Ano ang Antibody Engineering?

Sa tulong ng antibody engineering, naging posible na baguhin ang molecular size, pharmacokinetics, immunogenicity, binding affinity, specificity at effector function ng antibodies. Pagkatapos mag-synthesize ng mga antibodies, ang partikular na pagbubuklod ng mga antibodies ay ginagawa silang lubos na mahalaga sa klinikal na pagsusuri 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 magdisenyo at makabuo ng lubos na tiyak, matatag na mga function na hindi makakamit ng mga natural na antibodies, na naglalagay ng pundasyon para sa paggawa ng mga therapeutic antibodies.

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

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

--Recombinant na teknolohiya ng DNA

--Teknolohiya ng Hybridoma

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

--Gene cloning technology at polymerase chain reaction

--Protein expression: Ang mga recombinant na protina ay ginawa ng mga expression system tulad ng yeast, mga virus na hugis baras, at mga halaman

--Computer aided structural disenyo

Ang unang henerasyon ng mga antibodies ay ginawang tao para sa paggawa ng mga chimeric antibodies, kung saan ang variable na rehiyon ng mouse monoclonal antibodies ay naka-link sa pare-parehong rehiyon ng mga molekulang IgG ng tao. Ang antigen binding region (CDR) ng second-generation mouse monoclonal antibody ay inilipat sa human IgG. Maliban sa rehiyon ng CDR, ang lahat ng iba pang antibodies ay halos mga antibodies 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 antibody ng mouse clone para sa paggamot ng tao.

 

Upang makabuo ng isang phage display library, ang unang hakbang ay upang makuha ang mga gene na nag-encode ng mga antibodies, na maaaring ihiwalay mula sa mga selulang B ng mga nabakunahang hayop (konstruksyon ng immune library), direktang kinuha mula sa hindi nabakunahan na mga hayop (natural na pagtatayo ng library), o kahit na na-assemble sa vitro na may mga fragment ng antibody gene (synthetic library construction). Pagkatapos, ang mga gene ay pinalakas ng PCR, ipinasok sa mga plasmid, at ipinahayag sa angkop na mga sistema ng host (kadalasang pagpapahayag ng lebadura (karaniwang Pichia pastoris), prokaryotic expression (karaniwan ay E. coli), pagpapahayag ng selula ng mammalian, pagpapahayag ng selula ng halaman, at pagpapahayag ng selula ng insekto na nahawaan ng mga virus na hugis baras). Ang pinakakaraniwan ay ang E. coli expression system, na nagsasama ng isang partikular na encoding antibody sequence papunta sa phage at nag-encode ng isa sa mga phage shell proteins (pIII o pVIII). Ang pagsasanib ng gene ng, At ipinapakita sa ibabaw ng mga bacteriophage. Ang ubod ng teknolohiyang ito ay ang pagbuo ng isang phage display library, na may kalamangan sa mga natural na aklatan dahil maaari itong magkaroon ng partikular na pagkakatali. Kasunod nito, ang mga antibodies na may pagtitiyak ng antigen ay sinusuri sa pamamagitan ng isang biological na proseso ng pagpili, ang mga target na antigen ay naayos, ang mga hindi nakatali na phage ay paulit-ulit na nahuhugasan, at ang mga nakagapos na phage ay hinuhugasan para sa karagdagang pagpapayaman. Pagkatapos ng tatlo o higit pang mga round ng pag-uulit, ang mataas na specificity at high affinity antibodies ay ibinubukod.

Fig 3: Konstruksyon at Screening ng Antibody Library

Maaaring gamitin ang teknolohiya ng recombinant DNA upang makabuo ng mga fragment ng antibody. Ang Fab antibodies ay maaari lamang ma-hydrolyzed sa simula ng gastric protease upang makagawa ng (Fab ') 2 fragment, na pagkatapos ay hinuhukayin ng papain upang bumuo ng mga indibidwal na Fab fragment. Ang Fv fragment ay binubuo ng VH at VL, na may mahinang katatagan dahil sa kawalan ng disulfide bond. Samakatuwid, ang VH at VL ay pinagsama-sama sa pamamagitan ng isang maikling peptide ng 15-20 amino acid upang bumuo ng isang solong chain variable fragment (scFv) antibody na may molekular na timbang na humigit-kumulang 25KDa.

Ang pag-aaral ng istruktura ng antibody sa Camelidae (Camel, LIama, at Alpaca) ay nagpapaliwanag na ang mga antibodies ay mayroon lamang mabibigat na kadena at walang mga magaan na kadena, kaya tinawag silang heavy chain antibodies (hcAb). Ang variable na 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 pagkakaugnay para sa mga antigen.

Fig 5: Heavy Chain Antibody at VHH/ Nanobody

Ginagamit ng cell free expression ang pagpapahayag ng natural o sintetikong DNA upang makamit ang in vitro protein synthesis, karaniwang gamit ang E. coli expression system. Mabilis itong gumagawa ng mga protina at iniiwasan ang metabolic at cytotoxic na pasanin sa mga selula kapag gumagawa ng malalaking halaga ng mga recombinant na protina sa vivo. Maaari din itong gumawa ng mga protina na mahirap i-synthesize, tulad ng mga mahirap baguhin pagkatapos ng pagsasalin o synthesize ng mga protina ng lamad.