Hva er Antibody Engineering?

Ved hjelp av antistoffteknologi har det vært mulig å modifisere antistoffers molekylstørrelse, farmakokinetikk, immunogenisitet, bindingsaffinitet, spesifisitet og effektorfunksjon. Etter syntetisering av antistoffer, gjør den spesifikke bindingen av antistoffer dem svært verdifulle i klinisk diagnose og behandling. Gjennom antistoffteknologi kan de møte behovene til medisin og diagnostisk tidlig utvikling.

Formålet med antistoffteknologi er å designe og produsere svært spesifikke, stabile funksjoner som naturlige antistoffer ikke kan oppnå, og legger grunnlaget for produksjon av terapeutiske antistoffer.

Alpha Lifetech, med sin omfattende prosjekterfaring innen antistoffteknologi, kan tilby skreddersydde monoklonale og polyklonale antistofftjenester for flere arter, samt fagvisningsantistoffbibliotekkonstruksjon og -screeningstjenester. Alpha Lifetech kan gi kunder biotilsvarende antistoffer og rekombinante proteinprodukter av høy kvalitet, samt tilsvarende tjenester, for å produsere effektive, svært spesifikke og stabile antistoffer. Ved å bruke omfattende antistoff-, proteinplattformer og fagdisplaysystemer, tilbyr vi tjenester som dekker oppstrøms og nedstrøms av antistoffproduksjon, inkludert tekniske tjenester som antistoffhumanisering, antistoffrensing, antistoffsekvensering og antistoffvalidering.

Det banebrytende stadiet for antistoffteknologi er relatert til to teknologier:

--Rekombinant DNA-teknologi

--Hybridoma-teknologi

Den raske utviklingen av antistoffteknologi er relatert til tre viktige teknologier:

--Genkloningsteknologi og polymerasekjedereaksjon

--Proteinekspresjon: Rekombinante proteiner produseres av ekspresjonssystemer som gjær, stavformede virus og planter

--Datastøttet strukturell design

Den første generasjonen av antistoffer ble humanisert for produksjon av kimære antistoffer, der den variable regionen til musemonoklonale antistoffer ble koblet til den konstante regionen av humane IgG-molekyler. Den antigenbindende regionen (CDR) til det andre generasjons muse monoklonale antistoffet ble transplantert inn i humant IgG. Bortsett fra CDR-regionen, er alle andre antistoffer nesten humane antistoffer, og det ble gjort anstrengelser for å unngå å indusere humane anti-muse-antistoff (HAMA)-responser ved bruk av museklon-antistoffer for human behandling.

 

For å konstruere et fagvisningsbibliotek er det første trinnet å skaffe genene som koder for antistoffer, som kan isoleres fra B-celler fra immuniserte dyr (immunbibliotekkonstruksjon), ekstraheres direkte fra ikke-immuniserte dyr (naturlig bibliotekkonstruksjon), eller til og med settes sammen in vitro med antistoffgenfragmenter (syntetisk bibliotekkonstruksjon). Deretter amplifiseres genene ved PCR, settes inn i plasmider og uttrykkes i egnede vertssystemer (gjærekspresjon (vanligvis Pichia pastoris), prokaryotisk ekspresjon (vanligvis E. coli), pattedyrcelleekspresjon, plantecelleekspresjon og insektcelleekspresjon infisert med stavformede virus). Det vanligste er E. coli-ekspresjonssystemet, som integrerer en spesifikk kodende antistoffsekvens på fagen og koder for ett av fagskallproteinene (pIII eller pVIII). Genfusjonen av, Og vises på overflaten av bakteriofager. Kjernen i denne teknologien er å konstruere et fagvisningsbibliotek, som har fordelen fremfor naturlige biblioteker ved at det kan ha spesifikk binding. Deretter screenes antistoffer med antigenspesifisitet gjennom en biologisk seleksjonsprosess, målantigener fikseres, ubundne fager vaskes bort gjentatte ganger, og bundne fager vaskes bort for ytterligere anrikning. Etter tre eller flere repetisjonsrunder isoleres antistoffer med høy spesifisitet og høy affinitet.

Fig. 3: Konstruksjon og screening av antistoffbibliotek

Rekombinant DNA-teknologi kan brukes til å generere antistofffragmenter. Fab-antistoffer kan i utgangspunktet bare hydrolyseres av gastrisk protease for å produsere (Fab ') 2-fragmenter, som deretter fordøyes av papain for å generere individuelle Fab-fragmenter. Fv-fragmentet består av VH og VL, som har dårlig stabilitet på grunn av fravær av disulfidbindinger. Derfor er VH og VL koblet sammen gjennom et kort peptid på 15-20 aminosyrer for å danne et enkeltkjede variabelt fragment (scFv) antistoff med en molekylvekt på omtrent 25KDa.

Studiet av antistoffstruktur i Camelidae (Camel, LIama og Alpakka) har belyst at antistoffer bare har tunge kjeder og ingen lette kjeder, derfor kalles de tungkjedeantistoffer (hcAb). Det variable domenet til tungkjedeantistoffer kalles enkeltdomeneantistoffer eller nanobodies eller VHH, med en størrelse på 12-15 kDa. Som monomerer har de ingen disulfidbindinger og er veldig stabile, med svært høy affinitet for antigener.

Fig. 5: Heavy Chain Antibody og VHH/ Nanobody

Cellefri ekspresjon utnytter ekspresjonen av naturlig eller syntetisk DNA for å oppnå in vitro proteinsyntese, typisk ved bruk av E. coli-ekspresjonssystemet. Den produserer proteiner raskt og unngår den metabolske og cytotoksiske belastningen på cellene når den produserer store mengder rekombinante proteiner in vivo. Det kan også produsere proteiner som er vanskelige å syntetisere, for eksempel de som er vanskelige å modifisere etter translasjon eller syntetisere membranproteiner.