്ക് ഗുണനിലവാരമുള്ള ബയോസിമിലർ ആന്റിബോഡികളും റീകോമ്പിനന്റ് പ്രോട്ടീൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളും അനുബന്ധ സേവനങ്ങളും നൽകാൻ കഴിയും. സമഗ്രമായ ആന്റിബോഡി, പ്രോട്ടീൻ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ, ഫേജ് ഡിസ്‌പ്ലേ സിസ്റ്റങ്ങൾ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, ആന്റിബോഡി ഹ്യൂമനൈസേഷൻ, ആന്റിബോഡി ശുദ്ധീകരണം, ആന്റിബോഡി സീക്വൻസിംഗ്, ആന്റിബോഡി വാലിഡേഷൻ തുടങ്ങിയ സാങ്കേതിക സേവനങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെ, ആന്റിബോഡി ഉൽപാദനത്തിന്റെ അപ്‌സ്ട്രീമിലും ഡൗൺസ്ട്രീമിലും ഉൾപ്പെടുന്ന സേവനങ്ങൾ ഞങ്ങൾ നൽകുന്നു.

ആന്റിബോഡി എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ ആദ്യ ഘട്ടം രണ്ട് സാങ്കേതികവിദ്യകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു:

--റീകോമ്പിനന്റ് ഡിഎൻഎ സാങ്കേതികവിദ്യ

--ഹൈബ്രിഡോമ സാങ്കേതികവിദ്യ

ആന്റിബോഡി എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനം മൂന്ന് പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു:

--ജീൻ ക്ലോണിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും പോളിമറേസ് ചെയിൻ പ്രതികരണവും

--പ്രോട്ടീൻ എക്സ്പ്രഷൻ: യീസ്റ്റ്, വടി ആകൃതിയിലുള്ള വൈറസുകൾ, സസ്യങ്ങൾ തുടങ്ങിയ എക്സ്പ്രഷൻ സിസ്റ്റങ്ങളാണ് റീകോമ്പിനന്റ് പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്.

--കമ്പ്യൂട്ടർ സഹായത്തോടെയുള്ള ഘടനാപരമായ രൂപകൽപ്പന

ആദ്യ തലമുറയിലെ ആന്റിബോഡികളെ ചിമെറിക് ആന്റിബോഡികളുടെ ഉത്പാദനത്തിനായി മനുഷ്യവൽക്കരിച്ചു, അവിടെ മൗസ് മോണോക്ലോണൽ ആന്റിബോഡികളുടെ വേരിയബിൾ മേഖല മനുഷ്യ IgG തന്മാത്രകളുടെ സ്ഥിരാങ്ക മേഖലയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരുന്നു. രണ്ടാം തലമുറ മൗസ് മോണോക്ലോണൽ ആന്റിബോഡിയുടെ ആന്റിജൻ ബൈൻഡിംഗ് മേഖല (CDR) മനുഷ്യ IgG യിലേക്ക് പറിച്ചുനടപ്പെട്ടു. CDR മേഖല ഒഴികെ, മറ്റെല്ലാ ആന്റിബോഡികളും മിക്കവാറും മനുഷ്യ ആന്റിബോഡികളാണ്, കൂടാതെ മനുഷ്യ ചികിത്സയ്ക്കായി മൗസ് ക്ലോൺ ആന്റിബോഡികൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ മനുഷ്യ ആന്റി മൗസ് ആന്റിബോഡി (HAMA) പ്രതികരണങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നത് ഒഴിവാക്കാൻ ശ്രമിച്ചു.

 

ഒരു ഫേജ് ഡിസ്പ്ലേ ലൈബ്രറി നിർമ്മിക്കുന്നതിന്, ആദ്യപടിയായി, പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള മൃഗങ്ങളുടെ ബി കോശങ്ങളിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയുന്ന (ഇമ്മ്യൂൺ ലൈബ്രറി നിർമ്മാണം), പ്രതിരോധശേഷിയില്ലാത്ത മൃഗങ്ങളിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയുന്ന (പ്രകൃതിദത്ത ലൈബ്രറി നിർമ്മാണം), അല്ലെങ്കിൽ ആന്റിബോഡി ജീൻ ശകലങ്ങൾ (സിന്തറ്റിക് ലൈബ്രറി നിർമ്മാണം) ഉപയോഗിച്ച് ഇൻ വിട്രോയിൽ പോലും കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ കഴിയുന്ന ജീനുകൾ എൻകോഡിംഗ് ചെയ്യുക എന്നതാണ്. തുടർന്ന്, ജീനുകളെ പിസിആർ ഉപയോഗിച്ച് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും പ്ലാസ്മിഡുകളിൽ തിരുകുകയും അനുയോജ്യമായ ഹോസ്റ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ (യീസ്റ്റ് എക്സ്പ്രഷൻ (സാധാരണയായി പിച്ചിയ പാസ്റ്റോറിസ്), പ്രോകാരിയോട്ടിക് എക്സ്പ്രഷൻ (സാധാരണയായി ഇ. കോളി), സസ്തനി സെൽ എക്സ്പ്രഷൻ, സസ്യ സെൽ എക്സ്പ്രഷൻ, വടി ആകൃതിയിലുള്ള വൈറസുകൾ ബാധിച്ച ഷഡ്പദ സെൽ എക്സ്പ്രഷൻ) പ്രകടിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഏറ്റവും സാധാരണമായത് ഇ. കോളി എക്സ്പ്രഷൻ സിസ്റ്റമാണ്, ഇത് ഒരു പ്രത്യേക എൻകോഡിംഗ് ആന്റിബോഡി ശ്രേണിയെ ഫേജിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുകയും ഫേജ് ഷെൽ പ്രോട്ടീനുകളിൽ ഒന്ന് (pIII അല്ലെങ്കിൽ pVIII) എൻകോഡ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ബാക്ടീരിയോഫേജുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്ന, And ന്റെ ജീൻ സംയോജനം. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കാതൽ ഒരു ഫേജ് ഡിസ്പ്ലേ ലൈബ്രറി നിർമ്മിക്കുക എന്നതാണ്, ഇതിന് സ്വാഭാവിക ലൈബ്രറികളേക്കാൾ പ്രത്യേക ബൈൻഡിംഗ് ഉണ്ടായിരിക്കാൻ കഴിയും എന്ന നേട്ടമുണ്ട്. തുടർന്ന്, ഒരു ജൈവ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് പ്രക്രിയയിലൂടെ ആന്റിജൻ സ്പെസിഫിസിറ്റി ഉള്ള ആന്റിബോഡികൾ പരിശോധിക്കുന്നു, ലക്ഷ്യ ആന്റിജനുകൾ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു, ബന്ധമില്ലാത്ത ഫേജുകൾ ആവർത്തിച്ച് കഴുകി കളയുന്നു, കൂടുതൽ സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിനായി ബന്ധിത ഫേജുകൾ കഴുകി കളയുന്നു. മൂന്നോ അതിലധികമോ റൗണ്ട് ആവർത്തനങ്ങൾക്ക് ശേഷം, ഉയർന്ന സ്പെസിഫിസിറ്റിയും ഉയർന്ന അഫിനിറ്റി ആന്റിബോഡികളും വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു.

ചിത്രം 3: ആന്റിബോഡി ലൈബ്രറി നിർമ്മാണവും സ്ക്രീനിംഗും

ആന്റിബോഡി ശകലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ റീകോമ്പിനന്റ് ഡിഎൻഎ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കാം. ഫാബ് ആന്റിബോഡികളെ തുടക്കത്തിൽ ഗ്യാസ്ട്രിക് പ്രോട്ടീസ് ഉപയോഗിച്ച് മാത്രമേ ഹൈഡ്രോലൈസ് ചെയ്ത് (ഫാബ് ') 2 ശകലങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയൂ, തുടർന്ന് പപ്പെയ്ൻ അവയെ ദഹിപ്പിച്ച് വ്യക്തിഗത ഫാബ് ശകലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. എഫ്‌വി ശകലത്തിൽ വിഎച്ച്, വിഎൽ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകളുടെ അഭാവം കാരണം ഇവയ്ക്ക് സ്ഥിരത കുറവാണ്. അതിനാൽ, വിഎച്ച്, വിഎൽ എന്നിവ 15-20 അമിനോ ആസിഡുകളുടെ ഒരു ചെറിയ പെപ്റ്റൈഡ് വഴി പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ച് ഏകദേശം 25KDa തന്മാത്രാ ഭാരമുള്ള ഒരു സിംഗിൾ ചെയിൻ വേരിയബിൾ ശകലം (scFv) ആന്റിബോഡി രൂപപ്പെടുത്തുന്നു.

കാമെലിഡേയിലെ (ഒട്ടകം, ലിയാമ, അൽപാക്ക) ആന്റിബോഡി ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം, ആന്റിബോഡികൾക്ക് ഭാരമേറിയ ശൃംഖലകൾ മാത്രമേ ഉള്ളൂവെന്നും ലൈറ്റ് ശൃംഖലകൾ ഇല്ലെന്നും വ്യക്തമാക്കി, അതിനാൽ അവയെ ഭാരമേറിയ ശൃംഖല ആന്റിബോഡികൾ (hcAb) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഭാരമേറിയ ശൃംഖല ആന്റിബോഡികളുടെ വേരിയബിൾ ഡൊമെയ്‌നിനെ 12-15 kDa വലുപ്പമുള്ള സിംഗിൾ ഡൊമെയ്‌ൻ ആന്റിബോഡികൾ അല്ലെങ്കിൽ നാനോബോഡികൾ അല്ലെങ്കിൽ VHH എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മോണോമറുകൾ എന്ന നിലയിൽ, അവയ്ക്ക് ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ ഇല്ല, വളരെ സ്ഥിരതയുള്ളവയാണ്, ആന്റിജനുകളോട് വളരെ ഉയർന്ന അടുപ്പമുണ്ട്.

ചിത്രം 5: ഹെവി ചെയിൻ ആന്റിബോഡിയും VHH/ നാനോബോഡിയും

ഇൻ വിട്രോ പ്രോട്ടീൻ സിന്തസിസ് നേടുന്നതിന് സെൽ ഫ്രീ എക്സ്പ്രഷൻ സ്വാഭാവികമോ സിന്തറ്റിക് ഡിഎൻഎയുടെയോ എക്സ്പ്രഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, സാധാരണയായി ഇ. കോളി എക്സ്പ്രഷൻ സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത് വേഗത്തിൽ പ്രോട്ടീനുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ഇൻ വിവോയിൽ വലിയ അളവിൽ റീകോമ്പിനന്റ് പ്രോട്ടീനുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുമ്പോൾ കോശങ്ങളിലെ മെറ്റബോളിക്, സൈറ്റോടോക്സിക് ഭാരം ഒഴിവാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വിവർത്തനത്തിന് ശേഷം പരിഷ്കരിക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതോ മെംബ്രൻ പ്രോട്ടീനുകൾ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതോ ആയ പ്രോട്ടീനുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും ഇതിന് കഴിയും.