Apakah Kejuruteraan Antibodi?

Dengan bantuan kejuruteraan antibodi, saiz molekul, farmakokinetik, imunogenisiti, afiniti pengikatan, kekhususan dan fungsi efektor antibodi telah dapat diubah suai. Selepas mensintesis antibodi, pengikatan spesifik antibodi menjadikannya sangat berharga dalam diagnosis dan rawatan klinikal. Melalui kejuruteraan antibodi, ia dapat memenuhi keperluan perkembangan awal ubat dan diagnostik.

Tujuan kejuruteraan antibodi adalah untuk mereka bentuk dan menghasilkan fungsi yang sangat spesifik dan stabil yang tidak dapat dicapai oleh antibodi semula jadi, sekali gus meletakkan asas untuk penghasilan antibodi terapeutik.

Alpha Lifetech, dengan pengalaman projeknya yang luas dalam kejuruteraan antibodi, boleh menyediakan perkhidmatan antibodi monoklonal dan poliklonal yang disesuaikan untuk pelbagai spesies, serta perkhidmatan pembinaan dan penyaringan perpustakaan antibodi paparan phage. Alpha Lifetech boleh menyediakan pelanggan dengan antibodi biosimilar yang berkualiti dan produk protein rekombinan, serta perkhidmatan yang sepadan, untuk menghasilkan antibodi yang cekap, sangat spesifik dan stabil. Dengan menggunakan platform antibodi, protein dan sistem paparan phage yang komprehensif, kami menyediakan perkhidmatan yang meliputi huluan dan hiliran pengeluaran antibodi, termasuk perkhidmatan teknikal seperti humanisasi antibodi, penulenan antibodi, penjujukan antibodi dan pengesahan antibodi.

Peringkat perintis kejuruteraan antibodi berkaitan dengan dua teknologi:

--Teknologi DNA rekombinan

--Teknologi Hibridoma

Perkembangan pesat kejuruteraan antibodi berkaitan dengan tiga teknologi penting:

--Teknologi pengklonan gen dan tindak balas rantai polimerase

--Ekspresi protein: Protein rekombinan dihasilkan oleh sistem ekspresi seperti yis, virus berbentuk rod dan tumbuhan

--Reka bentuk struktur berbantukan komputer

Generasi pertama antibodi telah dihumanisasi untuk penghasilan antibodi kimerik, di mana kawasan antibodi monoklonal tikus yang berubah-ubah dikaitkan dengan kawasan malar molekul IgG manusia. Kawasan pengikatan antigen (CDR) antibodi monoklonal tikus generasi kedua telah dipindahkan ke dalam IgG manusia. Kecuali kawasan CDR, semua antibodi lain hampir merupakan antibodi manusia, dan usaha telah dibuat untuk mengelakkan daripada mendorong tindak balas antibodi anti tikus manusia (HAMA) apabila menggunakan antibodi klon tikus untuk rawatan manusia.

 

Untuk membina pustaka paparan phage, langkah pertama adalah untuk mendapatkan gen yang mengekod antibodi, yang boleh diasingkan daripada sel B haiwan yang diimunisasi (pembinaan pustaka imun), diekstrak terus daripada haiwan yang tidak diimunisasi (pembinaan pustaka semula jadi), atau dipasang secara in vitro dengan serpihan gen antibodi (pembinaan pustaka sintetik). Kemudian, gen dikuatkan oleh PCR, dimasukkan ke dalam plasmid, dan diekspresikan dalam sistem perumah yang sesuai (ekspresi yis (biasanya Pichia pastoris), ekspresi prokariotik (biasanya E. coli), ekspresi sel mamalia, ekspresi sel tumbuhan, dan ekspresi sel serangga yang dijangkiti virus berbentuk rod). Yang paling biasa ialah sistem ekspresi E. coli, yang mengintegrasikan urutan antibodi pengekodan khusus ke dalam phage dan mengekod salah satu protein cangkerang phage (pIII atau pVIII). Gabungan gen, dan dipaparkan pada permukaan bakteriofaj. Teras teknologi ini adalah untuk membina pustaka paparan phage, yang mempunyai kelebihan berbanding pustaka semula jadi kerana ia boleh mempunyai pengikatan khusus. Seterusnya, antibodi dengan kekhususan antigen ditapis melalui proses pemilihan biologi, antigen sasaran ditetapkan, fag yang tidak terikat dihanyutkan berulang kali, dan fag yang terikat dihanyutkan untuk pengayaan selanjutnya. Selepas tiga atau lebih pusingan pengulangan, antibodi kekhususan tinggi dan afiniti tinggi diasingkan.

Rajah 3: Pembinaan dan Penyaringan Perpustakaan Antibodi

Teknologi DNA rekombinan boleh digunakan untuk menghasilkan serpihan antibodi. Antibodi Fab pada mulanya hanya boleh dihidrolisiskan oleh protease gastrik untuk menghasilkan 2 serpihan (Fab'), yang kemudiannya dicerna oleh papain untuk menghasilkan serpihan Fab individu. Serpihan Fv terdiri daripada VH dan VL, yang mempunyai kestabilan yang lemah disebabkan oleh ketiadaan ikatan disulfida. Oleh itu, VH dan VL dihubungkan bersama melalui peptida pendek 15-20 asid amino untuk membentuk antibodi serpihan boleh ubah rantai tunggal (scFv) dengan berat molekul kira-kira 25KDa.

Kajian struktur antibodi dalam Camelidae (Camel, LIama, dan Alpaca) telah menjelaskan bahawa antibodi hanya mempunyai rantai berat dan tiada rantai ringan, oleh itu ia dipanggil antibodi rantai berat (hcAb). Domain berubah-ubah antibodi rantai berat dipanggil antibodi domain tunggal atau nanobodi atau VHH, dengan saiz 12-15 kDa. Sebagai monomer, ia tidak mempunyai ikatan disulfida dan sangat stabil, dengan afiniti yang sangat tinggi untuk antigen.

Rajah 5: Antibodi Rantai Berat dan VHH/Nanobody

Ekspresi bebas sel menggunakan ekspresi DNA semula jadi atau sintetik untuk mencapai sintesis protein in vitro, biasanya menggunakan sistem ekspresi E. coli. Ia menghasilkan protein dengan cepat dan mengelakkan beban metabolik dan sitotoksik pada sel apabila menghasilkan sejumlah besar protein rekombinan secara in vivo. Ia juga boleh menghasilkan protein yang sukar disintesis, seperti protein yang sukar diubah suai selepas terjemahan atau mensintesis protein membran.