Slajd 1

Kultury Tkankowe Zwierzęce

i Roślinne

Przeciwciała monoklonalne

Otrzymywanie,

Zastosowanie w Klinice

maria.widel@polsl.pl

Antygen

(ang. antigen = antibody generator)

–

każda substancja, która wykazuje:

Immunogenność

(zdolność wzbudzenia przeciwko sobie odpowiedzi

odpornościowej swoistej),

Antygenowość

(zdolność do reagowania z przeciwciałami oraz z

receptorami na limfocytach T (TCR).

Wyróżnia się dwa typy antygenów:

Immunogeny -

charakteryzujące się immunogenością (zwykle białka)

Hapteny -

tylko antygenowość (cząstkowe, resztkowe antygeny);

drobnocząsteczkowe substancje, same nie indukują odpowiedzi
odpornościowej, więc nie są immunogenami.

Hapten kowalencyjnie połączony z tzw. białkiem nośnikowym, może
wyindukować odpowiedź. Kolejne podanie haptenu, już bez białka
nośnikowego, także będzie wywoływać produkcję przeciwciał.

Przeciwciała/immunoglobuliny

– białka wydzielane przez

komórki plazmatyczne (aktywowane limfocyty B), które mają
zdolność do swoistego rozpoznawania antygenów.

Odgrywają zasadniczą rolę w obronie przed bakteriami, wirusami
i pasożytami zewnątrzkomórkowymi oraz w mniejszym stopniu,
przed pasożytami i bakteriami wewnątrzkomórkowymi.

Głównym zadaniem przeciwciał jest wiązanie antygenu, co
umożliwia zachodzenie innych procesów:

opsonizacji

(patogen zostaje zneutralizowany i łatwiej usuwany na

drodze fagocytozy

aktywowania dopełniacza, co skutkuje zniszczeniem niektórych
typów patogenów oraz pobudzeniem odpowiedzi odpornościowej

cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał

neutralizowania toksyn

blokowania adhezyn bakteryjnych

W reakcji immunologicznej biorą
udział antygeny i przeciwciała.

Wiązanie antygenów powierzchniowych
przez przeciwciała w kompleksy
ulegające wytrąceniu (precypitacji)
odbywa się poprzez cząsteczki
powierzchniowe -

epitopy

(jeden

antygen, wiele epitopów)

epitopy

epitop

Antygeny i przeciwciała

Regiony (

czerwone

)

hiperzmienne
łańcuchów lekkich
i ciężkich

Odcinki
odpowiadające
genom V, D, J

Schemat budowy przeciwciała/immunoglobuliny (Ig)

Łańcuchy
ciężkie

Łańcuchy
lekkie

zawias

ąsteczka przeciwciała (immunoglobuliny)

2 identyczne miejsca wi

ążące

antygen (

paratopy

)

Regiony zmienne i stałe immunoglobulin

Każdy z łańcuchów immunoglobuliny
zawiera

jedną domenę

na końcu

aminowym,

różniącą się sekwencją

przypadku różnych przeciwciał, domenę
V

i V

Pozostałe domeny są bardziej
konserwatywne

– domeny stałe (C,

constant): C

1, C

2 i C

Fragment
Fab

Fragment
Fc

Fragment Fab (antigen binding fragment) -

rolą wiązanie antygenu

Fragment Fc (cristal fargment)

– inicjacja kaskady procesu

dopełniacza (odporność nieswoista),

• Wartościowość

– liczba determinant antygenowych (epitopów),

które może związać cząsteczka przeciwciała

• IgD, IgE, IgG mające po dwa miejsca wiążące antygen są

dwuwartościowe

• IgA są 2- lub 4-wartościowe (zależy czy są monomerami czy

dimerami)

• IgM są 10-wartościowe (wiązanie poliwalentnych antygenów)

• Swoistość przeciwciała (specificity)

zdolność do wybiórczego

(swoistego) wiązania określonego antygenu

• Powinowactwo (affinity),

to siła wiązania pojedynczej

determinanty antygenowej przez miejsce wiążące antygen

• W wiązaniu tym biorą udział:

siły elektrostatyczne

wiązania wodorowe

oddziaływania hydrofobowe

siły Van der Waalsa

• Przeciwciała poliklonalne,

nawet mające tę samą swoistość,

mogą różnić się powinowactwem (siłą dopasowania się do

miejsc wiążących antygenu).

• Inaczej jest w przypadku przeciwciał monoklonalnych

Klasy immunoglobulin

Immunoglobulina każdej z klas zawiera
takie same łańcuchy lekkie połączone z

łańcuchami ciężkimi





µ ,



lub



Wiązania dwusiarczkowe zaznaczone
linią zieloną.

Masa cząsteczkowa od 150 do 970 kDa,

Immunoglobuliny A (IgA)

: w wydzielinach (ślina, łzy, substancje

śluzowe w przewodzie oddechowym i pokarmowym (pierwsza
linia obrony przeciw antygenom bakteryjnym i wirusowym).

IgD

– rola nie jest jeszcze poznana.

IgE

– funkcja obronna przed pasożytami i udział w reakcjach

alergicznych (kompleksy antygen-

IgE wiążą się z receptorami na

komórkach tucznych wzwalając reakcje i uwolnienie ziarnistości
z mastocytów i histaminy, która stymuluje wydzielanie śluzu,
obrzęki, skurcz mięśni gładkich).

IgM

– pojawia się pierwsza w osoczu w odpowiedzi na antygen.

Dziesięć miejsc wiążących zwiększa powinowactwo wiązania
antygenów mających wiele epitopów (mówimy tu o awidity a nie
o powinowactwie.

Przeciwciała poliklonalne są heterogenne

, chociaż

wytworzone w odpowiedzi na jeden antygen.

Każde jest swoiste wobec jednego z różnych epitopów
antygenu (każde rozpoznaje inną cechę na powierzchni
tego samego antygenu).

Takie są produkowane przez organizm.

Surowica zawierająca pAb - surowica poliklonalna.

• Przeciwciałami monoklonalnymi

(mAb,MoAb

– ang. Monoclonal

AntiBodies

) nazywamy przeciwciała identyczne

• Wykazują jednakową swoistość względem danego antygenu

(nawet epitopu) i takie samo lub podobne powinowactwo.

• Wszystkie takie przeciwciała są otrzymywane z

jednego klonu

limfocytów B.

• Surowica zawierająca mAb - surowica monoklonalna

• Schemat budowy przeciwciała monoklonalnego odpowiada

klasycznej budowie przeciwciała.

Historia przeciwciał sięga przełomu 19/20 wieku (narodziny
immunologii).

W roku 1890 Emil Behring opisał „zbawienny wpływ surowicy
zwierząt zakażonych krztuścem na chorych ludzi”.

Paul Ehrlich przyrównał działanie przeciwciała do "magicznego
pocisku"

– usuwającego patogen bez szkód dla organizmu.

Uważał on, że przeciwciała nie mogą reagować z własnymi
tkankami, gdyż doprowadzałoby to do ich zniszczenia (określił to
mianem horror autotoxicus).

Obecnie wiadomo, że przeciwciała mogą odgrywać znaczną rolę
w chorobach autoimmunizacyjnych.

Pierwsze próby wykorzystania

przeciwciał w onkologii

pod

koniec XIX wieku dokonali Hericourt oraz Richet podali ponad 50
chorym na mięsaka kości surowicę, którą otrzymali za pomocą
immunizacji zwierząt komórkami guza.

Laboratoryjne otrzymywanie przeciwciał

poliklonalnych u zwierząt

Zaszczepienie zwierzęcia
(mysz, królik, owca i in.)
dowolnym antygenem

2. Powtarzane szczepienia co

kilka tygodni

3. Późniejsze pobieranie krwi:

ponieważ antygen

stymuluje wiele różnych
limfocytów B, krew będzie
zawierała

różnorodne

przeciwciała

(każde wiąże

antygen

w inny sposób)

• Przeciwciała monoklonalne

uzyskuje się w wyniku fuzji

komórki nieśmiertelnej (komórki nowotworowej szpiczaka) z

limfocytem B wytwarzającym przeciwciała o odpowiedniej

swoistości, pobranym od poddanego immunizacji zwierzęcia.

• W 1975 roku Köhler i Milstein opublikowali technikę tworzenia

linii komórkowych zdolnych do wytwarzania przeciwciał

monoklonalnych pochodzenia zwierzęcego

• W 1987 roku Susumu Tonegawa otrzymał Nagrodę Nobla za

prace nad zmiennością przeciwciał.

Produkcja przeciwciał monoklonalnych

• Klasyczna metoda produkcji przeciwciał monoklonalnych

polega

na wstrzyknięciu myszy (lub innemu zwierzęciu)

antygenu

w celu pobudzenia układu immunologicznego do

produkcji przeciwciał.

• Następnie na izolowaniu limfocytów B z krwi myszy

zaszczepionych tym antygenem i komórek plazmatycznych

ze śledziony.

• Mieszaninę limfocytów i komórek plazmatycznych ze

śledziony poddaje się in vitro fuzji z komórkami szpiczaka
(multiple myeloma).

• Dochodzi wówczas do stworzenia dużej liczby tzw.

hybryd

rozpoznających antygen użyty do immunizacji zwierzęcia.

• Szpiczak (plasmocytoma)

występuje także u ludzi:

najczęściej w postaci rozsianej – szpiczak mnogi
(multiple myeloma) lub w postaci umiejscowionych

guzów (mogą być pojedyncze lub mnogie i ograniczone

do szpiku kostnego i kości (szpikowe) lub rozwijać się

poza kośćmi, w tkankach miękkich).

• Plazmocytoma poza kośćmi określana jest jako

plazmocytoma pozaszpikowe.

Rozmaz szpiku kostnego pacjenta

chorego na szpiczaka mnogiego,

strzałki wskazują patologiczne

plazmocyty

• Szpiczak mnogi

(multiple

myeloma, myeloma multiplex

, szpiczak plazmocytowy,

plasmocytoma,)

• Charakterystyczny rozrost

komórek plazmatycznych w
szpiku kostnym, rozsianych
w wielu miejscach

• Patologiczne plazmocyty,

zwane komórkami

szpiczakowymi, gromadzą się
w szpiku kostnym i tylko

rzadko przechodzą do krwi

krążącej, jak to ma miejsce w

białaczce plazmocytarnej.

Objawy MM:

• Zakłócenie prawidłowej czynności szpiku kostnego najczęściej

manifestuje się poprzez niedokrwistość

• uszkodzenie kości szkieletowych

• supresję wytwarzania prawidłowych immmunoglobulin

•

zwiększoną objętość i lepkość osocza, i niewydolność nerek.

• Może wystąpić również zmniejszenie liczby krwinek białych i

płytek krwi

Pomimo to, choroba może pozostawać bezobjawową przez

wiele lat. Najczęściej prezentowaną dolegliwością w fazie

objawowej są uporczywe bóle kostne.

• Charakterystyczną właściwością komórek szpiczakowych

jest wytwarzanie i uwalnianie białka monoklonalnego do
krwi i/lub moczu.

• Białko monoklonalne nazywane jest również białkiem M,

białkiem szpiczaka, paraproteiną lub białkiem „piku”
(charakterystyczny pik w elektroforegramie)

• Komórki szpiczaka ludzkiego trudno namnażają się w

hodowli, dlatego nie są używane do produkcji przeciwciał.

• Do produkcji używa się linię szpiczaka mysiego

Komórki szpiczaka

są komórkami nowotworowymi,

odznaczającymi się zaburzoną produkcją przeciwciał.

Komórki hybrydoma

powstałe w wyniku fuzji z limfocytów

lub komórek plazmatycznych ze szpiczakiem dzielą się w

nieograniczony sposób, w rezultacie powstają klony

komórek o identycznych właściwościach produkujące

przeciwciała o swoistości określonej przez komórkę

macierzystą ze śledziony .

Immunizacja zwierząt i fuzja komórek śledziony i szpiczaka

*Przed dokonaniem fuzji, uszkadza się komórki szpiczaka,

żeby nie mogły

produkować np. niezbędnego do funkcjonowania enzymu (enzym będzie
pochodził z limfocytów), zatem będą proliferować tylko hybrydy.

PEG - glikol polietylenowy

powtarzane

Wydajność tworzenia
hybryd jest ok. 3%

PEG

• Najczęściej stosuje się linie z uszkodzonym genem

fosforybozylotransferazy hipoksantynowo-guaninowej
(

HGPRT

), która jest zaangażowana w syntezę puryn.

• Jeśli teraz nastąpi fuzja komórek szpiczaka i limfocytów,

cytoplazma z organellami pochodzącymi z tych komórek

ulegną „wymieszaniu”. Fuzję komórek stymulują
glikoproteiny lub glikol polietylenowy (PEG).

• Powstałe komórki –

hybrydoma

• Hybrydomy

proliferują nieograniczenie, zachowując zdolność

do produkcji przeciwciał

• Drugim krytycznym krokiem

w produkcji przeciwciał

monoklonalnych jest selekcja komórek hybrydoma i komórek,

które nie podległy fuzji.

• Komórki hybrydowe hoduje się w selektywnym podłożu

hodowlanym, który nie zawiera substancji będącej produktem

uszkodzonego enzymu. W ten sposób komórki szpiczaka,

które nie uległy fuzji z limfocytem B zginą.

• W przypadku zastosowania komórek HGPRT należy dodać do

podłoża aminopterynę, która uniemożliwia zajście syntezy

puryn alternatywną drogą metaboliczną.

• Podłoże hodowlane nie może też zawierać cytokin, które

utrzymują przy życiu limfocyty B. Dzięki temu limfocyty B,

które nie uległy fuzji, ulegną apoptozie.

Każda z powstałych komórek

hybrydowych

, zwanych komórkami

hybrydoma,

stale wytwarza homogenne przeciwciała o swoistości określonej przez

macierzystą komórkę śledziony.

Selekcja komórek hybrydoma, namnażanie i produkcja przeciwciał

Medium selekcyjne-
przeżyją k.hybrydoma

hybrydoma

Namnożenie klonów
i bankowanie

• W końcowym etapie

wyselekcjonowane populacje komórek

hybrydowych przeszukuje się w celu wyszukania komórek

produkujących przeciwciała o określonej swoistości.

• Po paru dniach hodowli

pojedyncze komórki

rozmieszcza się w

osobnych naczynkach i sprawdza obecność przeciwciał w
medium.

• Przeciwciała w danym naczynku pochodzą tylko i wyłącznie z

jednego klonu komórek szpiczakowych, są zatem

przeciwciałami monoklonalnymi

• Toksyczność mysich przeciwciał dla człowieka

• Niestety, mysie przeciwciała przy zastosowaniu

terapeutycznym u człowieka, w krótkim czasie rozpoznawane

są jako obcy antygen, przeciw któremu organizm wytwarza

odpowiedź immunologiczną -

przeciwciała HAMA

(human anti-

mouse antibodies)

• HAMA niszczą przeciwciała monoklonalne.

• Wykorzystanie mysich przeciwciał w terapii ludzi obarczone

jest zatem ogromnym ryzykiem toksyczności.

•

W praktyce klinicznej

wykorzystuje się głównie przeciwciała

chimerowe (chimeryczne) i humanizowane

, które zastąpiły

przeciwciała obcogatunkowe (najczęściej mysie) powodujące
liczne działania niepożądane.

Jednym ze sposobów otrzymywania przeciwciał chimerowych
jest modyfikacja genetyczna na poziomie DNA:

W genie immunoglobuliny zastępuje się regiony stałe łańcucha
lekkiego i ciężkiego

przeciwciała mysiego analogicznymi

fragmentami przeciwciała pochodzenia ludzkiego.

W efekcie powstaje przeciwciało chimerowe, w którym tylko
regiony zmienne są mysie

• Inna metoda humanizowania przeciwciał:

Pozostawienie

w cząsteczce obcogatunkowego przeciwciała

wyłącznie regionów wiążących antygen

(hiperzmiennych).

Pozostałe regiony wymienione są na oligopeptydy ludzkie

• Tak powstałe przeciwciało jest w 95% pochodzenia ludzkiego.

• Dzięki rozwojowi inżynierii genetycznej udało się także uzyskać

w pełni humanizowane

przeciwciała monoklonalne.

Najlepiej udaję się uzyskać ludzkie przeciwciała monoklonalne

wykorzystując transgeniczne myszy z wprowadzonymi ludzkimi

genami dla przeciwciał.

100% STRUKTURY

MYSIEJ

100% STRUKTURY

LUDZKIEJ

PROCES HUMANIZACJI

Chimeryczne

Ok.70%

struktury

mysiej

Humanizowane

Ok.90%

struktury

ludzkiej

Ryzyko wywołania reakcji immunologicznej
(human anty mouse antibody, HAMA)

Ryzyko utraty specyficzności

Problem toksyczności opanowano dzięki humanizacji mysich
przeciwciał (podstawienia w cząsteczce immunoglobuliny coraz więcej
sekwencji aminokwasowych ludzkich, aż do całkowitej wymiany)

Główną rolą przeciwciał jest wiązanie antygenu, co umożliwia
przebieg innych procesów immunologicznych:

 Opsonizacja -

zjawisko polegające na tym, że pewne

cząsteczki (opsoniny) mogą przyłączać się do powierzchni
patogenu i ułatwiać fagocytozę. (Opsoniny: białka, jak
fibronektyna, fibrynogen)



Aktywacja dopełniacza (kaskady dopełniacza)



Cytotoksyczność komórkowa zależna od przeciwciał

 Blokowanie adhezyn bakteryjnych

 Neutralizacja toksyn



Neutralizacja wirusów

Dopełniacz/układ dopełniacza

(ang. complement lub

complement system) -

zespół kilkudziesięciu białek osocza,

a także płynów ustrojowych wraz z powiązanymi z nimi
funkcjonalnie licznymi receptorami i białkami regulatorowymi.

Układ dopełniacza spełnia ważną rolę we wrodzonych,
humoralnych mechanizmach nieswoistej odpowiedzi
immunologicznej, ale także wiąże się ściśle z niektórymi
mechanizmami odpowiedzi swoistej.

Działanie polega na aktywacji kaskady enzymatycznej

doprowadzającej do szeregu zjawisk mających istotne
znaczenie w przebiegu odpowiedzi immunologicznej i
reakcji zapalnej.

Pomimo istnienia układu białek regulujących działanie
dopełniacza, nadmierne jego pobudzenie lub defekty
białek regulacyjnych mogą być przyczyną powstawania
niektórych chorób.

Związanie antygenu z przeciwciałem prowadzi do wytworzenia

kompleksu immunologicznego

. Antygen może być usunięty z

kompleksu (komórki żerne).

Niekiedy, gdy rozmiary kompleksów są zbyt duże następuje

reakcja niekontrolowanej aktywacji dopełniacza

i komórek

żernych prowadząca do zniszczenia tkanek.

Przykładem jest zapalenie kłębuszków nerkowych
towarzyszące wirusowemu zapaleniu wątroby typu C.

Duża ilość wirionów uwalnianych do krwi powoduje, że
powstają duże kompleksy immunologiczne, gromadzące się w
naczyniach nerek.

Aktywacja dopełniacza powoduje silne

zapalenie trwale uszkadzające nerki.

• Przeciwciała monoklonalne w klinice

• W 1980 roku po raz pierwszy w klinice eksperymentalnie

zastosowano przeciwciało monoklonalne (Ab 89) przeciw

antygenom obecnym na komórkach chłoniaka.

• W 1986 Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA)

zarejestrowała

muromonab

przeciwciało monoklonalne

anty-CD3 stosowane w leczeniu ostrego odrzucania
przeszczepu nerki.

• Obecnie w klinice stosowanych jest ~20 przeciwciał

monoklonalnych. Najwięcej jest używanych w onkologii.

• Mniejsze zastosowanie w innych dziedzinach medycyny:

transplantologia, reumatologia, dermatologia, alergologia,
a nawet okulistyka (AMD: anty VEGF- bewacizumab
inhibitor angiogenezy).

Przeciwciała monoklonalne w leczeniu nowotworów

terapia celowana

• Rytuksymab

jest pierwszym przeciwciałem monoklonalnym

zarejestrowanym w 1997 roku przez FDA (Food & Drug

Administration) do leczenia nowotworów.

• Jest to chimeryczne przeciwciało skierowane przeciwko

antygenowi

CD20

(zidentyfikowany 30 lat temu jako marker

limfocytów B).

• Pod względem biochemicznym jest glikozylowaną

immunoglobuliną, składającą się z łańcuchów ciężkich klasy

IgG1 oraz łańcuchów lekkich



. Łańcuchy ciężkie zbudowane

są z 451 aminokwasów, a lekkie z 213, dając łączną masę 145
kDa.

Przeciwciała monoklonalne w leczeniu nowotworów

terapia celowana - rytuksymab

• antygen CD20

zlokalizowany na niedojrzałych komórkach

pre-

B oraz dojrzałych limfocytach B

• Nie ma go na wcześniejszych komórkach prekursorowych

ani też na komórkach plazmatycznych.

• Dzięki temu podczas terapii organizm

nie zostaje

całkowicie pozbawiony odpowiedzi humoralnej, a liczba

limfocytów B wraca do normy w ciągu 9-12 miesięcy po
leczeniu.

Przeciwciała o podwójnej swoistości

• Sprzężone chemicznie dwa przeciwciała (końce COOH) >

cztery fragmenty Fab (fragmenty wiążące antygen)

• Fuzja hybryd (kwadroma), z których każda wytwarza

przeciwciało o innej swoistości

• Jeden fragment Fab może wiązać się z antygenem komórki

nowotworowej, drugi z cytotoksycznym limfocytem T

zdolnym do zabicia komórki nowotworowej

• Próby leczenia: raka sutka, jajnika, glejaków, białaczki

szpikowej

Przeciwciała monoklonalne

bispecyficzne

(o podwójnej swoistości):

jedno ramię skierowane jest przeciwko strukturze docelowej na
komórce guza, drugie ma na celu zwiększenie skuteczności
antynowotworowej, np. sprzęgnięcie z toksyną lub skierowanie go
przeciwko cząsteczkom powierzchniowym na komórkach
efektorowych (tj. komórkach produkujących przeciwciała lub
wykazujących własności regulatorowe, pomocnicze, cytotoksyczne).

Przeciwciało monoklonalne bispecyficzne

(wg Katarzyna Ludwin, 2006 )

Rytuksymab
CD20)+ Campath
(CD52)

Komórka
efektorowa
(NK/Ttox)

indukcja apoptozy
Rytuksymab

blokada kanału Ca2+
Rytuksymab

Ca2+

CD20

Komórka
nowotworowa

Mechanizmy aktywności cytolitycznej wykorzystywane w leczeniu

humanizowanymi przeciwciałami monoklonalnymi bispecyficznymi

• Największe zastosowanie w onkologii znajdują przeciwciała

przeciwko receptorom naskórkowego czynnika wzrostu
(EGFR,

HER-2

), np.

trastuzumab

• Ekspresja tego antygenu wiąże się z bardziej agresywnym

przebiegiem choroby (25-

30% raków piersi)

• Skojarzenie

trastuzumabu

ze schematem chemioterapii

niezawierającym antracyklin jest w wielu krajach rutynową

metodą leczenia chorych na zaawansowanego raka piersi z

nadekspresją lub amplifikacją receptora HER-2.

Immunotoksyny

• Istnieją możliwości dokonania modyfikacji w obrębie tzw.

domen efektorowych regionów łańcucha ciężkiego, które

odpowiadają za specyficzność danego przeciwciała.

• Duże nadzieje pokłada się w strategii polegającej na

wprowadzeniu, w miejsce sekwencji kodującej domenę

efektorową przeciwciała,

genu kodującego toksynę

(toksyny

roślinne- rycyna, bakteryjne -dyfterotoksyna, grzybowe).

• Powstałe przeciwciało mogłoby wprowadzać toksyny do

wybranych komórek, posiadających na swojej powierzchni
rozpoznawany przez nie antygen.

• Metoda ta alternatywą w terapii nowotworów albo chorób

wirusowych, w tym AIDS ?

Radioimunodiagnostyka

• Przeciwciała przeciwnowotworowe sprzężone z

Tc,

123

–

mapowanie rozmieszczenia izotopów pozwala na wykrycie
niewielkich przerzutów:

- scyntygrafia, SPECT- single photon emission computed

scyntygraphy,

- PET- positron emission tomography

Radioimmunoterapia-

chłoniaki nieziarnicze

• W radioimmunoterapii łączy się dwa elementy:

przeciwciała monoklonalne

- radioaktywny

izotop (

itr,

Każdy chłoniak ma na swojej powierzchni antygeny (CD20)

Przeciwciało przyłącza się do nich, a następnie niszczy je,

wykorzystując swoje mechanizmy wiązania z epitopem

Radioaktywny izotop ma zniszczyć komórki nowotworowe

Przeciwciała monoklonalne w leczeniu alergii

• Omalizumab

(Xolair®) jest humanizowanym przeciwciałem

monoklonalnym wiążącym się z trzecią domeną (Cε3)

części stałej łańcucha ciężkiego IgE.

• Identyfikowany fragment jest niezbędny do wiązania się

IgE z odpowiednimi receptorami (FcεRI i FcεRII) na

komórkach docelowych, w tym na komórkach

tucznych

• jego zablokowanie powoduje niemożność wiązania się IgE

z odpowiednim receptorem i ostateczne zablokowanie

niektórych reakcji alergicznych.

• Omalizumab

jest skuteczny, szczególnie u chorych z astmą

o ciężkim przebiegu, w przypadku gdy problemem jest

niedostateczne opanowanie objawów pomimo stosowania
optymalnego leczenia.

• Preparat ten zmniejsza częstość zaostrzeń choroby, liczbę

niezbędnych interwencji lekarskich oraz częstość
hospitalizacji.

• Omalizumab został zarejestrowany po raz pierwszy jako lek

w 2002 roku w Australii, rok później w Stanach
Zjednoczonych i Unii Europejskiej.

• Przeciwciała monoklonalne w leczeniu alergii, c.d.

• W leczeniu chorób alergicznych próbuje się wykorzystywać

przeciwciała monoklonalne przeciw cytokinom IL-4, IL-5, IL-
9, IL-13 i TNF



• Wszystkie te cytokiny są związane z rozwojem i przebiegiem

alergii.

• Jak dotąd żadne z tych przeciwciał nie okazało się zbyt

skuteczne, a leczenie niewspółmiernie drogie

Przeciwciała monoklonalne niezastąpione

W diagnostyce różnicowej:

chorób onkologicznych

(nowe narzędzie w ręku patologów:

wykrywanie receptorów EGF, estrogenowych, antygenów

specyficznych dla różnych podtypów histologicznych)

chorób infekcyjnych

bakteryjnych, wirusowych (szybkie

potwierdzenie infekcji podejrzewanym drobnoustrojem na

podstawie antygenów drobnoustrojowych; czas kilku minut)

Także w leczeniu chorób infekcyjnych

– zmniejszenie

infekcyjności mikroorganizmów, neutralizacja toksyn np.
w przypadku bakteremii

Przeciwciała monoklonalne w transplantologii:

wykrywanie antygenów HLA (MHC I i MHC II) podczas

doboru dawców do przeszczepów

immunosupresja (przeciwciała przeciw limfocytom T, IL2

lub receptorom IL2) u pacjentów z przeszczepem
allogenicznym

także immunosupresja w przypadku chorób

autoimmunizacyjnych, np. reumatoidalnym zapaleniu
stawów)

W badaniach podstawowych:

Wykrywanie różnych białek techniką Western blot

wykrywanie apoptozy (przeciwciała dla produktów

genów proapoptotycznych: BAX, BAK, BID; dla
kaspaz )

wykrywanie i/lub separacja subpopulacji komórek

(limfocyty B, Ts, Th, NK)

markerów białek różnych szlaków sygnalizacyjnych

i procesów metabolicznych uruchamianych przez

promieniowanie, czynniki chemiczne, itp…

Testy te oparte są o techniki immunocytologiczne

i cytometrię przepływową

Tradycyjna technika wytwarzania przeciwciał monoklonalnych oparta
na kulturach komórkowych - dość kosztowna i mało wydajna.

Próbuje się namnażać przeciwciała monoklonalne w jamie
otrzewnowej myszy, wstrzykując hybrydomy

, a następnie ściąga się

płyn wysiękowy (ograniczenia tej metody przez komisje bioetyczne -
inwazyjność).

Alternatywę stanowi wytwarzanie przeciwciał monoklonalnych w
roślinach transgenicznych (tytoń, lucerna, pszenica, ryż).

Otrzymano:

przeciwciało (immunoglobulina klasy IgG1) skierowane przeciw
glikoproteinie wirusa wścieklizny (tytoń),

przeciwciało przeciwko Streptococcus mutans (próchnica zębów),
także w tytoniu

przeciw pewnym antygenom raka zarodkowego (pszenica, ryż, tytoń)

• Próby wprowadzenia genu kodującego antygen HBsAg

do ziemniaka (badania amerykańskie)

do sałaty (badania polskie)

• Białko antygenowe jest gromadzone wewnątrz komórek

(ochrona przed zniszczeniem w trakcie przechodzenia

przez przewód pokarmowy)

• U myszy podawany w roślinach antygen HBsAg prowadził

do wytwarzania przeciwciał 10x przekraczających poziom

niezbędny do wytworzenia oporności

Brytyjscy naukowcy opracowali na bazie przeciwciał
skuteczną

szczepionkę przeciwko próchnicy zębów

pochodzącą z genetycznie zmodyfikowanego tytoniu.

Wyniki prób klinicznych wypadły bardzo zachęcająco
(nadzieja na wprowadzenie w ciągu kilku lat).

Próchnica zębów jest powodowana przez bakterię
Streptococcus mutant

, która żywi się cukrem i innymi

węglowodanami, które przylegają do zębów, i wytwarza
kwasy niszczące szkliwo.

Próchnica dotyka polowy dzieci w wieku 5 lat i 2/3 młodzieży
w wieku 17 lat.

Kilka zabiegów powlekania zębów zapewnia ochronę zębów
na co najmniej 4 miesiące.

Składnikami aktywnymi szczepionki przeciw próchnicy
są przeciwciała

, które wiążą się do antygenów bakterii

powodujących próchnicę.

Zapobiegają w ten sposób trwałemu przymocowywaniu
się bakterii Streptococcus mutant do zębów. Efektem
jest usunięcie tych bakterii, a w następstwie kolonizacja
powierzchni zębów przez inne, nieszkodliwe bakterie
(np. Lactobacillus).

Dla wytworzenia ilości szczepionki wystarczającej dla
pełnego kursu leczenia próchnicy wystarczy osiem małych
roślin tytoniu lub jedna, w pełni dojrzała. Ocenia się, że
koszty produkcji szczepionki będą bardzo niskie.

Jest to pierwszy przykład terapeutycznego zastosowania
u ludzi szczepionki wytworzonej przez genetycznie
zmodyfikowane rośliny.

Jest coraz więcej publikacji opisujących próby pozyskiwania
szczepionek w roślinach przeciw różnym chorobom
wirusowym (HIV, HPV, HBV)