Het VHH-antilichaam is een natuurlijk antilichaam met een ontbrekende lichte keten (VL) dat voorkomt in het serum van kamelen. De structuur van het VHH-antilichaam is eenvoudig en bestaat uit slechts twee zware ketens (VH). Nanobodies bestaan ​​uit een variabele regio van de zware keten (VHH) met een moleculair gewicht van ongeveer 15 kDa. Het VHH-antilichaam heeft het normale vermogen om antigenen te herkennen en vertoont een uitstekende affiniteit, specificiteit, stabiliteit en penetratie. Antilichamen tegen deze structuur zijn sindsdien ook gevonden bij andere dieren, zoals alpaca's en haaien. Nanobodies, die slechts één variabele regio van de zware keten en twee conventionele CH2- en CH3-regio's bevatten, hebben ondanks het ontbreken van een VL-domein een zeer stabiel antilichaam met één domein en vormen de kleinste bekende bindingseenheid met antilichaamactiviteit. Alpha Lifetech biedt klanten een reeks diensten aan, waaronder de bereiding van nanobodies, de opbouw en screening van nanobodybibliotheken, de expressie van VHH-nanobodies en meer. Dankzij ons platform voor nanobodysynthese en fagedisplay kunnen we efficiënt diverse soorten fage-antilichaambibliotheken bouwen en screenen, waardoor we onze klanten specifieke antilichaamoplossingen met een hoge specificiteit kunnen bieden. We kunnen ook professionele strategieën voor antilichaamhumanisatie ontwikkelen, waardoor onze nanobodies gehumaniseerd kunnen worden en vrijwel gelijkwaardig zijn aan menselijke antilichamen.

Ten eerste zorgt een alpaca zonder ziekte ervoor dat het immuunsysteem wordt gestimuleerd door immunogenen, wat leidt tot een immuunrespons. Deze dieren kunnen enkelvoudige domeinantilichamen produceren. Vervolgens isoleerden we individuele B-cellen uit de perifere bloedmonocyten (PBMC) van de alpaca. Het RNA uit deze B-cellen werd geëxtraheerd en getranscribeerd naar cDNA. Dit cDNA werd vervolgens gebruikt als template om onze doel-VHH-sequentie te screenen met behulp van elektroforese. Daarna voerden we een sequentieanalyse uit van de gescreende VHH-antilichaamsequentie. Dit kan de stabiliteit en affiniteit van het geproduceerde VHH-antilichaam verbeteren. Tegelijkertijd kunnen we ook gerichte mutagenese en stabiliteitsscreening van VHH-antilichamen uitvoeren. Door speciale methoden te introduceren, zoals het screenen op specifieke mutaties, kunnen we een hogere stabiliteit van VHH-antilichaammutanten verkrijgen. De ingenieur voegde de resulterende VHH-sequentie vervolgens in een geschikte expressievector (zoals plasmiden, virussen, enz.) in voor de expressie van het VHH-antilichaam. Ten slotte worden VHH-antilichamen via faagdisplaytechnologie of gistdisplaytechnologie op het oppervlak van de gastheer tot expressie gebracht. Vervolgens worden nano-antilichamen die specifiek aan het doelantigeen kunnen binden, geselecteerd met behulp van gecoate antigenen en ELISA. Alpha Lifetech heeft de geselecteerde nano-antilichamen ook gesequenced en geverifieerd om de juistheid en functionele activiteit van de aan klanten geleverde nano-antilichaamsequenties te garanderen.

VHH-technologie maakt gebruik van diverse ontwikkelingen in de genetische manipulatie, waardoor het doelgen onder normale omstandigheden opnieuw wordt geknipt en herschikt. Dit levert een zeer bindend instrument op voor andere technologieën, dat diverse labels kan bevatten. Bovendien zijn de met VHH-technologie geproduceerde antilichamen gemakkelijk te zuiveren. Met behulp van high-throughput screeningtechnieken kan Alpha Lifetech in korte tijd VHH-antilichamen met specifieke functies selecteren uit een groot aantal antilichamen. VHH-antilichamen kunnen bovendien onbeperkt en economisch worden geproduceerd, zelfs bij blootstelling aan hoge temperaturen en andere oplosmiddelen. Genetische modificatie van VHH-antilichamen is mogelijk voor andere toepassingen, zoals het vormen van scaffolds, labeling en het wijzigen van specifieke aminozuren. VHH-antilichamen zijn geschikt voor alle gangbare platforms die ook conventionele antilichamen gebruiken, zoals microtiterplaten, elektrochemische biosensoren en laterale flow-tests. Door hun kleinere formaat hebben VHH-antilichamen een hogere dichtheid in het bindingsdomein, wat resulteert in een verhoogd signaal en daardoor een hogere gevoeligheid. Tegelijkertijd heeft het VHH-antilichaam een ​​zeer breed toepassingsgebied in de diagnose en behandeling van tumoren, de diagnose van ontstekingen, de behandeling van aandoeningen van het centrale zenuwstelsel en andere gebieden. VHH-antilichamen zijn met name nuttig voor het monitoren van mycotoxinen in levensmiddelen en diervoeder, omdat ze gemakkelijk genetisch gemodificeerd kunnen worden en een uitstekende stabiliteit hebben.

Bij immunisatie maken we gebruik van verschillende immunogenen. Afhankelijk van hun eigenschappen kunnen we immunogenen indelen in natuurlijke antigenen, recombinante antigenen, synthetische antigenen en antigenen met kleine moleculen. Natuurlijke antigenen omvatten virale immunogenen. Het zuiveringsproces van natuurlijke immunogenen is complexer dan dat van andere immunogenen en de zuiveringskosten zijn hoger. Virale immunogenen worden onderverdeeld in geïnactiveerde vaccins met een volledig virus, subunitvaccins, virale vectorvaccins en mRNA-vaccins. Geïnactiveerde vaccins met een volledig virus stimuleren een immuunrespons, maar hiervoor moet het virus volledig worden geïnactiveerd en is het bereidingsproces complexer. Bij subunitvaccins wordt alleen het virale oppervlakte-eiwit als antigeen gebruikt, waardoor de veiligheid van dit immunogeen hoog is. Wel moet een adjuvans worden toegevoegd om het immuuneffect te versterken. Na genetische modificatie worden adenovirussen en lentivirussen gebruikt als vectoren om een ​​immuunrespons op te wekken door middel van virale replicatie en expressie. Het immuuneffect is efficiënt en langdurig, maar het bereidingsproces is complex, waardoor strikte controle op de bioveiligheid noodzakelijk is. Hoewel mRNA rechtstreeks in cellen kan worden geïmporteerd, zodat cellen antigenen kunnen produceren en een immuunrespons kunnen stimuleren, is dit proces complexer. Dit vereist dat de stabiliteit en afleveringsefficiëntie van het mRNA gewaarborgd zijn. Hoewel recombinante antigenen qua structuur verschillen van natuurlijke antigenen, kunnen ze op grote schaal industrieel worden geproduceerd. Kleine moleculaire eiwitten of polypeptide-antigenen kunnen worden bereid met behulp van in vitro synthesemethoden. Hun structuur is beheersbaar, maar het ontwerp kan complex zijn. Kleine moleculaire antigenen zijn meestal kleine moleculaire verbindingen zoals peptiden en nucleotiden. Omdat ze op zichzelf niet immunogeen zijn, kunnen ze alleen als immunogenen worden gebruikt na koppeling aan macromoleculaire dragers.

Het molecuulgewicht van nanoantilichamen is zeer laag, meestal rond de 12-15 kDa, slechts een tiende van dat van traditionele IgG-antilichamen. De kristalstructuur is die van een rugbybal met een diameter van ongeveer 2,5 nm en een lengte van ongeveer 4,2 nm. De unieke moleculaire structuur zorgt voor een goede weefselpenetratie, een kortere halfwaardetijd en een hogere renale klaring, waardoor de nanoantilichamen de bloed-hersenbarrière kunnen passeren. Nanoantilichamen bestaan ​​uit complementaire determinantregio's (CDR's) en een ruggengraatregio. De complementaire determinantregio's omvatten CDR 1, CDR 2 en CDR 3. De lengte van de CDR 3-regio, variërend van 3 tot 28 aminozuren, garandeert de opslagcapaciteit van de nanoantilichaambibliotheek. In vergelijking met de traditionele CDR 3-regio van antilichamen, die slechts 8 tot 15 aminozuren telt, hebben de langere CDR 3-regio's ons geholpen om verborgen epitopen op het oppervlak van het antigeen te identificeren. Het ruggengraatgebied van de nanobodies omvat FR 1, FR 2, FR 3 en FR 4, met vier hydrofiele aminozuurmutaties op FR 2. Deze mutatie verbetert de wateroplosbaarheid van het antilichaam. De speciale disulfidebinding tussen CDR 1 en CDR 3 verhoogt de stabiliteit van de antilichamen onder hoge druk, hoge temperatuur, denaturerende stoffen en andere omstandigheden. Dit is gunstig voor de productie en bewaring van nanobodies en biedt bovendien mogelijkheden voor nieuwe toedieningsmethoden.