Ce este ingineria anticorpilor?

Cu ajutorul ingineriei anticorpilor, a fost posibilă modificarea dimensiunii moleculare, a farmacocineticii, a imunogenității, a afinității de legare, a specificității și a funcției efectoare a anticorpilor. După sintetizarea anticorpilor, legarea specifică a acestora îi face extrem de valoroși în diagnosticul și tratamentul clinic. Prin ingineria anticorpilor, aceștia pot satisface nevoile dezvoltării timpurii a medicamentelor și a diagnosticului.

Scopul ingineriei anticorpilor este de a proiecta și produce funcții foarte specifice și stabile pe care anticorpii naturali nu le pot atinge, punând bazele producerii de anticorpi terapeutici.

Alpha Lifetech, cu vasta sa experiență în proiecte de inginerie a anticorpilor, poate oferi servicii personalizate de anticorpi monoclonali și policlonali pentru mai multe specii, precum și servicii de construire și screening a unei biblioteci de anticorpi cu afișare fagică. Alpha Lifetech poate oferi clienților anticorpi biosimilari de calitate și produse proteice recombinante, precum și servicii corespunzătoare, pentru a produce anticorpi eficienți, foarte specifici și stabili. Prin utilizarea unor platforme complete de anticorpi și proteine ​​și sisteme de afișare fagică, oferim servicii care acoperă etapele ascendente și descendente ale producției de anticorpi, inclusiv servicii tehnice precum umanizarea anticorpilor, purificarea anticorpilor, secvențierea anticorpilor și validarea anticorpilor.

Etapa de pionierat a ingineriei anticorpilor este legată de două tehnologii:

--Tehnologia ADN-ului recombinant

--Tehnologia hibridomului

Dezvoltarea rapidă a ingineriei anticorpilor este legată de trei tehnologii importante:

--Tehnologia de clonare a genelor și reacția în lanț a polimerazei

Expresia proteinelor: Proteinele recombinante sunt produse de sisteme de expresie precum drojdia, virusurile în formă de tijă și plantele

--Proiectare structurală asistată de calculator

Prima generație de anticorpi a fost umanizată pentru producerea de anticorpi himerici, în care regiunea variabilă a anticorpilor monoclonali de șoarece a fost legată de regiunea constantă a moleculelor IgG umane. Regiunea de legare a antigenului (CDR) a anticorpului monoclonal de șoarece de a doua generație a fost transplantată în IgG uman. Cu excepția regiunii CDR, toți ceilalți anticorpi sunt aproape umani și s-au depus eforturi pentru a evita inducerea răspunsurilor cu anticorpi umani anti-șoarece (HAMA) atunci când s-au utilizat anticorpi clonați de șoarece pentru tratamentul uman.

 

Pentru a construi o bibliotecă de afișare fagică, primul pas este obținerea genelor care codifică anticorpii, care pot fi izolate din celulele B ale animalelor imunizate (construcția unei biblioteci imune), extrase direct de la animale neimunizate (construcția unei biblioteci naturale) sau chiar asamblate in vitro cu fragmente de gene de anticorpi (construcția unei biblioteci sintetice). Apoi, genele sunt amplificate prin PCR, inserate în plasmide și exprimate în sisteme gazdă adecvate (expresie în drojdie (de obicei Pichia pastoris), expresie în procariote (de obicei E. coli), expresie în celule mamifere, expresie în celule vegetale și expresie în celule insecte infectate cu virusuri în formă de tijă). Cel mai comun este sistemul de expresie E. coli, care integrează o secvență specifică de anticorpi care codifică pe fag și codifică una dintre proteinele învelișului fagului (pIII sau pVIII). Fuziunea genelor, A și A, sunt afișate pe suprafața bacteriofagilor. Nucleul acestei tehnologii este de a construi o bibliotecă de afișare fagică, care are avantajul față de bibliotecile naturale prin faptul că poate avea legături specifice. Ulterior, anticorpii cu specificitate antigenică sunt analizați printr-un proces de selecție biologică, antigenele țintă sunt fixate, fagii nelegați sunt spălați în mod repetat, iar fagii legați sunt spălați pentru o îmbogățire ulterioară. După trei sau mai multe runde de repetare, se izolează anticorpi cu specificitate ridicată și afinitate ridicată.

Fig. 3: Construcția și screening-ul bibliotecii de anticorpi

Tehnologia ADN-ului recombinant poate fi utilizată pentru a genera fragmente de anticorpi. Anticorpii Fab pot fi inițial hidrolizați doar de proteaza gastrică pentru a produce fragmente (Fab')2, care sunt apoi digerate de papaină pentru a genera fragmente Fab individuale. Fragmentul Fv este format din VH și VL, care au o stabilitate slabă din cauza absenței legăturilor disulfidice. Prin urmare, VH și VL sunt legate între ele printr-o peptidă scurtă de 15-20 de aminoacizi pentru a forma un anticorp cu fragment variabil cu lanț unic (scFv) cu o greutate moleculară de aproximativ 25KDa.

Studiul structurii anticorpilor la Camelidae (Cămila, Liama ​​și Alpaca) a elucidat faptul că anticorpii au doar lanțuri grele și nu au lanțuri ușoare, prin urmare, sunt numiți anticorpi cu lanț greu (hcAb). Domeniul variabil al anticorpilor cu lanț greu se numește anticorpi cu domeniu unic sau nanocorpi sau VHH, cu o dimensiune de 12-15 kDa. Ca monomeri, nu au legături disulfidice și sunt foarte stabili, cu o afinitate foarte mare pentru antigene.

Fig. 5: Anticorp cu lanț greu și VHH/Nanocorp

Expresia liberă celulară utilizează exprimarea ADN-ului natural sau sintetic pentru a realiza sinteza proteinelor in vitro, de obicei folosind sistemul de expresie E. coli. Aceasta produce proteine ​​rapid și evită sarcina metabolică și citotoxică asupra celulelor atunci când produce cantități mari de proteine ​​recombinante in vivo. De asemenea, poate produce proteine ​​dificil de sintetizat, cum ar fi cele care sunt dificil de modificat după traducere sau de sintetizat proteine ​​membranare.