Что такое генная инженерия АТ. Виды генно-инженерных АТ.

Генно-инженерная технология революционизировала иммунологию, сформировав направление, получившее название "инженерия антител", целью которого является получение на основе генов иммуноглобулинов несуществующих в природе конструкций с заданными свойствами.

Методы генетической инженерии дают возможность эффективно менять как макро- так и микроструктуру получаемых искусственных антител.

Для создания библиотек фагового дисплея V-гены Н- и L-цепей, выделенные из библиотек экспрессируемых генов В-лимфоцитов, комбинируют в случайных сочетаниях. В результате получают огромный набор Fab-молекул разнообразных специфичностей — комбинаторную библиотеку. Гены этих молекул сливают с генами филаментозного белка оболочки бактериофага pIII. Такие фаги размножают в бактериях, которые продуцируют частицы фага, несущие продукты слитых генов. Комплекс таких фагов и составляет библиотеку фагового дисплея. При необходимости связывая с фиксированным антигеном, из популяции извлекают фаги, кодирующие Fab-домены нужной специфичности. Таким фагом можно инфицировать бактериальные клетки, которые будут служить источником данных антигенспецифических молекул. В качестве минимальной антигенсвязывающей молекулы используют scFv (Single chain fragment variable). Они представляют собой единую молекулу, содержащую связанные ковалентно V-домены Н- и L-цепей. Такие молекулы могут быть димеризованы. Другой вариант молекул антител, сконструированных методами генной инженерии — мини-тела (Minibody). Они представляют единую полипептидную цепь (молекулярная масса около 60 кДа), содержащую два β-слоя из VН-домена по 3 β-складки в каждом. В этих слоях содержатся гипервариабельные петли H1 и H2. При их создании и селекции также используют методы фагового дисплея. Подобные минимальные антигенсвязывающие белки дают значительные преимущества при создании более сложных молекулярных конструкций (конъюгатов с маркерными молекулами, ферментами, флуорохромами), используемых в настоящее время как в исследовательских, так и в диагностических целях), а также для доставки лекарственных средств и токсинов в целях иммунотерапии. Гены мини-тел формируют не только из нативных генов, но и комбинируя их гипервариабельные участки (CDR).

 

Дизайнерские антитела.??

Различают химерные, гуманизированные, конъюгированные; двуцепочечные и одноцепочечные или мини-антитела. Химерные антитела (или гибридные) – это антитела, в которых константный домен мышиных антител замещен соответствующим константным доменом иммуноглобулина человека. Получают гибридные антитела с мышиным Fab- и человеческим Fc-доменом.

Гуманизированные антитела. В структуре гуманизированных антител мышиное происхождение имеют только небольшие антигенсвязывающие гипервариабельные участки (CDR)вариабельного домена – Fv – фрагмента. Если у химерных антител вариабельный домен полностью является мышиным, то у гуманизированных – только его часть животного (мышиного) происхождения.

Одноцепочечные антитела. Наряду с полноразмерными химерными и гуманизированными антителами генная инженерия позволяет получать и одноцепочечные, мини-антитела, состоящие только из участков Fv–фрагмента (scFv). Это вариабельные домены легких и тяжелых цепей - Vl и Vh иммуноглобулина, ковалентно соединенные гибким пептидным линкером.
Конъюгированные антитела. К моноклональным антителам присоединяют лекарственные соединения (цитостатики, токсины и др.) или диагностические метки (радиоактивные частицы, флуоресцирующие вещества) с целью адресной доставки к клеткам-мишеням либо с целью детекции. Моноклональные антитела, конъюгированные с токсинами, называют иммунотоксинами.

Биспецифичные антитела получают из моноклональных антител, специфичных к совершенно разным антигенам. Так, например, биспецифическое антитело, применяемое для лечения опухоли, одним плечом гипервариабельного домена связывается с поверхностным антигеном опухолевой клетки (HER2), а другим с антигенным рецептором Т-клетки (CD3), что обеспечивает их тесный контакт.

Ковалентная пришивка полиэтиленгликоля (ПЭГ) к белку, известная как реакция пегилирования, является хорошо изученной, широко используемой технологией и удовлетворяет требованиям безопасности и эффективности лекарственных препаратов. В большинстве работ технология пегилирования используется для увеличения времени полужизни Fab-фрагментов. На сегодняшний день FDA одобрено 10 пегилированных продуктов, один из них является пегилированным моноклонального антитела. Certolizumab pegol, Fab-фрагментом зарегистрированный под названием Cimzia (UCB Pharma, Бельгия) был одобрен в 2008 г для лечения болезни Крона и в 2009 г для лечения ревматоидного артрита. Пегилированные Fabфрагменты Cimzia сконструированы таким образом, что в шарнирной области содержится свободный остаток цистеина. Структурно эта позиция расположена далеко от антигенсвязывающего региона и, соответственно, пригодна для специфической конъюгации с 40 кДа разветвленным малеимид-активированным ПЭГ, что приводит к сайт-специфичной конъюгации ПЭГ-белок. В соответствии с опубликованными данными, конъюгация 40 кДа цепи полиэтиленгликоля с Fab-фрагментом может продлевать его время полувыведения вплоть до значений, приближающихся к времени полувыведения полноразмерных антител, что позволяет принимать Cimzia 1 раз в две недели

Абзимы (англ. abzyme, antibody enzyme) — каталитически активные антитела. В широком смысле термином «абзимы» обычно называют моноклональные каталитически активные антитела, обладающие свойствами ферментов — то есть катализирующие определенные химические реакции. Абзимы, как правило, представляют собой искусственные моноклональные антитела