Що таке антитілна інженерія?

За допомогою інженерії антитіл стало можливим змінювати розмір молекул, фармакокінетику, імуногенність, спорідненість зв'язування, специфічність та ефекторну функцію антитіл. Після синтезу антитіл специфічне зв'язування антитіл робить їх дуже цінними в клінічній діагностиці та лікуванні. Завдяки інженерії антитіл вони можуть задовольнити потреби ранньої розробки ліків та діагностики.

Мета інженерії антитіл полягає в розробці та створенні високоспецифічних, стабільних функцій, яких природні антитіла не можуть досягти, закладаючи основу для виробництва терапевтичних антитіл.

Компанія Alpha Lifetech, маючи великий досвід проектування в галузі інженерії антитіл, може надавати індивідуальні послуги з розробки моноклональних та поліклональних антитіл для різних видів, а також послуги зі створення та скринінгу бібліотек антитіл для фагового дисплею. Alpha Lifetech може запропонувати клієнтам якісні біосимілярні антитіла та рекомбінантні білкові продукти, а також відповідні послуги для виробництва ефективних, високоспецифічних та стабільних антитіл. Використовуючи комплексні платформи антитіл, білків та систем фагового дисплею, ми надаємо послуги, що охоплюють початковий та нижній етапи виробництва антитіл, включаючи технічні послуги, такі як гуманізація антитіл, очищення антитіл, секвенування антитіл та валідація антитіл.

Піонерський етап розробки антитіл пов'язаний з двома технологіями:

--Технологія рекомбінантної ДНК

--Гібридомна технологія

Швидкий розвиток інженерії антитіл пов'язаний з трьома важливими технологіями:

--Технологія клонування генів та полімеразна ланцюгова реакція

--Експресія білків: Рекомбінантні білки продукуються такими системами експресії, як дріжджі, паличкоподібні віруси та рослини

--Комп'ютерне проектування конструкцій

Перше покоління антитіл було гуманізовано для виробництва химерних антитіл, де варіабельна область моноклональних антитіл миші була пов'язана з константною областю молекул людського IgG. Антигензв'язуюча область (CDR) моноклонального антитіла миші другого покоління була трансплантована в людський IgG. За винятком області CDR, всі інші антитіла є майже людськими антитілами, і були докладені зусилля, щоб уникнути індукції людських антимишачих антитіл (HAMA) при використанні клонованих антитіл миші для лікування людини.

 

Для створення бібліотеки фагового дисплея першим кроком є ​​отримання генів, що кодують антитіла, які можна виділити з B-клітин імунізованих тварин (створення імунної бібліотеки), екстрагувати безпосередньо з неімунізованих тварин (створення природної бібліотеки) або навіть зібрати in vitro з фрагментами генів антитіл (синтетичне створення бібліотеки). Потім гени ампліфікують за допомогою ПЛР, вставляють у плазміди та експресують у відповідних системах господаря (експресія дріжджів (зазвичай Pichia pastoris), прокаріотична експресія (зазвичай E. coli), експресія клітин ссавців, експресія клітин рослин та експресія клітин комах, інфікованих паличкоподібними вірусами). Найпоширенішою є система експресії E. coli, яка інтегрує специфічну кодуючу послідовність антитіл у фаг та кодує один з білків оболонки фага (pIII або pVIII). Злиття генів, А та , відображається на поверхні бактеріофагів. Основою цієї технології є створення бібліотеки фагового дисплея, яка має перевагу над природними бібліотеками в тому, що вона може мати специфічне зв'язування. Згодом антитіла з антигенною специфічністю піддаються скринінгу за допомогою процесу біологічного відбору, цільові антигени фіксуються, незв'язані фаги багаторазово змиваються, а зв'язані фаги змиваються для подальшого збагачення. Після трьох або більше циклів повторення виділяють антитіла з високою специфічністю та високою афінністю.

Рис. 3: Конструювання та скринінг бібліотеки антитіл

Для створення фрагментів антитіл можна використовувати технологію рекомбінантної ДНК. Антитіла Fab спочатку можуть гідролізуватися лише шлунковою протеазою з утворенням фрагментів (Fab')2, які потім розщеплюються папаїном для створення окремих фрагментів Fab. Фрагмент Fv складається з VH та VL, які мають низьку стабільність через відсутність дисульфідних зв'язків. Таким чином, VH та VL пов'язані між собою коротким пептидом з 15-20 амінокислот, утворюючи антитіло з одноланцюговим варіабельним фрагментом (scFv) з молекулярною масою приблизно 25 кДа.

Вивчення структури антитіл у верблюдів (Camel, Liama ​​та Alpaca) з'ясувало, що антитіла мають лише важкі ланцюги та не мають легких ланцюгів, тому їх називають антитілами важкого ланцюга (hcAb). Варіабельний домен антитіл важкого ланцюга називається однодоменними антитілами або нанотілами, або VHH, розміром 12-15 кДа. Як мономери, вони не мають дисульфідних зв'язків і є дуже стабільними, з дуже високою спорідненістю до антигенів.

Рис. 5: Антитіло важкого ланцюга та VHH/нанотіло

Безклітинна експресія використовує експресію природної або синтетичної ДНК для досягнення синтезу білка in vitro, зазвичай з використанням системи експресії E. coli. Вона швидко виробляє білки та уникає метаболічного та цитотоксичного навантаження на клітини під час продукування великої кількості рекомбінантних білків in vivo. Вона також може виробляти білки, які важко синтезувати, наприклад, ті, які важко модифікувати після трансляції, або синтезувати мембранні білки.