przeciwciała monoklonalne(2)

IMMUNOLOGIA V

Przeciwciała monoklonalne

Antygen multiwalentny (zawierający wiele epitopów) w trakcie odpowiedzi immunologicznej indukuje wytwarzanie przeciwciał przez różne klony limfocytów B. Przeciwciała wytwarzane przez różne klony limfocytów B noszą nazwę przeciwciał poliklonalnych czyli takich, które mogą wiązać różne antygeny i względem tego samego antygenu mogą wykazywać różne powinowactwo.

Przeciwciała poliklonalne stanowią naturalną mieszaninę przeciwciał, która pojawia się w organizmie w wyniku kontaktu z multiwalentnym antygenem.

W przeciwieństwie do przeciwciał poliklonalnych, przeciwciała będące wytworem tylko jednego klonu limfocytów B i stanowiące grupy identycznych cząstek rozpoznających jeden typ epitopu antygenu, określa się jako przeciwciała monoklonalne.

Ta wyjątkowa cecha, a więc precyzyjna specyficzność, stwarza olbrzymie możliwości wykorzystania przeciwciał monoklonalnych nie tylko w badaniach podstawowych lecz także w diagnostyce medycznej i terapii.

W latach 70. Milsten, Kohler i Jerne opracowali technikę generowania przeciwciał monoklonalnych za co później otrzymali nagrodę Nobla.

Przeciwciała monoklonalne stanowią homogenną populację cząsteczek immunoglobulin, pochodzącą z jednej komórki produkującej przeciwciała. Wszystkie przeciwciała są w tym przypadku identyczne i posiadają identyczną specyficzność i wrażliwość względem danego epitopu.

Podstawowym problemem technicznym uzyskiwania przeciwciał monoklonalnych był stosunkowo krótki czas przeżycia fizjologicznie czynnych (tzn. produkujących przeciwciała) limfocytów B (komórek plazmatycznych) w hodowli.

Milstein i Kohler wykorzystali cechę nieśmiertelności komórki plazmatycznej zmienionej nowotworowo. Komórka taka może być hodowana w odpowiednich warunkach przez całe lata. Do badań wyselekcjonowali populację nowotworowych komórek plazmatycznych (szpiczaka), niezdolnych do wydzielania przeciwciał i jednocześnie wykazujących niedobór enzymu HGPRT (fosforybozylo-transferaza hipoksantynowo-guaninowa). Plazmatyczne komórki nowotworowe HGPRT -/- umierają po krótkim czasie, jeżeli nie poda im się tego enzymu w medium inkubacyjnym, lub dostarczy w postaci fuzji (hybrydyzacji) z komórkami HGPRT +/+.

Hodowane nowotworowe komórki plazmatyczne HGPRT -/- poddaje się fuzji (hybrydyzacji) z komórkami śledziony pobranymi od myszy immunizowanej konkretnym antygenem. Ponieważ limfocyty B śledziony myszy są HGPRT +/+, komórki będące hybrydami komórek plazmatycznych nowotworowych po fuzji z komórkami B od myszy dawcy przeżywają w medium pozbawionym enzymu. Komórki nie będące hybrydami umierają.

Fuzję komórek uzyskuje się w środowisku zawierającym lizolecytynę lub glikol polietylenowy (substancje ułatwiające zlepianie się błon komórkowych). Jądra komórkowe także podlegają fuzji i w efekcie powstaje hybryd (hybrydoma) zdolny do wytwarzania przeciwciał skierowanych przeciwko antygenowi, którym immunizowano mysz będącą dawcą śledziony. W następnym etapie selekcjonuje się pojedynczą komórkę syntetyzująca przeciwciała, rozmnaża się ją i w ten sposób powstaje klon identycznych komórek, produkujących identyczne przeciwciała o pojedynczej (jednakowej) specyficzności, zachłanności i powinowactwie względem danego antygenu. Są to przeciwciała monoklonalne.

Wybór komórek szpiczaka również nie był przypadkowy. Do tworzenia hybryd najlepiej nadają się komórki produkujące pojedyncze łańcuchy przeciwciał lub niesyntetyzujące ich wcale. Zapobiega to „zanieczyszczeniu” właściwej produkcji przeciwciał. Ponadto komórka szpiczaka dostarcza hybrydzie wielu rybosomów i dobrze rozwiniętych aparatów Golgiego gwarantując syntezę dużych ilości białek.

Inżynieria genetyczna

Współcześnie większość przeciwciał monoklonalnych wytwarzana jest przez komórki pochodzenia mysiego. Przeciwciała te mają olbrzymie zastosowanie w diagnostyce i w badaniach podstawowych. Jednakże zastosowanie ich bezpośrednio w lecznictwie niesie za sobą komplikacje w postaci wytwarzania przeciwciał przeciw mysiej Ig.

Pierwsze próby zastosowania mysich przeciwciał monoklonalnych w terapii nowotworów u ludzi nie zostały zwieńczone sukcesem. U ochotników zaobserwowano pogłębienie objawów choroby i silny ogólny odczyn zapalny będący skutkiem odpowiedzi organizmu na obcogatunkowe białko. Zespół objawów towarzyszący przyjmowaniu mysich przeciwciał monoklonalnych nazwano zespołem HAMA.

Powyższa sytuacja wymusiła konieczność zastosowania technik stopniowego przekształcania przeciwciał mysich w ludzkie. Metody inżynierii genetycznej pozwoliły uzyskać przeciwciała chimeryczne (w 66% ludzkie), humanizowanae (w 90% ludzkie) oraz całkowicie ludzkie.

Wraz ze wzrostem cech ludzkich przeciwciała wzrasta ryzyko utraty specyficzności, ale ryzyko wywołania reakcji immunologicznej HAMA maleje.

Najprostszą droga uzyskiwania ludzkich przeciwciał byłaby fuzja ludzkich komórek B z ludzkim szpiczakiem. Jednakże pozyskiwanie limfocytów B człowieka wytwarzających swoiste przeciwciała (skierowane przeciwko konkretnemu antygenowi) jest trudne ze względów etycznych.

Dobre rezultaty w wytwarzaniu ludzkich przeciwciał monoklonalnych uzyskano natomiast na drodze immunizacji myszy chimerycznych cierpiących na ciężki złożony niedobór odporności (SCID), których układ immunologiczny zastąpiono limfocytami człowieka.

Inną metodą jest wykorzystanie myszy transgenicznych, u których geny kodujące immunoglobuliny poddano inaktywacji, a wprowadzono do ich limfocytów B geny immunoglobulinowe człowieka.

W ten sposób można produkować w pełni ludzkie przeciwciała monoklonalne.

Obecnie powstają obszerne bazy danych (biblioteki Fv) opisujące geny kodujące odcinki zmienne immunoglobulin specyficznych na dane antygeny. Przy pomocy tych baz danych można wyprodukować „w aparaturze” jednakowe przeciwciała (jednakowe odcinki Fab) na niemal każdy antygen.

Zastosowanie przeciwciał monoklonalnych (przykłady):


Wyszukiwarka