วิศวกรรมแอนติบอดีคืออะไร?

ด้วยความช่วยเหลือของวิศวกรรมแอนติบอดี ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนขนาดโมเลกุล เภสัชจลนศาสตร์ ภูมิคุ้มกัน ความสัมพันธ์ในการจับ ความจำเพาะ และหน้าที่ของเอฟเฟกเตอร์ของแอนติบอดีได้ หลังจากการสังเคราะห์แอนติบอดี การจับจำเพาะของแอนติบอดีทำให้แอนติบอดีมีคุณค่าอย่างยิ่งในการวินิจฉัยและการรักษาทางคลินิก วิศวกรรมแอนติบอดีสามารถตอบสนองความต้องการในการพัฒนายาและการวินิจฉัยในระยะเริ่มต้นได้

วัตถุประสงค์ของวิศวกรรมแอนติบอดีคือการออกแบบและผลิตฟังก์ชันที่เสถียรและจำเพาะสูงซึ่งแอนติบอดีตามธรรมชาติไม่สามารถทำได้ โดยวางรากฐานสำหรับการผลิตแอนติบอดีเพื่อการรักษา

ด้วยประสบการณ์อันยาวนานด้านวิศวกรรมแอนติบอดีในโครงการ Alpha Lifetech สามารถให้บริการแอนติบอดีโมโนโคลนอลและโพลีโคลนอลที่ปรับแต่งตามความต้องการสำหรับสปีชีส์หลายชนิด รวมถึงการสร้างคลังแอนติบอดีและคัดกรองแอนติบอดีสำหรับแสดงผลฟาจ Alpha Lifetech สามารถให้บริการแอนติบอดีไบโอซิมิลาร์คุณภาพสูงและผลิตภัณฑ์โปรตีนรีคอมบิแนนท์แก่ลูกค้า รวมถึงบริการที่เกี่ยวข้อง เพื่อผลิตแอนติบอดีที่มีประสิทธิภาพ ความจำเพาะสูง และเสถียร ด้วยการใช้แพลตฟอร์มแอนติบอดี โปรตีน และระบบแสดงผลฟาจที่ครอบคลุม เราให้บริการที่ครอบคลุมตั้งแต่ต้นน้ำจนถึงปลายน้ำของการผลิตแอนติบอดี รวมถึงบริการทางเทคนิคต่างๆ เช่น การทำให้แอนติบอดีเป็นมนุษย์ การทำให้บริสุทธิ์ของแอนติบอดี การหาลำดับเบสของแอนติบอดี และการตรวจสอบความถูกต้องของแอนติบอดี

ขั้นตอนการบุกเบิกของวิศวกรรมแอนติบอดีเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีสองประการ:

--เทคโนโลยีดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์

--เทคโนโลยีไฮบริดโดมา

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิศวกรรมแอนติบอดีมีความเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีที่สำคัญสามประการ:

--เทคโนโลยีโคลนยีนและปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส

--การแสดงออกของโปรตีน: โปรตีนรีคอมบิแนนท์ถูกผลิตโดยระบบการแสดงออก เช่น ยีสต์ ไวรัสรูปแท่ง และพืช

--การออกแบบโครงสร้างด้วยคอมพิวเตอร์ช่วย

แอนติบอดีรุ่นแรกถูกทำให้เป็นมนุษย์เพื่อผลิตแอนติบอดีไคเมอริก โดยบริเวณแปรผันของแอนติบอดีโมโนโคลนอลของหนูถูกเชื่อมโยงกับบริเวณคงที่ของโมเลกุล IgG ของมนุษย์ บริเวณจับแอนติเจน (CDR) ของแอนติบอดีโมโนโคลนอลของหนูรุ่นที่สองถูกปลูกถ่ายเข้าไปใน IgG ของมนุษย์ ยกเว้นบริเวณ CDR แล้ว แอนติบอดีอื่นๆ ทั้งหมดเกือบจะเป็นแอนติบอดีของมนุษย์ และมีการพยายามหลีกเลี่ยงการเหนี่ยวนำให้เกิดการตอบสนองของแอนติบอดีต่อเมาส์ของมนุษย์ (HAMA) เมื่อใช้แอนติบอดีโคลนของหนูในการรักษามนุษย์

 

ในการสร้างคลังข้อมูลแสดงฟาจ ขั้นตอนแรกคือการได้มาซึ่งยีนที่เข้ารหัสแอนติบอดี ซึ่งสามารถแยกได้จากเซลล์บีของสัตว์ที่ได้รับภูมิคุ้มกัน (การสร้างคลังข้อมูลภูมิคุ้มกัน) สกัดโดยตรงจากสัตว์ที่ไม่ได้รับภูมิคุ้มกัน (การสร้างคลังข้อมูลตามธรรมชาติ) หรือแม้แต่ประกอบขึ้นในหลอดทดลองด้วยชิ้นส่วนยีนแอนติบอดี (การสร้างคลังข้อมูลสังเคราะห์) จากนั้นยีนจะถูกเพิ่มจำนวนโดย PCR แทรกเข้าไปในพลาสมิด และแสดงออกในระบบโฮสต์ที่เหมาะสม (การแสดงออกของยีสต์ (โดยปกติคือ Pichia pastoris) การแสดงออกของโปรคาริโอต (โดยปกติคือ E. coli) การแสดงออกของเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การแสดงออกของเซลล์พืช และการแสดงออกของเซลล์แมลงที่ติดเชื้อไวรัสรูปแท่ง) ระบบการแสดงออกของ E. coli ที่พบมากที่สุดคือระบบการแสดงออกของ E. coli ซึ่งผสานลำดับแอนติบอดีที่เข้ารหัสเฉพาะลงบนฟาจและเข้ารหัสโปรตีนเปลือกฟาจตัวใดตัวหนึ่ง (pIII หรือ pVIII) การรวมยีนของ และแสดงบนพื้นผิวของแบคทีเรียโฟจ หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือการสร้างคลังแสดงผลฟาจ ซึ่งมีข้อได้เปรียบเหนือคลังข้อมูลตามธรรมชาติตรงที่สามารถจับกับวัตถุได้อย่างจำเพาะ จากนั้น แอนติบอดีที่มีความจำเพาะต่อแอนติเจนจะถูกคัดกรองผ่านกระบวนการคัดเลือกทางชีวภาพ แอนติเจนเป้าหมายจะถูกตรึง ฟาจที่ไม่ถูกจับจะถูกชะล้างออกไปซ้ำๆ และฟาจที่ถูกจับจะถูกชะล้างออกไปเพื่อเพิ่มความเข้มข้นต่อไป หลังจากทำซ้ำสามรอบหรือมากกว่า แอนติบอดีที่มีความจำเพาะสูงและแอฟฟินิตี้สูงจะถูกแยกออก

รูปที่ 3: การสร้างและการคัดกรองห้องสมุดแอนติบอดี

เทคโนโลยีดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์สามารถนำมาใช้สร้างชิ้นส่วนแอนติบอดีได้ แอนติบอดี Fab สามารถถูกไฮโดรไลซ์โดยโปรตีเอสในกระเพาะอาหารได้เพียง 2 ชิ้น (Fab ') จากนั้นจะถูกย่อยโดยปาเปนเพื่อสร้างชิ้นส่วน Fab แต่ละชิ้น ชิ้นส่วน Fv ประกอบด้วย VH และ VL ซึ่งมีความคงตัวต่ำเนื่องจากไม่มีพันธะไดซัลไฟด์ ดังนั้น VH และ VL จึงถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันผ่านเปปไทด์สั้นที่มีกรดอะมิโน 15-20 ตัว เพื่อสร้างแอนติบอดีแบบชิ้นส่วนแปรผันสายเดี่ยว (scFv) ที่มีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 25 KDa

การศึกษาโครงสร้างของแอนติบอดีในวงศ์ Camelidae (Camel, LIama และ Alpaca) พบว่าแอนติบอดีมีเพียงสายหนักและไม่มีสายเบา จึงเรียกว่าแอนติบอดีสายหนัก (hcAb) แอนติบอดีสายหนักที่มีโดเมนแปรผันเรียกว่าแอนติบอดีแบบโดเมนเดียว หรือนาโนบอดี หรือ VHH มีขนาด 12-15 kDa เนื่องจากเป็นโมโนเมอร์ แอนติบอดีจึงไม่มีพันธะไดซัลไฟด์ และมีความเสถียรสูง มีความสัมพันธ์กับแอนติเจนสูงมาก

รูปที่ 5: แอนติบอดีสายหนักและ VHH/นาโนบอดี

การแสดงออกอย่างอิสระของเซลล์ (Cell free expression) ใช้ประโยชน์จากการแสดงออกของดีเอ็นเอธรรมชาติหรือดีเอ็นเอสังเคราะห์เพื่อสังเคราะห์โปรตีนในหลอดทดลอง โดยทั่วไปจะใช้ระบบการแสดงออกของอีโคไล (E. coli expression system) การแสดงออกอย่างอิสระของเซลล์จะสร้างโปรตีนได้อย่างรวดเร็วและหลีกเลี่ยงภาระการเผาผลาญและพิษต่อเซลล์เมื่อสร้างโปรตีนรีคอมบิแนนท์จำนวนมากในร่างกาย นอกจากนี้ยังสามารถสร้างโปรตีนที่สังเคราะห์ได้ยาก เช่น โปรตีนที่ดัดแปลงได้ยากหลังจากการแปลรหัสพันธุกรรมหรือสังเคราะห์โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์