Ano ang Inhinyeriya ng Antibody?

Sa tulong ng antibody engineering, naging posible na baguhin ang laki ng molekula, pharmacokinetics, immunogenicity, binding affinity, specificity at effector function ng mga antibodies. Pagkatapos ma-synthesize ang mga antibodies, ang specific binding ng mga antibodies ay ginagawang lubos silang mahalaga sa clinical diagnosis at paggamot. Sa pamamagitan ng antibody engineering, matutugunan nila ang mga pangangailangan ng maagang pag-unlad ng gamot at diagnostic.

Ang layunin ng antibody engineering ay ang pagdisenyo at paggawa ng mga lubos na tiyak at matatag na tungkulin na hindi kayang makamit ng mga natural na antibody, na siyang magiging pundasyon para sa produksyon ng mga therapeutic antibodies.

Ang Alpha Lifetech, na may malawak na karanasan sa proyekto sa antibody engineering, ay kayang magbigay ng mga customized na serbisyo ng monoclonal at polyclonal antibody para sa maraming species, pati na rin ang mga serbisyo sa pagbuo at screening ng phage display antibody library. Ang Alpha Lifetech ay kayang magbigay sa mga customer ng de-kalidad na biosimilar antibodies at recombinant protein products, pati na rin ang mga kaukulang serbisyo, upang makagawa ng mahusay, lubos na tiyak, at matatag na antibodies. Sa pamamagitan ng paggamit ng komprehensibong antibody, protein platforms at phage display systems, nagbibigay kami ng mga serbisyong sumasaklaw sa upstream at downstream na produksyon ng antibody, kabilang ang mga teknikal na serbisyo tulad ng antibody humanization, antibody purification, antibody sequencing, at antibody validation.

Ang pangunguna sa yugto ng antibody engineering ay nauugnay sa dalawang teknolohiya:

--Teknolohiyang rekombinante ng DNA

--Teknolohiya ng Hybridoma

Ang mabilis na pag-unlad ng antibody engineering ay nauugnay sa tatlong mahahalagang teknolohiya:

--Teknolohiya ng pag-clone ng gene at reaksyon ng kadena ng polymerase

--Ekspresyon ng protina: Ang mga rekombinanteng protina ay nalilikha ng mga sistema ng ekspresyon tulad ng yeast, mga virus na hugis-baras, at mga halaman

--Disenyo ng istrukturang tinutulungan ng computer

Ang unang henerasyon ng mga antibody ay ginawang humanisado para sa produksyon ng mga chimeric antibodies, kung saan ang pabagu-bagong rehiyon ng mga monoclonal antibodies ng daga ay nakaugnay sa pare-parehong rehiyon ng mga molekula ng IgG ng tao. Ang rehiyon ng pagbubuklod ng antigen (CDR) ng ikalawang henerasyon ng monoclonal antibody ng daga ay inilipat sa IgG ng tao. Maliban sa rehiyon ng CDR, lahat ng iba pang antibody ay halos mga antibody ng tao, at ginawa ang mga pagsisikap upang maiwasan ang pag-udyok ng mga tugon ng human anti mouse antibody (HAMA) kapag gumagamit ng mga clone antibodies ng daga para sa paggamot sa tao.

 

Para makagawa ng phage display library, ang unang hakbang ay ang pagkuha ng mga gene na nagko-code ng mga antibodies, na maaaring ihiwalay mula sa mga B cell ng mga hayop na nabakunahan (immune library construction), direktang kinuha mula sa mga hayop na hindi nabakunahan (natural library construction), o kahit na tipunin in vitro gamit ang mga fragment ng antibody gene (synthetic library construction). Pagkatapos, ang mga gene ay pinapalakas ng PCR, ipinapasok sa mga plasmid, at ipinapahayag sa mga angkop na host system (yeast expression (karaniwan ay Pichia pastoris), prokaryotic expression (karaniwan ay E. coli), mammalian cell expression, plant cell expression, at insect cell expression na nahawaan ng rod-shaped viruses). Ang pinakakaraniwan ay ang E. coli expression system, na nagsasama ng isang partikular na encoding antibody sequence sa phage at nagko-code ng isa sa mga phage shell protein (pIII o pVIII). Ang gene fusion ng, at ipinapakita sa ibabaw ng mga bacteriophage. Ang core ng teknolohiyang ito ay ang pagbuo ng phage display library, na may kalamangan kumpara sa mga natural library dahil maaari itong magkaroon ng partikular na binding. Kasunod nito, ang mga antibody na may antigen specificity ay sinusuri sa pamamagitan ng isang proseso ng biyolohikal na pagpili, ang mga target na antigen ay inaayos, ang mga unbound phage ay paulit-ulit na hinuhugasan, at ang mga bound phage ay hinuhugasan para sa karagdagang pagpapayaman. Pagkatapos ng tatlo o higit pang round ng pag-uulit, ang mga high specificity at high affinity antibodies ay inihihiwalay.

Larawan 3: Pagbuo at Pagsusuri ng Aklatan ng Antibody

Maaaring gamitin ang teknolohiyang recombinant DNA upang makabuo ng mga fragment ng antibody. Ang mga antibody ng Fab sa una ay maaari lamang i-hydrolyze ng gastric protease upang makagawa ng (Fab') 2 fragment, na pagkatapos ay dinutunaw ng papain upang makabuo ng mga indibidwal na fragment ng Fab. Ang fragment ng Fv ay binubuo ng VH at VL, na may mahinang katatagan dahil sa kawalan ng mga disulfide bond. Samakatuwid, ang VH at VL ay pinagdurugtong sa pamamagitan ng isang maikling peptide ng 15-20 amino acid upang bumuo ng isang single chain variable fragment (scFv) antibody na may molecular weight na humigit-kumulang 25KDa.

Nilinaw ng pag-aaral ng istruktura ng antibody sa Camelidae (Camel, LIama, at Alpaca) na ang mga antibody ay mayroon lamang mabibigat na kadena at walang magaan na kadena, kaya naman tinatawag silang heavy chain antibodies (hcAb). Ang variable domain ng heavy chain antibodies ay tinatawag na single domain antibodies o nanobodies o VHH, na may sukat na 12-15 kDa. Bilang mga monomer, wala silang disulfide bond at napakatatag, na may napakataas na affinity para sa mga antigen.

Larawan 5: Malakas na Kawing na Antibody at VHH/Nanobody

Ang cell free expression ay gumagamit ng ekspresyon ng natural o sintetikong DNA upang makamit ang in vitro protein synthesis, karaniwang ginagamit ang E. coli expression system. Mabilis itong nakakagawa ng mga protina at naiiwasan ang metabolic at cytotoxic burden sa mga selula kapag gumagawa ng malalaking dami ng recombinant proteins in vivo. Maaari rin itong makagawa ng mga protina na mahirap i-synthesize, tulad ng mga mahirap baguhin pagkatapos ng pagsasalin o i-synthesize ang mga membrane protein.