วิศวกรรมแอนติบอดีคืออะไร?

ด้วยความช่วยเหลือของวิศวกรรมแอนติบอดี ทำให้สามารถปรับขนาดโมเลกุล เภสัชจลนศาสตร์ ภูมิคุ้มกัน ความสัมพันธ์ในการจับ ความจำเพาะ และหน้าที่ของเอฟเฟกเตอร์ของแอนติบอดีได้ หลังจากสังเคราะห์แอนติบอดีแล้ว การจับจำเพาะของแอนติบอดีทำให้แอนติบอดีมีคุณค่าอย่างยิ่งในการวินิจฉัยทางคลินิกและการรักษา ด้วยวิศวกรรมแอนติบอดี แอนติบอดีสามารถตอบสนองความต้องการของการพัฒนายาและการวินิจฉัยในระยะเริ่มต้นได้

จุดประสงค์ของวิศวกรรมแอนติบอดีคือการออกแบบและผลิตฟังก์ชันที่เสถียรและจำเพาะสูง ซึ่งแอนติบอดีตามธรรมชาติไม่สามารถทำได้ ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับการผลิตแอนติบอดีที่ใช้ในการรักษา

Alpha Lifetech มีประสบการณ์ด้านวิศวกรรมแอนติบอดีในโครงการต่างๆ มากมาย จึงสามารถให้บริการแอนติบอดีโมโนโคลนัลและโพลีโคลนัลที่ปรับแต่งได้สำหรับสปีชีส์หลายชนิด รวมถึงบริการสร้างคลังแอนติบอดีสำหรับการแสดงฟาจและคัดกรอง Alpha Lifetech สามารถให้แอนติบอดีไบโอซิมิลาร์คุณภาพสูงและผลิตภัณฑ์โปรตีนรีคอมบิแนนท์แก่ลูกค้า ตลอดจนบริการที่เกี่ยวข้อง เพื่อผลิตแอนติบอดีที่มีประสิทธิภาพ เฉพาะเจาะจงสูง และเสถียร ด้วยการใช้แอนติบอดี แพลตฟอร์มโปรตีน และระบบแสดงฟาจที่ครอบคลุม เราจึงสามารถให้บริการที่ครอบคลุมทั้งต้นน้ำและปลายน้ำของการผลิตแอนติบอดี รวมถึงบริการทางเทคนิค เช่น การทำให้แอนติบอดีเป็นมนุษย์ การทำให้บริสุทธิ์ของแอนติบอดี การจัดลำดับแอนติบอดี และการตรวจสอบแอนติบอดี

ขั้นตอนการบุกเบิกของวิศวกรรมแอนติบอดีเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีสองประการ:

--เทคโนโลยีดีเอ็นเอแบบรีคอมบิแนนท์

--เทคโนโลยีไฮบริดโดมา

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิศวกรรมแอนติบอดีมีความเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีที่สำคัญสามประการ:

--เทคโนโลยีโคลนยีนและปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส

--การแสดงออกของโปรตีน: โปรตีนรีคอมบิแนนท์ถูกผลิตโดยระบบการแสดงออก เช่น ยีสต์ ไวรัสรูปแท่ง และพืช

--การออกแบบโครงสร้างด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์

แอนติบอดีรุ่นแรกถูกทำให้เป็นของมนุษย์เพื่อการผลิตแอนติบอดีไคเมอริก โดยที่บริเวณที่แปรผันของแอนติบอดีโมโนโคลนัลของหนูถูกเชื่อมโยงกับบริเวณคงที่ของโมเลกุล IgG ของมนุษย์ บริเวณการจับแอนติเจน (CDR) ของแอนติบอดีโมโนโคลนัลของหนูรุ่นที่สองถูกปลูกถ่ายเข้าไปใน IgG ของมนุษย์ ยกเว้นบริเวณ CDR แอนติบอดีอื่นๆ ทั้งหมดแทบจะเป็นแอนติบอดีของมนุษย์ และมีการพยายามหลีกเลี่ยงการเหนี่ยวนำการตอบสนองของแอนติบอดีเมาส์ของมนุษย์ (HAMA) เมื่อใช้แอนติบอดีโคลนของหนูสำหรับการรักษามนุษย์

 

ในการสร้างคลังข้อมูลแสดงฟาจ ขั้นตอนแรกคือการรับยีนที่เข้ารหัสแอนติบอดี ซึ่งสามารถแยกได้จากเซลล์ B ของสัตว์ที่ได้รับภูมิคุ้มกัน (การสร้างคลังข้อมูลภูมิคุ้มกัน) สกัดโดยตรงจากสัตว์ที่ไม่ได้รับภูมิคุ้มกัน (การสร้างคลังข้อมูลตามธรรมชาติ) หรือแม้แต่ประกอบในหลอดทดลองด้วยชิ้นส่วนยีนแอนติบอดี (การสร้างคลังข้อมูลสังเคราะห์) จากนั้นยีนจะถูกขยายโดย PCR แทรกเข้าไปในพลาสมิด และแสดงออกในระบบโฮสต์ที่เหมาะสม (การแสดงออกของยีสต์ (โดยปกติคือ Pichia pastoris) การแสดงออกของโพรคาริโอต (โดยปกติคือ E. coli) การแสดงออกของเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การแสดงออกของเซลล์พืช และการแสดงออกของเซลล์แมลงที่ติดเชื้อไวรัสรูปแท่ง) ระบบการแสดงออกของ E. coli ที่พบมากที่สุดคือระบบการแสดงออกของ E. coli ซึ่งผสานลำดับแอนติบอดีที่เข้ารหัสเฉพาะเข้ากับฟาจและเข้ารหัสโปรตีนเปลือกฟาจหนึ่งตัว (pIII หรือ pVIII) การหลอมรวมยีนของ และแสดงบนพื้นผิวของแบคทีเรียโฟจ หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือการสร้างคลังข้อมูลแสดงฟาจซึ่งมีข้อได้เปรียบเหนือคลังข้อมูลตามธรรมชาติตรงที่สามารถจับได้เฉพาะเจาะจง จากนั้นแอนติบอดีที่มีความจำเพาะต่อแอนติเจนจะถูกคัดกรองผ่านกระบวนการคัดเลือกทางชีวภาพ แอนติเจนเป้าหมายจะถูกตรึง ฟาจที่ไม่ถูกจับจะถูกชะล้างออกไปซ้ำๆ และฟาจที่จับจะถูกชะล้างออกไปเพื่อเพิ่มความเข้มข้นต่อไป หลังจากทำซ้ำสามรอบขึ้นไป แอนติบอดีที่มีความจำเพาะสูงและความสัมพันธ์สูงจะถูกแยกออก

รูปที่ 3: การสร้างและการคัดกรองห้องสมุดแอนติบอดี

เทคโนโลยีดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์สามารถใช้สร้างชิ้นส่วนแอนติบอดีได้ แอนติบอดี Fab สามารถไฮโดรไลซ์ได้ด้วยโปรตีเอสในกระเพาะเท่านั้นเพื่อผลิตชิ้นส่วน (Fab ') 2 ชิ้น จากนั้นจึงย่อยด้วยปาเปนเพื่อสร้างชิ้นส่วน Fab แต่ละชิ้น ชิ้นส่วน Fv ประกอบด้วย VH และ VL ซึ่งมีเสถียรภาพต่ำเนื่องจากไม่มีพันธะไดซัลไฟด์ ดังนั้น VH และ VL จึงเชื่อมโยงกันผ่านเปปไทด์สั้นที่มีกรดอะมิโน 15-20 ตัวเพื่อสร้างแอนติบอดีชิ้นส่วนแปรผันแบบโซ่เดี่ยว (scFv) ที่มีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 25KDa

การศึกษาโครงสร้างของแอนติบอดีใน Camelidae (Camel, LIama และ Alpaca) ได้ชี้แจงว่าแอนติบอดีมีเพียงสายหนักและไม่มีสายเบา จึงเรียกว่าแอนติบอดีสายหนัก (hcAb) แอนติบอดีสายหนักที่มีโดเมนแปรผันเรียกว่าแอนติบอดีโดเมนเดี่ยวหรือนาโนบอดีหรือ VHH โดยมีขนาด 12-15 kDa เนื่องจากเป็นโมโนเมอร์ แอนติบอดีจึงไม่มีพันธะไดซัลไฟด์และเสถียรมาก โดยมีความสัมพันธ์กับแอนติเจนสูงมาก

รูปที่ 5: แอนติบอดีสายหนักและ VHH/นาโนบอดี

การแสดงออกแบบอิสระของเซลล์ใช้การแสดงออกของ DNA ตามธรรมชาติหรือสังเคราะห์เพื่อบรรลุการสังเคราะห์โปรตีนในหลอดทดลอง โดยทั่วไปจะใช้ระบบการแสดงออกของ E. coli ซึ่งจะผลิตโปรตีนได้อย่างรวดเร็วและหลีกเลี่ยงภาระการเผาผลาญและพิษต่อเซลล์เมื่อผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์จำนวนมากในร่างกาย นอกจากนี้ยังสามารถผลิตโปรตีนที่สังเคราะห์ได้ยาก เช่น โปรตีนที่ดัดแปลงได้ยากหลังจากการแปลหรือสังเคราะห์โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์