Vad är antikroppsteknik?

Med hjälp av antikroppsteknik har det varit möjligt att modifiera antikropparnas molekylstorlek, farmakokinetik, immunogenicitet, bindningsaffinitet, specificitet och effektorfunktion. Efter att antikroppar syntetiserats gör antikropparnas specifika bindning dem mycket värdefulla vid klinisk diagnos och behandling. Genom antikroppsteknik kan de möta behoven för tidig läkemedels- och diagnostisk utveckling.

Syftet med antikroppsteknik är att designa och producera mycket specifika, stabila funktioner som naturliga antikroppar inte kan uppnå, och lägga grunden för produktion av terapeutiska antikroppar.

Alpha Lifetech, med sin omfattande projekterfarenhet inom antikroppsteknik, kan erbjuda skräddarsydda monoklonala och polyklonala antikroppstjänster för flera arter, samt konstruktion och screening av fagdisplay-antikroppsbibliotek. Alpha Lifetech kan förse kunder med högkvalitativa biosimilarer och rekombinanta proteinprodukter, samt motsvarande tjänster, för att producera effektiva, mycket specifika och stabila antikroppar. Genom att använda omfattande antikropps-, proteinplattformar och fagdisplaysystem tillhandahåller vi tjänster som täcker uppströms och nedströms antikroppsproduktion, inklusive tekniska tjänster som antikroppshumanisering, antikroppsrening, antikroppssekvensering och antikroppsvalidering.

Det banbrytande stadiet inom antikroppsteknik är relaterat till två teknologier:

--Rekombinant DNA-teknik

--Hybridom-teknik

Den snabba utvecklingen av antikroppsteknik är relaterad till tre viktiga teknologier:

--Genkloningsteknik och polymeraskedjereaktion

--Proteinuttryck: Rekombinanta proteiner produceras av uttryckssystem som jäst, stavformade virus och växter

--Datorstödd strukturell design

Den första generationen antikroppar humaniserades för produktion av chimära antikroppar, där den variabla regionen av musmonoklonala antikroppar kopplades till den konstanta regionen av humana IgG-molekyler. Antigenbindningsregionen (CDR) hos andra generationens musmonoklonala antikropp transplanterades till humant IgG. Förutom CDR-regionen är alla andra antikroppar nästan humana antikroppar, och ansträngningar gjordes för att undvika att inducera humana antimusantikroppssvar (HAMA) när musklonantikroppar användes för behandling av människor.

 

För att konstruera ett fagdisplaybibliotek är det första steget att erhålla generna som kodar för antikroppar, vilka kan isoleras från B-celler från immuniserade djur (konstruktion av immunbibliotek), extraheras direkt från icke-immuniserade djur (konstruktion av naturlig bibliotek), eller till och med sättas samman in vitro med antikroppsgenfragment (konstruktion av syntetisk bibliotek). Därefter amplifieras generna med PCR, infogas i plasmider och uttrycks i lämpliga värdsystem (jästuttryck (vanligtvis Pichia pastoris), prokaryotiskt uttryck (vanligtvis E. coli), däggdjurscelluttryck, växtcelluttryck och insektscelluttryck infekterade med stavformade virus). Det vanligaste är E. coli-uttryckssystemet, som integrerar en specifik kodande antikroppssekvens på fagen och kodar för ett av fagskalproteinerna (pIII eller pVIII). Genfusionen av, och visas på ytan av bakteriofager. Kärnan i denna teknik är att konstruera ett fagdisplaybibliotek, vilket har fördelen jämfört med naturliga bibliotek att det kan ha specifik bindning. Därefter screenas antikroppar med antigenspecificitet genom en biologisk selektionsprocess, målantigener fixeras, obundna fager tvättas bort upprepade gånger och bundna fager tvättas bort för ytterligare anrikning. Efter tre eller fler omgångar av repetition isoleras antikroppar med hög specificitet och hög affinitet.

Figur 3: Konstruktion och screening av antikroppsbibliotek

Rekombinant DNA-teknik kan användas för att generera antikroppsfragment. Fab-antikroppar kan initialt endast hydrolyseras av gastriskt proteas för att producera (Fab')2-fragment, vilka sedan digereras av papain för att generera individuella Fab-fragment. Fv-fragmentet består av VH och VL, vilka har dålig stabilitet på grund av avsaknaden av disulfidbindningar. Därför är VH och VL sammanlänkade genom en kort peptid med 15-20 aminosyror för att bilda en antikropp med ett enkelkedjigt variabelt fragment (scFv) med en molekylvikt på cirka 25 kDa.

Studien av antikroppsstrukturen hos kameldjur (kamel, liama och alpacka) har klargjort att antikroppar endast har tunga kedjor och inga lätta kedjor, därför kallas de tungkedjeantikroppar (hcAb). Den variabla domänen hos tungkedjeantikroppar kallas enkeldomänantikroppar eller nanokroppar eller VHH, med en storlek på 12–15 kDa. Som monomerer har de inga disulfidbindningar och är mycket stabila, med en mycket hög affinitet för antigener.

Fig 5: Tungkedjeantikropp och VHH/nanokropp

Cellfritt uttryck använder uttryck av naturligt eller syntetiskt DNA för att uppnå proteinsyntes in vitro, vanligtvis med hjälp av E. coli-expressionssystemet. Det producerar proteiner snabbt och undviker den metaboliska och cytotoxiska belastningen på cellerna vid produktion av stora mängder rekombinanta proteiner in vivo. Det kan också producera proteiner som är svåra att syntetisera, såsom de som är svåra att modifiera efter translation eller syntetisera membranproteiner.