Что такое инженерия антител?

С помощью инженерии антител стало возможным изменять молекулярный размер, фармакокинетику, иммуногенность, связывающую способность, специфичность и эффекторную функцию антител. После синтеза антител специфическое связывание антител делает их весьма ценными в клинической диагностике и лечении. Благодаря инженерии антител они могут удовлетворять потребности ранней разработки лекарственных средств и диагностических средств.

Целью инженерии антител является разработка и создание высокоспецифичных, стабильных функций, которых не могут достичь природные антитела, что закладывает основу для производства терапевтических антител.

Alpha Lifetech, с ее обширным опытом проектов в области инженерии антител, может предоставлять индивидуальные услуги по моноклональным и поликлональным антителам для нескольких видов, а также услуги по созданию и скринингу библиотек антител с фаговым дисплеем. Alpha Lifetech может предоставлять клиентам качественные биоподобные антитела и рекомбинантные белковые продукты, а также соответствующие услуги для производства эффективных, высокоспецифичных и стабильных антител. Используя комплексные платформы антител, белков и системы фагового дисплея, мы предоставляем услуги, охватывающие как восходящий, так и нисходящий поток производства антител, включая технические услуги, такие как гуманизация антител, очистка антител, секвенирование антител и валидация антител.

Начальный этап разработки антител связан с двумя технологиями:

--Технология рекомбинантной ДНК

--Гибридомная технология

Быстрое развитие инженерии антител связано с тремя важными технологиями:

--Технология клонирования генов и полимеразная цепная реакция

--Экспрессия белка: рекомбинантные белки производятся такими системами экспрессии, как дрожжи, палочковидные вирусы и растения.

--Компьютерное проектирование конструкций

Первое поколение антител было гуманизировано для производства химерных антител, где вариабельная область мышиных моноклональных антител была связана с константной областью молекул человеческого IgG. Антигенсвязывающая область (CDR) мышиного моноклонального антитела второго поколения была трансплантирована в человеческий IgG. За исключением области CDR, все остальные антитела являются почти человеческими антителами, и были предприняты усилия, чтобы избежать индукции ответов человеческих антимышиных антител (HAMA) при использовании мышиных клонированных антител для лечения человека.

 

Для создания библиотеки фагового дисплея первым шагом является получение генов, кодирующих антитела, которые могут быть выделены из В-клеток иммунизированных животных (конструирование иммунной библиотеки), извлечены непосредственно из неиммунизированных животных (конструирование естественной библиотеки) или даже собраны in vitro с фрагментами генов антител (конструирование синтетической библиотеки). Затем гены амплифицируются с помощью ПЦР, вставляются в плазмиды и экспрессируются в подходящих системах-хозяевах (экспрессия дрожжей (обычно Pichia pastoris), экспрессия прокариот (обычно E. coli), экспрессия клеток млекопитающих, экспрессия клеток растений и экспрессия клеток насекомых, инфицированных палочковидными вирусами). Наиболее распространенной является система экспрессии E. coli, которая интегрирует специфическую кодирующую последовательность антитела в фаг и кодирует один из белков оболочки фага (pIII или pVIII). Слияние генов, И отображается на поверхности бактериофагов. Суть этой технологии заключается в создании библиотеки фагового дисплея, которая имеет преимущество перед естественными библиотеками в том, что она может иметь специфическое связывание. Затем антитела с антигенной специфичностью проверяются с помощью биологического процесса отбора, целевые антигены фиксируются, несвязанные фаги многократно вымываются, а связанные фаги вымываются для дальнейшего обогащения. После трех или более раундов повторения выделяются высокоспецифичные и высокоаффинные антитела.

Рис. 3: Создание и скрининг библиотеки антител

Технология рекомбинантной ДНК может быть использована для получения фрагментов антител. Fab-антитела могут быть изначально гидролизованы только желудочной протеазой для получения фрагментов (Fab ') 2, которые затем перевариваются папаином для получения отдельных Fab-фрагментов. Fv-фрагмент состоит из VH и VL, которые имеют низкую стабильность из-за отсутствия дисульфидных связей. Поэтому VH и VL связаны друг с другом через короткий пептид из 15-20 аминокислот, образуя одноцепочечный вариабельный фрагмент (scFv) антитела с молекулярной массой приблизительно 25 кДа.

Изучение структуры антител у Camelidae (Camel, LIama и Alpaca) выявило, что антитела имеют только тяжелые цепи и не имеют легких цепей, поэтому их называют антителами с тяжелой цепью (hcAb). Вариабельный домен антител с тяжелой цепью называется однодоменными антителами или нанотелами или VHH, размером 12-15 кДа. Как мономеры, они не имеют дисульфидных связей и очень стабильны, с очень высоким сродством к антигенам.

Рис. 5: Тяжелая цепь антитела и VHH/ нанотело

Бесклеточная экспрессия использует экспрессию естественной или синтетической ДНК для достижения синтеза белка in vitro, обычно с использованием системы экспрессии E. coli. Она быстро производит белки и избегает метаболической и цитотоксической нагрузки на клетки при производстве больших количеств рекомбинантных белков in vivo. Она также может производить белки, которые трудно синтезировать, например, те, которые трудно модифицировать после трансляции или синтезировать мембранные белки.