अँटीबॉडी इंजिनिअरिंग म्हणजे काय?

अँटीबॉडी अभियांत्रिकीच्या साहाय्याने, अँटीबॉडीजचा आण्विक आकार, फार्माकोकायनेटिक्स, इम्युनोजेनिसिटी, बंधन क्षमता, विशिष्टता आणि परिणामकारक कार्य यामध्ये बदल करणे शक्य झाले आहे. अँटीबॉडीजचे संश्लेषण केल्यानंतर, त्यांच्या विशिष्ट बंधनामुळे त्या वैद्यकीय निदान आणि उपचारांमध्ये अत्यंत मौल्यवान ठरतात. अँटीबॉडी अभियांत्रिकीद्वारे, औषध आणि निदानाच्या सुरुवातीच्या विकासाच्या गरजा पूर्ण केल्या जाऊ शकतात.

अँटीबॉडी अभियांत्रिकीचा उद्देश अशी अत्यंत विशिष्ट आणि स्थिर कार्ये तयार करणे आहे, जी नैसर्गिक अँटीबॉडीज साध्य करू शकत नाहीत, आणि त्याद्वारे उपचारात्मक अँटीबॉडीजच्या उत्पादनाचा पाया घातला जातो.

अल्फा लाइफटेक, अँटीबॉडी इंजिनिअरिंगमधील आपल्या व्यापक प्रकल्प अनुभवाच्या आधारे, विविध प्रजातींसाठी सानुकूलित मोनोक्लोनल आणि पॉलीक्लोनल अँटीबॉडी सेवा, तसेच फेज डिस्प्ले अँटीबॉडी लायब्ररीची निर्मिती आणि स्क्रीनिंग सेवा प्रदान करू शकते. अल्फा लाइफटेक ग्राहकांना कार्यक्षम, अत्यंत विशिष्ट आणि स्थिर अँटीबॉडीज तयार करण्यासाठी दर्जेदार बायोसिमिलर अँटीबॉडीज आणि रिकॉम्बिनंट प्रोटीन उत्पादने, तसेच संबंधित सेवा पुरवू शकते. सर्वसमावेशक अँटीबॉडी, प्रोटीन प्लॅटफॉर्म आणि फेज डिस्प्ले सिस्टीमचा वापर करून, आम्ही अँटीबॉडी उत्पादनाच्या अपस्ट्रीम आणि डाउनस्ट्रीम टप्प्यांचा समावेश असलेल्या सेवा प्रदान करतो, ज्यामध्ये अँटीबॉडी ह्युमनायझेशन, अँटीबॉडी प्युरिफिकेशन, अँटीबॉडी सिक्वेन्सिंग आणि अँटीबॉडी व्हॅलिडेशन यांसारख्या तांत्रिक सेवांचा समावेश आहे.

अँटीबॉडी अभियांत्रिकीचा प्रारंभिक टप्पा दोन तंत्रज्ञानांशी संबंधित आहे:

--पुनर्संयोजित डीएनए तंत्रज्ञान

--हायब्रीडोमा तंत्रज्ञान

अँटीबॉडी अभियांत्रिकीचा वेगवान विकास तीन महत्त्वाच्या तंत्रज्ञानांशी संबंधित आहे:

-- जनुकीय क्लोनिंग तंत्रज्ञान आणि पॉलिमरेज चेन रिॲक्शन

प्रथिन अभिव्यक्ती: पुनर्संयोजित प्रथिने यीस्ट, दंडगोलाकार विषाणू आणि वनस्पती यांसारख्या अभिव्यक्ती प्रणालींद्वारे तयार केली जातात.

--संगणक-सहाय्यित संरचनात्मक डिझाइन

कायमेरिक अँटीबॉडीजच्या निर्मितीसाठी अँटीबॉडीजच्या पहिल्या पिढीचे मानवीकरण करण्यात आले, ज्यामध्ये माऊस मोनोक्लोनल अँटीबॉडीजचा व्हेरिएबल रिजन मानवी IgG रेणूंच्या कॉन्स्टंट रिजनला जोडण्यात आला. दुसऱ्या पिढीच्या माऊस मोनोक्लोनल अँटीबॉडीचा अँटीजेन बाइंडिंग रिजन (CDR) मानवी IgG मध्ये प्रत्यारोपित करण्यात आला. CDR रिजन वगळता, इतर सर्व अँटीबॉडीज जवळपास मानवी अँटीबॉडीजच आहेत, आणि मानवी उपचारांसाठी माऊस क्लोन अँटीबॉडीज वापरताना ह्युमन अँटी माऊस अँटीबॉडी (HAMA) प्रतिसाद निर्माण होणे टाळण्याचे प्रयत्न करण्यात आले.

 

फेज डिस्प्ले लायब्ररी तयार करण्यासाठी, पहिली पायरी म्हणजे अँटीबॉडीजसाठी कोड करणारे जीन्स मिळवणे. हे जीन्स रोगप्रतिकारक शक्ती दिलेल्या प्राण्यांच्या बी-पेशींमधून वेगळे केले जाऊ शकतात (इम्यून लायब्ररी कन्स्ट्रक्शन), रोगप्रतिकारक शक्ती न दिलेल्या प्राण्यांमधून थेट काढले जाऊ शकतात (नॅचरल लायब्ररी कन्स्ट्रक्शन), किंवा अँटीबॉडी जीन फ्रॅगमेंट्ससह इन विट्रो पद्धतीने एकत्र केले जाऊ शकतात (सिंथेटिक लायब्ररी कन्स्ट्रक्शन). त्यानंतर, हे जीन्स पीसीआर (PCR) द्वारे वाढवले ​​जातात, प्लाझमिड्समध्ये घातले जातात आणि योग्य होस्ट सिस्टीममध्ये व्यक्त केले जातात (यीस्ट एक्सप्रेशन (सहसा पिचिया पास्टोरिस), प्रोकॅरियोटिक एक्सप्रेशन (सहसा ई. कोलाय), सस्तन प्राण्यांच्या पेशींमधील एक्सप्रेशन, वनस्पती पेशींमधील एक्सप्रेशन आणि दंडगोलाकार विषाणूंनी संक्रमित कीटकांच्या पेशींमधील एक्सप्रेशन). सर्वात सामान्य म्हणजे ई. कोलाय एक्सप्रेशन सिस्टीम, जी फेजवर एक विशिष्ट एन्कोडिंग अँटीबॉडी सिक्वेन्स समाविष्ट करते आणि फेजच्या कवचातील प्रथिनांपैकी (pIII किंवा pVIII) एकासाठी कोड करते. या जीन फ्यूजनला बॅक्टेरिओफेजच्या पृष्ठभागावर प्रदर्शित केले जाते. या तंत्रज्ञानाचा गाभा फेज डिस्प्ले लायब्ररी तयार करणे हा आहे, ज्याचा नैसर्गिक लायब्ररींपेक्षा फायदा असा आहे की त्यात विशिष्ट बंधन असू शकते. त्यानंतर, जैविक निवड प्रक्रियेद्वारे अँटीजेन विशिष्टता असलेल्या प्रतिपिंडांची तपासणी केली जाते, लक्ष्य अँटीजेन स्थिर केले जातात, न जोडलेले फाजेस वारंवार धुऊन टाकले जातात आणि पुढील संवर्धनासाठी जोडलेले फाजेस धुऊन टाकले जातात. तीन किंवा अधिक फेऱ्यांच्या पुनरावृत्तीनंतर, उच्च विशिष्टता आणि उच्च आसक्ती असलेले प्रतिपिंड वेगळे केले जातात.

आकृती ३: अँटीबॉडी लायब्ररीची निर्मिती आणि तपासणी

पुनर्संयोजित डीएनए तंत्रज्ञानाचा वापर अँटीबॉडी फ्रॅगमेंट तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. फॅब अँटीबॉडीजचे सुरुवातीला फक्त गॅस्ट्रिक प्रोटीएजद्वारे जलविश्लेषण करून (Fab') 2 फ्रॅगमेंट तयार केले जातात, ज्यांचे नंतर पॅपेनद्वारे पचन करून स्वतंत्र फॅब फ्रॅगमेंट तयार केले जातात. Fv फ्रॅगमेंटमध्ये VH आणि VL यांचा समावेश असतो, ज्यांची स्थिरता डायसल्फाइड बंधांच्या अभावामुळे कमी असते. म्हणून, VH आणि VL यांना १५-२० अमिनो ॲसिडच्या एका लहान पेप्टाइडद्वारे एकत्र जोडून, ​​अंदाजे २५ केडीए आण्विक वजनाची एकल साखळी परिवर्तनीय फ्रॅगमेंट (scFv) अँटीबॉडी तयार केली जाते.

कॅमेलिडी (उंट, लियामा आणि अल्पाका) मधील अँटीबॉडीच्या संरचनेच्या अभ्यासातून हे स्पष्ट झाले आहे की अँटीबॉडीजमध्ये फक्त हेवी चेन्स असतात आणि लाईट चेन्स नसतात, म्हणूनच त्यांना हेवी चेन अँटीबॉडीज (hcAb) म्हटले जाते. हेवी चेन अँटीबॉडीजच्या व्हेरिएबल डोमेनला सिंगल डोमेन अँटीबॉडीज किंवा नॅनोबॉडीज किंवा VHH म्हटले जाते, ज्याचा आकार 12-15 kDa असतो. मोनोमर्स असल्याने, त्यांच्यामध्ये डायसल्फाइड बंध नसतात आणि ते खूप स्थिर असतात, तसेच अँटीजेन्ससाठी त्यांची खूप उच्च आसक्ती असते.

आकृती ५: हेवी चेन अँटीबॉडी आणि व्हीएचएच/ नॅनोबॉडी

पेशी-मुक्त अभिव्यक्तीमध्ये, नैसर्गिक किंवा कृत्रिम डीएनएच्या अभिव्यक्तीचा उपयोग करून इन विट्रो प्रथिन संश्लेषण साधले जाते, ज्यासाठी सामान्यतः ई. कोलाय अभिव्यक्ती प्रणालीचा वापर केला जातो. यामुळे प्रथिने वेगाने तयार होतात आणि इन विवोमध्ये मोठ्या प्रमाणात पुनर्संयोजित प्रथिने तयार करताना पेशींवर येणारा चयापचय आणि पेशीविषारी भार टाळला जातो. याद्वारे अशी प्रथिने देखील तयार करता येतात ज्यांचे संश्लेषण करणे कठीण असते, जसे की ज्यांमध्ये भाषांतरानंतर बदल करणे अवघड असते किंवा पडदा प्रथिने (membrane proteins) संश्लेषित करणे.