Antikor Mühendisliği Nedir?

Antikor mühendisliği sayesinde, antikorların moleküler boyutu, farmakokinetiği, immünojenitesi, bağlanma afinitesi, özgüllüğü ve efektör fonksiyonu değiştirilebilmektedir. Antikorlar sentezlendikten sonra, antikorların spesifik bağlanması onları klinik tanı ve tedavide son derece değerli kılmaktadır. Antikor mühendisliği yoluyla, ilaç ve tanı alanındaki erken geliştirme ihtiyaçları karşılanabilmektedir.

Antikor mühendisliğinin amacı, doğal antikorların başaramadığı son derece spesifik ve kararlı işlevleri tasarlamak ve üretmek, böylece tedavi edici antikorların üretimi için temel oluşturmaktır.

Antikor mühendisliği alanındaki kapsamlı proje deneyimiyle Alpha Lifetech, birden fazla tür için özelleştirilmiş monoklonal ve poliklonal antikor hizmetlerinin yanı sıra faj gösterim antikor kütüphanesi oluşturma ve tarama hizmetleri de sunmaktadır. Alpha Lifetech, müşterilerine verimli, yüksek özgüllükte ve kararlı antikorlar üretmek için kaliteli biyobenzer antikorlar ve rekombinant protein ürünleri ile ilgili hizmetler sağlayabilir. Kapsamlı antikor, protein platformları ve faj gösterim sistemlerini kullanarak, antikor üretiminin yukarı ve aşağı aşamalarını kapsayan hizmetler sunuyoruz; bunlar arasında antikor insanlaştırma, antikor saflaştırma, antikor sekanslama ve antikor doğrulama gibi teknik hizmetler de yer almaktadır.

Antikor mühendisliğinin öncü aşaması iki teknolojiyle ilgilidir:

--Rekombinant DNA teknolojisi

--Hibridoma teknolojisi

Antikor mühendisliğinin hızlı gelişimi üç önemli teknolojiyle ilişkilidir:

--Gen klonlama teknolojisi ve polimeraz zincir reaksiyonu

--Protein ekspresyonu: Rekombinant proteinler, maya, çubuk şeklindeki virüsler ve bitkiler gibi ekspresyon sistemleri aracılığıyla üretilir.

--Bilgisayar destekli yapısal tasarım

Birinci nesil antikorlar, kimerik antikorların üretimi için insanlaştırıldı; bu işlemde fare monoklonal antikorlarının değişken bölgesi, insan IgG moleküllerinin sabit bölgesine bağlandı. İkinci nesil fare monoklonal antikorunun antijen bağlama bölgesi (CDR) insan IgG'sine nakledildi. CDR bölgesi hariç, diğer tüm antikorlar neredeyse insan antikorlarıdır ve fare klon antikorları insan tedavisinde kullanılırken insan anti-fare antikor (HAMA) yanıtlarının oluşmasını önlemek için çaba sarf edildi.

 

Bir faj gösterim kütüphanesi oluşturmak için ilk adım, antikorları kodlayan genleri elde etmektir. Bu genler, bağışıklık kazandırılmış hayvanların B hücrelerinden izole edilebilir (immün kütüphane oluşturma), bağışıklık kazandırılmamış hayvanlardan doğrudan ekstrakte edilebilir (doğal kütüphane oluşturma) veya hatta antikor gen parçalarıyla in vitro olarak birleştirilebilir (sentetik kütüphane oluşturma). Daha sonra, genler PCR ile çoğaltılır, plazmitlere yerleştirilir ve uygun konak sistemlerinde ifade edilir (maya ekspresyonu (genellikle Pichia pastoris), prokaryotik ekspresyon (genellikle E. coli), memeli hücre ekspresyonu, bitki hücre ekspresyonu ve çubuk şeklindeki virüslerle enfekte edilmiş böcek hücre ekspresyonu). En yaygın olanı, spesifik bir kodlayıcı antikor dizisini faja entegre eden ve faj kabuk proteinlerinden birini (pIII veya pVIII) kodlayan E. coli ekspresyon sistemidir. Gen füzyonu, bakteriyofajların yüzeyinde sergilenir. Bu teknolojinin özü, spesifik bağlanmaya sahip olma avantajına sahip olan bir faj gösterim kütüphanesi oluşturmaktır. Daha sonra, antijen özgüllüğüne sahip antikorlar biyolojik bir seçim süreciyle taranır, hedef antijenler sabitlenir, bağlanmamış fajlar tekrar tekrar yıkanarak uzaklaştırılır ve bağlı fajlar daha fazla zenginleştirme için yıkanarak uzaklaştırılır. Üç veya daha fazla tekrarlama turundan sonra, yüksek özgüllük ve yüksek afiniteye sahip antikorlar izole edilir.

Şekil 3: Antikor Kütüphanesi Oluşturma ve Tarama

Rekombinant DNA teknolojisi, antikor fragmanları üretmek için kullanılabilir. Fab antikorları başlangıçta sadece gastrik proteaz tarafından hidrolize edilerek (Fab')2 fragmanları üretir; bunlar daha sonra papain tarafından sindirilerek bireysel Fab fragmanları oluşturulur. Fv fragmanı, disülfit bağlarının yokluğu nedeniyle düşük stabiliteye sahip olan VH ve VL'den oluşur. Bu nedenle, VH ve VL, yaklaşık 25 kDa moleküler ağırlığa sahip tek zincirli değişken fragman (scFv) antikoru oluşturmak üzere 15-20 amino asitten oluşan kısa bir peptit aracılığıyla birbirine bağlanır.

Camelidae (Deve, Liama ​​ve Alpaka) familyasındaki antikor yapısının incelenmesi, antikorların yalnızca ağır zincirlere sahip olduğunu ve hafif zincirlerinin olmadığını ortaya koymuştur; bu nedenle ağır zincir antikorları (hcAb) olarak adlandırılırlar. Ağır zincir antikorlarının değişken alanı, tek alanlı antikorlar veya nanobody'ler veya VHH olarak adlandırılır ve 12-15 kDa büyüklüğündedir. Monomer olarak disülfit bağları içermezler ve antijenlere karşı çok yüksek afiniteye sahip, oldukça kararlı yapıdadırlar.

Şekil 5: Ağır Zincir Antikoru ve VHH/ Nanogövde

Hücre dışı ekspresyon, genellikle E. coli ekspresyon sistemi kullanılarak, doğal veya sentetik DNA'nın ekspresyonunu kullanarak in vitro protein sentezini gerçekleştirir. Proteinleri hızlı bir şekilde üretir ve in vivo olarak büyük miktarlarda rekombinant protein üretilirken hücreler üzerindeki metabolik ve sitotoksik yükü önler. Ayrıca, translasyondan sonra modifiye edilmesi zor olan veya membran proteinleri sentezlenmesi zor olan proteinler gibi sentezlenmesi zor proteinleri de üretebilir.