Моноклональные антитела

Моноклональные антитела получили такое название, потому что они вырабатываются одним клоном клеток. Такое явление можно наблюдать, если выращивать В-лимфоциты в культуре. Как вы знаете, лимфоциты могут быть активированы на выработку антител к специфической мишени, или антигену, когда он связывается с их поверхностью. Связывание не только побуждает лимфоцит производить соответствующие антитела, но и индуцирует деление клетки, что приводит к образованию ее клонов. В культуре часть клеток, активированных антигеном, делятся и формируют массы, которые можно разглядеть невооруженным взглядом. Это клоны, вырабатывающие один тип антител. Деление одного типа лимфоцитов, которое наблюдается в культуре клеток, происходит и в организме.

Поликлональные и моноклональные антитела

Рис. 6.1. Поликлональные и моноклональные антитела

Существует много способов применения человеческих моноклональных антител. Теоретически эти антитела можно было бы получать из выращенных в лаборатории В-лимфоцитов. Однако, к сожалению, клоны В-лимфоцитов человека очень трудно поддерживать в культуре в лабораторных условиях. Намного проще подвергать мышей или крыс воздействию интересующего антигена, что приводит к развитию клонов В-лимфоцитов, образующих нужные антитела. Исторически при коммерческом получении моноклональных антител использовали комбинации клеток человека с клетками крысы или мыши под названием гибридома (рис. 6.2).

Гибридома

Рис. 6.2. Гибридома

Гибридомы — клетки селезенки крыс или мышей (грызунов), которые были смешаны с человеческими раковыми клетками миеломы. Клетки миеломы придают гибридоме способность делиться и расти в культуре. Их рост может продолжаться теоретически бесконечно. Лимфоциты крысы или мыши обеспечивают выработку антител. Такую смесь клеток можно стимулировать с помощью вируса, электрического поля или полиэтиленгликоля. Но у этого метода есть и свои недостатки. Выработка антител с помощью гибридом — дорогостоящий процесс, требующий продолжительного времени. Кроме того, хотя антитела грызунов, образуемые гибридомами, хорошо подходят для такой аналитической работы, как, например, иммуноферментный твердофазный анализ (ELISA), который будет описан ниже в этой главе, или для окраски образцов ткани, но имеют ограниченное применение в лечении людей, потому что отторгаются организмом как чужеродные.

К счастью, вы можете сконструировать антитела. Теоретически можно определить гены, которые отвечают за синтез того или иного антитела, с помощью методов, описанных в главе 7. Как вы узнаете позже, достаточно расшифровать последовательность гена, ответственного за синтез антитела, и поместить этот ген в бактерию. Бактерия затем будет производить антитела. На практике антитела, производимые с помощью бактерий, применяются ограниченно. Выяснилось, что большое значение имеют связи между цепями антитела, обеспечивающие его правильную структуру, а в бактерии часто нет соответствующих условий для формирования подобных связей.

Для получения многих моноклональных антител биоинженеры используют другой тип клеток, которые вырабатывают антитела в нужной форме, — клетки яичника китайского хомячка (СНО-клетки). На данный момент это лучший вариант для выработки биоинженерных моноклональных антител. Однако основным недостатком данного метода по-прежнему является то, что получаемые антитела все же имеют антигены, которые распознаются человеческим организмом как чужеродные, а это приводит к их отторжению.

Генная инженерия предоставила еще один подход, который значительно увеличил терапевтический потенциал моноклональных антител. Используя технику рекомбинантных ДНК, можно заставить клетки грызунов вырабатывать антитела с человеческим Fc-фрагментом. Большинство антигенов, которые вызывают отторжение чужеродных антител, находится как раз в Fc-фрагменте. Антитела, получаемые способом, описанным выше, называют химерными антителами. Химерные антитела используют главным образом при лечении иммунных и онкологических (раковых) заболеваний. В последнее время были получены «гуманизированные» моноклональные антитела, то есть антитела от грызунов, в которых с помощью генной инженерии большинство структур Fc-фрагмента были заменены человеческими. Только совсем недавно ввели в испытания полностью человеческие моноклональные антитела, ограниченное число которых нашло свое применение в терапевтических целях. Из четырех типов — моноклональные антитела грызунов, химерные антитела, гуманизированные антитела и человеческие антитела — широкое применение пока находят химерные, а человеческие наиболее популярны в клинических испытаниях.

На текущий момент 18 терапевтических моноклональных антител одобрено FDA (Управлением по питанию и лекарствам в США). Большинство из них — антитела, полученные от грызунов, или химерные антитела. Существуют определенные правила наименования моноклональных антител. Названия всех моноклональных антител оканчиваются на «mab». Если антитело получено из мыши, добавляется буква «о», и окончание приобретает вид «omab». Химерные антитела добавляют к названию «xi» — получается «ximab», а гуманизированные антитела — окончание «zumab». Например, известный в иммунотерапии препарат Herceptin, применяемый при лечении рака груди, будет называться «trastuzumab». То есть это полностью человеческое моноклональное антитело. Rituxan, используемый для лечения лимфом, будет называться «rituximab», так как является химерным моноклинальным антителом.

Основные области применения моноклональных антител в настоящее время — (1) подавление иммунитета (иммуносупрессия) при аутоиммунном заболевании и при трансплантации органов, (2) лечение рака. При иммуносупрессии целью моноклональных антител будут рецепторы на поверхности лимфоцитов, а при раке — рецепторы, характерные для раковых клеток.

Пока данная область науки еще слишком молода, чтобы посягать на терапевтическое применение, но, будьте уверены, скоро все изменится. Начиная со скромного старта в начале 80-х годов XX века, нынешний рынок моноклональных антител растет со скоростью до 20% в год. БОльшая часть работы ведется в маленьких биотехнологических компаниях. Но так как выгода растет, большие фармацевтические компании также проявляют к моноклональным антителам возросший интерес.

Некоторые из основных побочных эффектов при использовании моноклональных антител связаны с инициацией общего воспалительного ответа. Как вы помните, рецептор на Fc-фрагменте антитела связывается с белками системы комплемента и вызывает неспецифическое воспаление. Один из подходов к решению этой проблемы — применение только Fab-фрагмента антител, но эта форма плохо выживает в организме. Тем не менее вы, как биоинженеры, умея конструировать антитела, можете сделать очень искусные вещи, например ликвидировать рецепторы, запускающие каскад в системе комплемента, получая преимущество сохранить Fc-фрагмент, что позволит значительно продлить время жизни антитела in vivo без побочной воспалительной реакции.

берег хонка коттеджный поселок

Оставить комментарий

Ваш комментарий