Моноклональные антитела

Моноклональные антитела – это антитела, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, т.е. произошедшими из одной клетки-предшественницы. Они могут быть выработаны почти на любое вещество, которое антитело будет специфически связывать. Их можно далее использовать для обнаружения этого вещества или его очистки. Впервые методика получения моноклональных антител с помощью гибридомной технологии была опубликована в 1975 году Жоржем Кёлером и Сезаром Мильштейном, которые в 1984 году получили за ее создание Нобелевскую премию. Именно они, предварительно введя в организм антиген и вызвав иммунный ответ, извлекли лимфоидную клетку, продуцирующую соответствующие антитела и объединили ее с клеткой опухоли (миеломы). В результате получился непрерывно делящийся клеточный гибрид (гибридома), способный синтезировать антитела с заданной специфичностью. Гибридома унаследовала от нормальной клетки способность к синтезу антител, а от опухолевой – бессмертие и способность к неограниченному и бесконтрольному росту.

Целью технологий моноклональных антител является получение клонов, продуцирующих антитела одной специфичности. Технологии гипериммунизации и гибридомы позволяют получать полноразмерные, двухцепочечные антитела (поли- и моноклональные). Следует отметить, что в структуре полноразмерного бивалентного антитела как в легких, так и в тяжелых цепях имеется константный регион и вариабельный регион, который непосредственно связывается с антигеном. Технологии рекомбинантной ДНК позволяют создавать гибридные антитела мышь/человек, различающиеся степенью «гуманизации», а именно: - химерные – в них константные регионы имеют человеческое происхождение, а вариабельные получены от мыши;

- гуманизированные - в которых мышиное происхождение имеют только небольшие антигенсвязывающие участки вариабельных регионов;

- конъюгированные - с присоединением лекарственных (цитостатики, токсины) или диагностических (флюоресцирующих) веществ.

Гибридомная технология. Линейных мышей или других лабораторных животных иммунизируют нужным антигенным материалом ( к примеру HBsAg). После того как началась продукция антител, удаляют селезенку, и из нее извлекают клетки, среди которых имеются антителообразующие В-лимфоциты. Все клетки смешивают со специально отобранными клетками культуры В-миеломы, дефектными по ферменту метаболизирующему гипоксантин. К смеси клеток добавляют вещество, повреждающее оболочки клеток (полиэтиленгликоль или лизолецитин). В результате образуются разнообразные гибридные клетки, а часть клеток остается негибридизированной. Для того, чтобы выделить только гибридные клетки, полученную смесь культивируют на специальной среде ГАТ (содержащей гипоксантин, аминоптерин и тимидин), в которой не могут жить родительские клетки. В среде остаются живыми только гибридные клетки, но с разными свойствами, т.к. в селезенке иммунизированного животного наряду с антителообразующими клетками, которые необходимо получить, содержится много других лимфоцитов. Поэтому следующим этапом является отбор гибридных клеток, способных продуцировать необходимые антитела. Для этого взвесь полученных клеток разбавляют питательной средой и помещают в лунки специальных панелей так, чтобы в каждую лунку попало по одной клетке. Через определенное время определяют антитела, образовавшиеся в каждой лунке, и находят те клетки, которые можно использовать как родоначальников клона гибридомных клеток. Производство моноклональных антител этими клетками осуществляют invitroв биореакторе или invivo в асцитной жидкости мыши. Таким способом получают моноклональные антитела к определенным антигенам бактерий или вирусов, опухолевых клеток, лимфоцитов, а также к гормонам, ферментам, медиаторам и т.д.

В настоящее время моноклональные антитела используют для:

- обнаружения загрязнителей окружающей среды;

- проверки пищевых продуктов на наличие опасных микроорганизмов;

- распознавания злокачественных клеток среди нормальных;

- аналитических целей - как «иммунологический микроскоп» с чрезвычайно высоким разрешением;

- диагностики инфекционных заболеваний человека, животных и растений, а также в биотехнологии в качестве лигандов для аффинной хроматографии.

Современная диагностика злокачественных новообразований крови немыслима без моноклональных антител. Их используют для определения иммунного статуса пациентов, диагностики и контроля эффективности лечения онкологических заболеваний, диагностики бактериальных и вирусных инфекций (гепатиты, ВИЧ, клещевой энцефалит и др.) Для определения биологически активных веществ – белков крови, гормонов, ростовых факторов, клеточных рецепторов, медиаторов воспаления и др. Для исследования локализации злокачественного новообразования и степени метастазирования используют метод введения в организм специфичных к определенной опухолевой клеточной популяции моноклональных антител, связанных с радиоактивными изотопами. Существуют также моноклональные антитела для лечения аутоиммунных заболеваний и реакций отторжения трансплантата. В этих случаях действие моноклональных антител направлено против клеток иммунной системы, участвующих в патологических процессах, другие иммунные механизмы при этом не страдают.

Использованная литература:

1. Медицинская биотехнология. К.Х.Алмагамбетов. // Астана. – 2009. – 236с.

2. Молекулярная биотехнология. Б. Глик, Дж.Пастернак. // Москва «Мир». – 2002. – 589с.

3. Биотехнология. Н.В.Загоскина, Л.В.Назаренко и др. // Москва. – «Оникс». – 2009. – 496с.

4. Иммунология. Шигина Ю.В. // Москва. – «РИОР». – 2012. – 183с.

Контрольные вопросы:

1. Характеристика антител, продуцируемых В-лимфоцитами.

2. Структура полноразмерного иммуноглобулина – СРС.

3. Моноклональные антитела, их характеристика.

4. Гибридомная технология, его характеристика.

Информация в лекции "Патология тепловой регуляции" поможет Вам.

5. Получение моноклональных антител с помощью гибридомной технологии.