Моноклональные антитела: понятие, история открытия, номенклатура

План

 

          Актуальность

1. Моноклональные антитела: понятие, история открытия, номенклатура.
2. Гибридомная технология получения моноклональных антител.
3. Основные области применения моноклональных антител

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Моноклональные антитела.

Моноклональные антитела — антитела, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, то есть произошедшими из одной плазматической клетки-предшественницы. Моноклональные антитела могут быть выработаны против почти любого природного антигена (в основном белки и полисахариды), который антитело будет специфически связывать. Они могут быть далее использованы для детекции (обнаружения) этого вещества или его очистки.

Моноклональные антитела связывают различные белки, которые влияют на активность клеток, такие как рецепторы или другие белки, представленные на поверхности нормальных и раковых клеток. Специфичность моноклональных антител позволяет им связывать раковые клетки и, взаимодействуя с цитотоксическими агентами, такими как сильная радиоактивы, разрушают раковые клетки, не повреждая здоровые.

Раковые клетки, которые способны реплицироваться бесконечно, сливаются с клетками млекопитающих, которые продуцируют специфические антитела, что приводит к образованию гибридом, постоянно продуцирующих антитела. Эти антитела называют моноклональными, которые происходят из одного типа клеток, т.е. из клеток-гибридов. Антитела, получаемые с помощью традиционных методов, получают из клеток различного типа и называют поликлональными.

Присутствие большого количества специфических моноклональных антител в крови говорит о присутствии в организме аномального белка. Как правило, этот белок может быть обнаружен в процессе клинического обследования и идентифицирован с помощью скринингового анализа крови, например, с помощью белкового электрофореза. Источником аномального производства моноклональных антител является популяция плазматических клеток в костном мозге.

 

История открытия МАТ

Ещё в начале 20-го века Пауль Эрлих постулировал, что если бы мог быть выработан компонент, способный селективно связывать организм, вызывающий заболевание, то вместе с этим компонентом к патогенному организму мог бы быть доставлен токсин.

В 1970-е годы уже были известны опухолевые B-лимфоциты (клетки миеломы), которые синтезировали один и тот же тип антител (парапротеин). Эти клеточные культуры использовались для изучения строения молекулы антитела, но не было методики, позволявшей продуцировать идентичное антитело к заданному антигену.

Процесс получения моноклональных антител был изобретён Жоржем Кёлером и Сезаром Мильштейном в 1975 годах. За это изобретение в 1984 году они получили Нобелевскую премию по физиологии. Идея состояла в том, чтобы взять линию миеломных клеток, которые потеряли способность синтезировать свои собственные антитела и слить такую клетку с нормальным B-лимфоцитом, синтезирующим антитела, с тем, чтобы после слияния отобрать образовавшиеся гибридные клетки, синтезирующие нужное антитело. Эта идея была успешно реализована и уже к началу 1980-х годов началось коммерческое получение различных гибридом и очистка антител против заданных антигенов.

Однако, так как лимфоциты были мышиные и синтезировали мышиный иммуноглобулин, введение таких моноклональных антител человеку вызывало иммунную реакцию отторжения. В 1988 Грег Винтер разработал специальную методику «очеловечивания» моноклональных антител, что в основном снимало проблему иммунного ответа на введение антител больному с терапевтическими или диагностическими целями. Антитела, в которых некоторая часть часть белков заменялась белковыми компонентами человека получили название химерных антител.

 

Номенклатура моноклональных антител.

 В октябре 2008 г. на заседании  Экспертной группы ВОЗ по международным  непатентованным названиям (МНН) были  утверждены рекомендации, касающиеся  номенклатуры МАТ. МНН моноклональных антител должны включать в себя: 1) общую основу – маб; 2) подоснову, указывающую на источник получения МАТ (-аксо — гибридное антитело, -о — мышиное антитело, -кси — химерное антитело, -у — человеческое антитело).

2. Гибридомная технология получения моноклональных антител

При введении антигена в организм возникает большое семейство антител, направленных к разным его детерминантам и различающихся даже внутри группы антител, направленных к одной и той же детерминанте. Однако иногда требуется определённый вид антител, специфичных лишь к одной детерминанте антигена и имеющих одни и те же характеристики.

Моноклональные антитела – это антитела строго определённой специфичности, продукт одного клона. Моноклональные антитела гомогенны как по специфичности, так и по физико-химическим свойствам. В природе почти никогда не наблюдается истинный моноклональный ответ.

Для получения гибридов наиболее подходящими оказались клетки плазмоциты, опухоли, происходящей из плазматических клеток. Эти клетки по своей дифференцировке наиболее соответствовали антителообразующим клеткам, так как сохраняли способность к синтезу иммуноглобулинов. С использованием специальных приемов были получены мутантные плазмоцитомные клетки, не способныесинтезировать нуклеиновые кислоты по резервному пути из гипоксантина и тимидина.

Для получения АОК животных (мышей или крыс) активно иммунизировали определенным антигеном. Когда продукция антител достигала высокого уровня, из селезенки и лимфоузлов животных (мест скопления АОК) готовили суспензию клеток.

Затем вызывали слияние АОК с клетками плазмоцитомы, применяя для этой цели полиэтиленгликоль (ПЭГ) – полиэлектролит, способствующий слиянию клеточных мембран. Гибридома сохраняла способность к клеточному делению, в процессе которого хромосомы обоих ядер перемешивались и образовывали одно общее ядро, содержащее гены иммуноглобулинов обеих клеток – предшественников.

Для того чтобы отделить заданную гибридому от присутствующих в системе отдельных неслившихся клеток и от гибридов иного состава или иной специфичности, чем требуемые, авторы разработали специальную схему, использующую отбор клеток в селектирующей ГАТ-среде, содержащей гипоксантин, аминоптерин и тимидин. Аминоптерин является высокотоксичным агентом, блокирующим синтез пуриновых оснований, необходимых для дальнейшего синтеза нуклеиновых кислот. Это приводит к гибели опухолевых клеток, имеющих метаболический дефект, не позволяющий использовать резервный путь синтеза пуриновых оснований. АОК способны расти в ГАТ-среде, но будучи смертными погибают естественным путем через 1–2 недели. Гибридомы же сохраняют жизнеспособность, поскольку сочетают свойства «бессмертной» опухолевой клетки и АОК, использующих обходной метаболический путь синтеза пуринов.

Выжившие в ГАТ-среде гибридомные клетки рассеивают в пластиковые планшеты на 96 лунок ёмкостью 0,2 см3 (в каждую по 10 гибридом), через несколько дней содержимое лунок проверяют на наличие антител нужной специфичности (т. е. моноклональных). Клетки из лунок, содержащих таковые, клонировали, рассеивая по 1 клетке в лунку. Эта клетка-предшественник дает начало формированию «бессмертного» клона, продуцирующего моноклональные антитела. Процедура повторяется до 2 раз.

Полученные клоны гибридомных клеток можно хранить длительное время при -70 ºС, как угодно долго культивировать на питательных средах, накапливая антитела, перевивать от одного подопытного животного другому. Секретируемые этими клетками антитела не содержат посторонних антител, физико-химически однородны и могут рассматриваться как чистые химические реактивы.

Следует отметить альтруизм создателей гибридомной технологии. В интересах развития науки Г. Келер и Ц. Мильштейн отказались от патентования своего метода, более того предоставили клеточную линию плазмоцитомы для исследования во все ведущие исследовательские лаборатории в мире.

В настоящее время гибридомная технология лежит в основе получения абзимов, о чем говорилось выше. Моноклональные антитела в силу своей высочайшей специфичности, стандартности и технологичности широко применяются как диагностикумы для определения широкого спектра биологически активных веществ: белков, гормонов, медиаторов воспаления, бактериальных и вирусных антигенов, различных ядов.

Моноклональные антитела широко используются в онкологии, с их помощью доставляются радиоактивные метки в опухоли и их метастазы, что позволяет по локализации радиоактивности обнаружить даже небольшие скопления опухолевых клеток. Сейчас во всем мире активно ведутся исследования по применению моноклональных антител как переносчиков токсических веществ в места локализации опухолей.

3. Применение моноклональных антител

Наиболее широко используются моноклональные антитела в медицинской диагностике. Разработаны сумки-укладки для постановки диагнозов. Если к антителами присоединить радиоактивные или магнитоактивные материалы и ввести их в живой организм, то можно выявить в нем патологические зоны. Такие МКА присоединяются к пораженным болезнью клеткам организма, а соответствующие индикаторные материалы позволяют выяснить их местонахождение.

МКА используются и в процессах очистки веществ. Современные технологии основаны на присоединении антител к твердой матрице носителя. К ним добавляют смесь молекул, содержащую искомый антиген. Затем комплексы антиген - антитело отмываются от примесей, не связанных с матрицей. После разрушения ковалентных связей антиген - антитело в растворе остаются свободные антигены.

Если получить антитела определенного типа и иммунизировать ими животное, то образуются анти-антитела (анти-идиотипные антитела). Они действуют на иммунную систему как псевдоантиген и поэтому могут быть использованы для ее стимуляции. На этом принципе основано получение вакцин нового типа. Наборы МКА могут быть также предназначены для борьбы с аллергенами.

Моноклональные антитела и “мишенная” лекарственная терапия. Предполагается, что большое разнообразие раковых заболеваний обусловлено активацией эндогенных генов, вызванной химическими агентами, внутренними хромосомными перестройками. Эти гены кодируют определенные белки, и поэтому раковые клетки могут содержать уникальные белки на поверхности клетки. Возможно, именно эти белки участвуют в супрессии роста здоровых клеток. Инактивируя эти белки, можно тормозить рост раковых клеток.

Благодаря высокий специфичности МКА широко используются в качестве зондов для точного определения природы молекул поверхности клеток и клеточных органелл. С их помощью также можно проводить детекцию активности ферментов.

Методы иммуноферментного анализа применяют в диагностике вирусных заболеваний растений. Это позволяет сократить время получения безвирусного посадочного материала, отбирать новые вирусоустойчивые сорта. При генно-инженерных экспериментах можно быстро отбирать клоны - продуценты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Актуальность

Моноклональные антитела (МАТ) сегодня используются в диагностике и терапии заболеваний, большинство из которых еще несколько десятков лет назад считались неизлечимыми. Это онкологические, аутоиммунные, сердечно-сосудистые и инфекционные заболевания, воспалительные реакции различного генеза, системный склероз, идиопатический фиброз легких, гепатит В, СПИД, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, аллергические реакции, мышечная дистрофия, болезнь Альцгеймера, астма, диабет и другие заболевания. Препараты, изготовленные на основе моноклональных антител, относятся к новейшим в современной медицине. С середины 90-х годов до сегодняшнего дня на мировом фармацевтическом рынке одобрено более 30 лекарственных средств, имеющих в составе моноклональные антитела. Первоначально надежность методов и технологий производства моноклональных антител и безопасность их применения вызывали опасения у фармацевтических производителей. Однако сегодня научный и медицинский опыт показал возможность их эффективного и безопасного применения в медицине. Сейчас большинство фармацевтических компаний работают над разработкой новых лекарственных средств на основе моноклональных антител. На этапе разработки в мире находится около 300 МАТ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Моноклональные антитела служат незаменимыми инструментами в вирусологических исследованиях. Иммунохимические способы диагностики вирусных заболеваний основаны на выявлении вирусных антигенов в клетках и в биологических жидкостях, а также на определении спектра циркулирующих в крови антивирусных антител. Респираторно-синцитиальный (РС) вирус человека вызывает тяжелое заболевание нижних отделов дыхательных путей, особенно опасное для новорожденных и детей 1-го года жизни. Этот вирус характеризуется чрезвычайно нестабильной антигенной структурой - она легко нарушается при выделении, очистке и хранении препаратов вируса. Создание моноклональные антител против антигенов РС вируса открывает пути совершенствования и стандартизации методов иммунодиагностики этой вирусной инфекции.

При диагностике иммунодефицитов, инфекционных, аллергических, аутоиммунных, лимфопролиферативных заболеваний используют методы иммуноанализа, основанные на выявлении иммуноглобулинов человека. В антигенном отношении они представляют собой молекулы с высокой степенью гомологии, в то же время они имеют антигенные детерминанты, отличающие отдельных типов, изотипов и субизотипов. Создание высокоспецифичных реагентов, способных дифференцировать и детектировать эти молекулы методами иммуноанализа, отвечает запросам фундаментальной и клинической иммунологии.