stringtranslate.com

Синтетические антитела

Синтетические антитела — это аффинные реагенты, созданные полностью in vitro, что полностью исключает животных из производственного процесса. [1] Синтетические антитела включают рекомбинантные антитела , аптамеры нуклеиновых кислот и неиммуноглобулиновые белковые каркасы. Вследствие их метода производства in vitro сайт распознавания антигена синтетических антител может быть сконструирован для любой желаемой цели и может выходить за рамки типичного иммунного репертуара, предлагаемого естественными антителами. [2] Синтетические антитела разрабатываются для использования в исследовательских, диагностических и терапевтических целях. Синтетические антитела могут использоваться во всех приложениях, где используются традиционные моноклональные или поликлональные антитела , и обладают множеством неотъемлемых преимуществ по сравнению с антителами животного происхождения, включая сравнительно низкие производственные затраты, воспроизводимость реагентов и повышенную аффинность, специфичность и стабильность в диапазоне экспериментальных условий. [3]

Рекомбинантные антитела

Рекомбинантные антитела — это моноклональные антитела, полученные in vitro с использованием синтетических генов. Технология рекомбинантных антител включает в себя извлечение генов антител из исходных клеток, амплификацию и клонирование генов в соответствующий вектор, введение вектора в хозяина и достижение экспрессии адекватного количества функциональных антител. Рекомбинантные антитела могут быть клонированы из любого вида животных, продуцирующих антитела, если доступны соответствующие олигонуклеотидные праймеры или гибридизационные зонды. [4] Возможность манипулировать генами антител позволяет генерировать новые антитела и фрагменты антител, такие как фрагменты Fab и scFv in vitro. Это можно сделать на уровне всего сайта объединения, создав новые комбинации цепей H и L. Это также можно сделать путем мутации отдельных CDR . Библиотеки дисплеев, обычно экспрессируемые в фаге или дрожжах, можно анализировать для выбора желаемых характеристик, возникающих в результате таких изменений в последовательности антител. [5] [6]

Синтетические антитела, полученные не из иммуноглобулинов

Эти молекулы обычно отличаются по структуре от антитела и могут быть получены либо из нуклеиновых кислот , как в случае аптамеров , либо из неиммуноглобулиновых белковых каркасов/ пептидных аптамеров , в которые вставлены гипервариабельные петли для формирования сайта связывания антигена. Ограничение гипервариабельной связывающей петли на обоих концах внутри белкового каркаса улучшает связывающую аффинность и специфичность синтетического антитела до уровней, сопоставимых или превышающих таковые у естественного антитела. [7] Общие преимущества этих молекул по сравнению с использованием типичной структуры антитела включают меньший размер, что обеспечивает улучшенное проникновение в ткани, быстрое время генерации в течение недель по сравнению с месяцами для естественных и рекомбинантных антител и более низкие затраты. [3]

Аффимерные белки

Белки Affimer — это небольшие прочные аффинные реагенты с молекулярной массой 12–14 кДа. Они разработаны для связывания с целевыми белками с высокой аффинностью и специфичностью и, таким образом, являются членами семейства синтетических антител.

Белковый каркас Affimer получен из семейства ингибиторов цистеиновой протеазы цистатинов. [8] [9] [10] [11] Внутри белкового каркаса существуют две вариабельные пептидные петли и вариабельная N-концевая последовательность, которые обеспечивают высокоаффинную поверхность связывания для специфического целевого белка. Связующие Affimer были получены для большого количества мишеней, включая цепи убиквитина, иммуноглобулины и С-реактивный белок [12] для использования в ряде приложений молекулярного распознавания. Технология Affimer была коммерциализирована и разработана Avacta Life Sciences, которая разрабатывает связующие Affimer в качестве реагентов для исследовательских, диагностических и терапевтических приложений.

Приложения

Синтетические антитела показали свою полезность в ряде приложений. Их использование в области исследований в основном касается естественных наук в качестве реагентов для захвата белков и в качестве ингибиторов белков. В диагностике они использовались в приложениях, варьирующихся от скрининга инфекций [12] и рака [13] до обнаружения микотоксинов в образцах зерна. [14] Синтетические антитела в настоящее время являются наиболее быстрорастущим классом терапевтических средств. [15]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Эчко, ММ и Дозье, СК (2010). «Технология рекомбинантных антител для производства антител без использования животных». AltTox .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ Брэдбери, ARM, Сидху, С., Дюбель, С. и Маккаферти, Дж. (2011). «За пределами естественных антител: сила технологий отображения in vitro». Nat. Biotechnol . 29 (3): 245–254. doi :10.1038/nbt.1791. PMC 3057417. PMID  21390033 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ ab Gebauer, M. и Skerra (июнь 2009 г.). «Сконструированные белковые каркасы как терапевтические антитела следующего поколения». Curr Opin Chem Biol . 13 (3): 245–55. doi :10.1016/j.cbpa.2009.04.627. PMID  19501012.
  4. ^ Кару, AE, Белл, CW и Чин, TE (2009). «Технология рекомбинантных антител». Curr Opin Chem Biol . 13 (3): 245–255.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Miersch, S. и Sidhu, SS (2012). «Синтетические антитела: концепции, потенциал и практические соображения». Методы . 57 (4): 486–498. doi :10.1016/j.ymeth.2012.06.012. PMID  22750306.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Хаммерс, CM и Стэнли, JR (2014). «Фаговый дисплей антител: техника и применение». J. Invest. Dermatol . 134 (2): 1–5. doi :10.1038/jid.2013.521. PMC 3951127. PMID  24424458 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Ladner, RC (1995). «Ограниченные пептиды как связывающие сущности». Trends Biotechnol . 13 (10): 426–430. doi :10.1016/s0167-7799(00)88997-0. PMID  7546567.
  8. ^ Woodman, R. Yeh, JTH, Laurenson, S. и KoFerrigno. (2005). "P. Design and validation of a neutral protein scaffold for the presentation of peptide aptamers". J Mol Biol . 352 (5): 1118–1133. doi :10.1016/j.jmb.2005.08.001. PMID  16139842.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Хоффманн, Т. Стадлер, Л.К.Дж., Басби, М., Сонг, К., Бакстон АТ., Вагнер, С.Д., Дэвис, Дж.Дж. и Ко Ферриньо, П. (2010). «Структурно-функциональные исследования и инженерный каркасный белок, полученный из Stefin A. I: Разработка варианта SQM». Protein Engineering, Design and Selection . 23 (5): 403–413. doi :10.1093/protein/gzq012. PMC 2851446. PMID  20179045 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Хоффманн, Тони; Штадлер, Лукас Курт Йозеф; Басби, Майкл; Сонг, Цифэн; Бакстон, Энтони Т.; Вагнер, Саймон Д.; Дэвис, Джейсон Дж.; Ферриньо, Пол Ко (2010-05-01). «Структурно-функциональные исследования сконструированного белка-скеффолда, полученного из стефина А. I: Разработка варианта SQM». Protein Engineering Design and Selection . 23 (5): 403–413. doi :10.1093/protein/gzq012. ISSN  1741-0126. PMC 2851446. PMID 20179045  . 
  11. ^ Тиде, Кристиан; Тан, Анна АС; Дикон, Сара Э.; Мандал, Упасана; Неттлшип, Джоанн Э.; Оуэн, Робин Л.; Джордж, Суджа Э.; Харрисон, Дэвид Дж.; Оуэнс, Рэймонд Дж. (2014-05-01). «Адхирон: стабильный и универсальный пептидный дисплейный каркас для приложений молекулярного распознавания». Protein Engineering Design and Selection . 27 (5): 145–155. doi :10.1093/protein/gzu007. ISSN  1741-0126. PMC 4000234. PMID 24668773  . 
  12. ^ ab Джонсон, Энтони; Сонг, Цифэн; Ферриньо, Пол Ко; Буэно, Пауло Р.; Дэвис, Джейсон Дж. (2012-07-26). «Чувствительные импедансные безметковые анализы на основе аффимеров и антител для определения С-реактивного белка». Аналитическая химия . 84 (15): 6553–6560. doi :10.1021/ac300835b. PMID  22789061.
  13. ^ Affibody ltd (2015). «Технология рекомбинантных антител для производства антител без использования животных». Онлайн .
  14. ^ NeoVentures Biotechnology Inc (2015). "NeoVentures Biotechnology Inc". Онлайн .
  15. ^ Frenzel, A., Hust, M. и Schirrmann, T. (2013). "Экспрессия рекомбинантных антител". Front. Immunol . 4 (217): 217. doi : 10.3389/fimmu.2013.00217 . PMC 3725456. PMID  23908655 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки