O que é Engenharia de Anticorpos?

Com o auxílio da engenharia de anticorpos, tornou-se possível modificar o tamanho molecular, a farmacocinética, a imunogenicidade, a afinidade de ligação, a especificidade e a função efetora dos anticorpos. Após a síntese, a ligação específica dos anticorpos os torna extremamente valiosos no diagnóstico e tratamento clínicos. Através da engenharia de anticorpos, é possível atender às necessidades do desenvolvimento precoce de medicamentos e diagnósticos.

O objetivo da engenharia de anticorpos é projetar e produzir funções altamente específicas e estáveis ​​que os anticorpos naturais não conseguem alcançar, estabelecendo as bases para a produção de anticorpos terapêuticos.

A Alpha Lifetech, com sua vasta experiência em projetos de engenharia de anticorpos, oferece serviços personalizados de anticorpos monoclonais e policlonais para diversas espécies, além de serviços de construção e triagem de bibliotecas de anticorpos por phage display. A Alpha Lifetech fornece aos clientes anticorpos biossimilares e produtos de proteínas recombinantes de alta qualidade, bem como serviços correlatos, para a produção de anticorpos eficientes, altamente específicos e estáveis. Utilizando plataformas abrangentes de anticorpos e proteínas, além de sistemas de phage display, oferecemos serviços que cobrem as etapas iniciais e finais da produção de anticorpos, incluindo serviços técnicos como humanização, purificação, sequenciamento e validação de anticorpos.

A fase pioneira da engenharia de anticorpos está relacionada a duas tecnologias:

--Tecnologia do DNA recombinante

--Tecnologia de hibridoma

O rápido desenvolvimento da engenharia de anticorpos está relacionado a três tecnologias importantes:

--Tecnologia de clonagem de genes e reação em cadeia da polimerase

Expressão de proteínas: Proteínas recombinantes são produzidas por sistemas de expressão como leveduras, vírus em forma de bastonete e plantas.

--Projeto estrutural assistido por computador

A primeira geração de anticorpos foi humanizada para a produção de anticorpos quiméricos, nos quais a região variável de anticorpos monoclonais de camundongo foi ligada à região constante de moléculas de IgG humanas. A região de ligação ao antígeno (CDR) do anticorpo monoclonal de camundongo de segunda geração foi transplantada para a IgG humana. Com exceção da região CDR, todos os outros anticorpos são quase totalmente humanos, e foram feitos esforços para evitar a indução de respostas de anticorpos humanos anti-camundongo (HAMA) ao usar anticorpos clonados de camundongo para tratamento humano.

 

Para construir uma biblioteca de fagos, o primeiro passo é obter os genes que codificam anticorpos, os quais podem ser isolados de células B de animais imunizados (construção de biblioteca imune), extraídos diretamente de animais não imunizados (construção de biblioteca natural) ou até mesmo sintetizados in vitro com fragmentos de genes de anticorpos (construção de biblioteca sintética). Em seguida, os genes são amplificados por PCR, inseridos em plasmídeos e expressos em sistemas hospedeiros adequados (expressão em levedura (geralmente Pichia pastoris), expressão em procariotos (geralmente E. coli), expressão em células de mamíferos, expressão em células vegetais e expressão em células de insetos infectadas com vírus em forma de bastonete). O sistema de expressão em E. coli é o mais comum, integrando uma sequência específica que codifica um anticorpo ao fago e codificando uma das proteínas do capsídeo do fago (pIII ou pVIII). A fusão gênica é então exibida na superfície dos bacteriófagos. O princípio fundamental dessa tecnologia é a construção de uma biblioteca de fagos, que tem a vantagem, em relação às bibliotecas naturais, de apresentar ligação específica. Em seguida, anticorpos com especificidade para o antígeno são selecionados por meio de um processo de seleção biológica, os antígenos-alvo são fixados, os fagos não ligados são removidos repetidamente por lavagem e os fagos ligados são removidos por lavagem para posterior enriquecimento. Após três ou mais rodadas de repetição, anticorpos de alta especificidade e alta afinidade são isolados.

Figura 3: Construção e triagem da biblioteca de anticorpos

A tecnologia do DNA recombinante pode ser usada para gerar fragmentos de anticorpos. Os anticorpos Fab podem inicialmente ser hidrolisados ​​apenas pela protease gástrica para produzir fragmentos (Fab')₂, que são então digeridos pela papaína para gerar fragmentos Fab individuais. O fragmento Fv consiste em VH e VL, que apresentam baixa estabilidade devido à ausência de ligações dissulfeto. Portanto, VH e VL são ligados entre si por meio de um pequeno peptídeo de 15 a 20 aminoácidos para formar um anticorpo de fragmento variável de cadeia única (scFv) com peso molecular de aproximadamente 25 kDa.

O estudo da estrutura de anticorpos em Camelidae (camelo, liama e alpaca) elucidou que os anticorpos possuem apenas cadeias pesadas e não cadeias leves, sendo por isso denominados anticorpos de cadeia pesada (hcAb). O domínio variável dos anticorpos de cadeia pesada é chamado de anticorpo de domínio único, nanocorpo ou VHH, com tamanho de 12-15 kDa. Como monômeros, não possuem ligações dissulfeto e são muito estáveis, com altíssima afinidade por antígenos.

Figura 5: Anticorpo de cadeia pesada e VHH/Nanocorpo

A expressão livre de células utiliza a expressão de DNA natural ou sintético para realizar a síntese de proteínas in vitro, tipicamente usando o sistema de expressão de *E. coli*. Ela produz proteínas rapidamente e evita a sobrecarga metabólica e citotóxica nas células, como ocorre na produção de grandes quantidades de proteínas recombinantes *in vivo*. Também pode produzir proteínas de difícil síntese, como aquelas que são difíceis de modificar após a tradução ou proteínas de membrana.