Ugrás a tartalomhoz

Monoklonális antitest

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A monoklonális antitestek előállításának elve.[1][2]

A monoklonális antitestek olyan antitestek (ellenanyagok), amelyeket egyetlen fehérvérsejtből kiinduló, klónozott sejtvonal termel, így szerkezetileg egységesek és egy bizonyos antigén egy bizonyos epitópjához kötődnek (szemben a poliklonális antitestekkel, amelyeket több sejt állít elő és a célmolekula több pontjához kötődnek változó hatékonysággal). Molekuláris biológiai módszerekkel, két ellenanyag-molekula összekötésével olyan monoklonális antitestek is előállíthatók, amelyek két epitóphoz is kötődnek.

Monoklonális antitestek szinte minden nagyobb molekula ellen előállíthatóak és specifikus kötődésük miatt a kutatásban, az orvostudományban, az iparban egyaránt széleskörűen használják őket a célmolekula detektálására vagy tisztítására. A gyógyításban súlyos betegségek diagnosztizálására és terápiájára is felhasználhatóak.[3] Újabban a Covid19 tüneteinek egyhítésére alkalmazzák.[4]

Kutatástörténet

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Nobel-díjas Paul Ehrlich már az 1900-as években felvetette az immunológiai „varázslövedék” (Zauberkugel) lehetőségét: egy olyan vegyületet, amely specifikusan kötődik a kórokozóhoz és a hozzákötött toxinnal el is pusztítja azt. Ennek megvalósításához azonban akkor még hiányzott a megfelelő technológiai háttér.

Az 1970-es évekre felfedezték, hogy az antitesteket termelő B-limfociták tumora (mielóma multiplex) során létrejönnek olyan, kontrollálatlanul növekvő sejtvonalak, amelyek egy bizonyos antitest-molekulát állítanak elő. Ezeket az abnormális antitesteket (többnyire a teljes fehérje csak egy részét, pl. a könnyű láncot tartalmazták) előszeretettel használták az ellenanyagok szerkezetének kutatásában, de ekkor még nem volt lehetséges egy konkrét antigén ellen termeltetni azonos antitesteket.[5]:324 1973-ban az amerikai Jerrold Schwaber először állított elő ún. hibridómákat: emberi limfocitákat egyesítettek egér mielómás tumorsejtekkel.[6] Két évvel később a német Georges Köhler és az argentin César Milstein olyan hibridómákat állított elő, amelyek egy adott antigén ellen termeltek ellenanyagot és immortalizáltak voltak (a végtelenségig képesek voltak osztódni).[7] Ők ketten (Niels Kaj Jernével megosztva) a munkájukért 1984-ben elnyerték az orvostudományi Nobel-díjat.[7]

1988-ban Gregory Winternek és csapatának sikerült „humanizálnia” (az emberéhez hasonlóvá tennie) a monoklonális antitesteket,[8] megszüntetve így az immunreakciót, amely egyes betegekben jelentkezett az antitestek beadása után. Az 1990-es években megkezdődtek a kísérletek a monoklonális antitestek terápiás alkalmazására. 2018-ban James P. Allison és Hondzso Taszuku orvosi Nobel-díjban részesült új tumorterápiás módszerükért, melyben monoklonális antitestekkel akadályozták meg az immunválasz gátlását.[9]

Előállítása

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]
A monoklonális antitestek hasonló sejtkultúrákban termelődnek
Az immunológiai tesztekben sokszor monoklonális antitesteket használnak

A hibridómák előállítása

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A monoklonális antitestek termelésében a legnagyobb feladat a megfelelő hibridómák előállítása, ezen belül azoknak a hibrid sejteknek az azonosítása, amelyek a szükséges ellenanyagot termelik.[7] Erre a célra általában nyúlsejteket használnak. A lép sejtjeit összekeverik a mielómasejtekkel, majd polietilén-glikol segítségével fuzionáltatják az egymás melletti sejtek plazmamembránját.[10] A fúzió hatásfoka eléggé alacsony, ezért olyan szelektív tenyésztőközeget használnak, amelyben csak a hibrid sejtek képesek osztódni hosszabb távon. A folyamatban alkalmazott mielómasejtekben elrontották a hipoxantin-guanin foszforiboziltranszferáz (HGPRT) enzimet, amely a nukleinsavak újrahasznosításához szükséges. Az enzim hiánya önmagában nem okoz gondot, de ha a nukleinsavak újonnan való szintézisét is blokkolják (pl. aminopterinnel), a sejt képtelen osztódni.

Mivel a szelektív tápközeg aminopterint tartalmaz, a nem fuzionáló mielómasejtek nem tudnak szaporodni, a nem fuzionáló lépsejtek pedig néhány osztódás után természetes módon elpusztulnak, így hosszabb távon csak a hibridómák maradnak életben, amelyek a mielóma felük miatt immortalizáltak (mint a tumorsejtek), plazmasejt felük után pedig tartalmaznak HGPRT enzimet.

A fenti sejtkeveréket annyira felhígítják, hogy a tápközeget szétosztva a további tenyésztést egy-egy sejtből tudják folytatni, vagyis klónozzák őket. Ezután valamilyen immunoassay teszttel (ELISA, antigén microarray, dot blot) megvizsgálják az egyes sejtklónok által termelt ellenanyagok kötődési képességét a kívánt antigénhez és a legbiztosabb, legstabilabb klónt viszik tovább az ipari szintű termelésbe.

Megfelelő tápközegben a hibridómák a végtelenségig tenyészthetők. Esetenként egér hashártyaüregébe injektálják, ahol a sejtek tumorokat alkotnak, amely ellenanyagokban gazdag folyadékot választ ki (utóbbi módszert etikai okokból csak akkor használják, ha más alternatíva nem áll rendelkezésre).[11]

A hagyományos hibrima-nódszer mellett új technológiákkal is kísérleteznek;[12] ezekben többnyire az ellenanyag könnyű és nehéz láncát viszik be rekombináns módszerekkel baktériumokba vagy emlőssejtekbe, amelyeket hatékonyabban lehet tenyészteni és a nyúlon kívül másfajta sejteket is használhatnak.

A megtermelt ellenanyagot a sejttenyészet felülúszójából vagy a hashártyafolyadékból nyerik ki különböző tisztítási lépésekkel (szűrés, ioncserélő kromatográfia vagy affinitás-kromatográfia).

A monoklonális ellenanyagot molekuláris biológiai módszerekkel (klónozás, CRISPR/Cas9, fág- vagy élesztő-display)tovább lehet fejleszteni.[13] Az ellenanyag génjének kissé módosított változatait beviszik egy vírus vagy élesztőgomba genomjába, majd a megfelelő szűrőmódszerekkel kiválasztják azokat a verziókat, amelyek a legjobban kötnek, legstabilabbak, leghatékonyabbak a terápiában, stb.[14] The phage antibody libraries are a variant of phage antigen libraries.[15][16] A vírusok és az élesztőgombák alkalmasabbak is az ipari léptékű, fermentációs tartályokban történő termelésre, mint az érzékenyebb emlőssejtek.

Kiméra ellenanyagok

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A terápiában felhasznált monoklonális ellenanyagokat korábban állatokban (egérben) állították elő, és gyakran immunválaszt lépett fel az idegen eredetű antitestekkel szemben. A probléma megoldására kiméra-antitesteket hoztak létre ("humanizálták" az egér-ellenanyagot), melyben csak a immunglobulin-molekula variábilis (antigénhez kötődő) része származott az egérből, a többi emberi eredetű volt.[17][18] Mivel kisebb mellékhatások így is előfordultak, újabban a terápiás monoklonális ellenanyagok teljesen humán eredetűek, vagyis olyan transzgénikus egerekben fejlesztik őket, amelyek immunglobulin-génjeit emberire cserélték.[19]

Humán monoklonális antitestek előállítási módszerei

Felhasználása

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Diagnosztikus tesztek, analitikai eljárások

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Egy adott molekula ellen készített monoklonális ellenanyagok a későbbiekben felhasználhatóak a molekula detektálására. Jellemzően fehérjéket detektálnak így, Western blot vagy immuno dot blot módszerrel. Az immunhisztokémiai vizsgálatok során monoklonális ellenanyagokkal mutatják ki a fixált szövettani metszetekben az egyes antigéneket, amelyeket a fagyasztott mintákban vagy élő sejtekben immunfluoreszcenciával lehet detektálni.

A keverékekből immunprecipitációs eljárással lehet kiválasztani a kívánt vegyületet.

Terápiás felhasználás

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A monoklonális ellenanyagok különböző módokon segíthetnek a betegségek gyógyításában, például blokkolhatnak bizonyos biokémiai folyamatokat, apoptózist indukálhatnak a célmolekulát hordozó sejtekben, megváltoztathatják a szervezet biokémiai szignáljait.[20][21]

A tumorok kezelésének egyik módja, hogy monoklonális ellenanyagokat kapcsolnak a tumorspecifikus sejtfelszíni molekulákhoz, így a sejtek ellen immunválasz indukálható. Más esetekben az ellenanyaghoz toxin, radioaktív izotóp, citokin, esetleg egy másik ellenanyag köthető; utóbbival a szervezet egy másik fehérjéje vagy sejtje kapcsolható a célsejthez.

Monoklonális ellenanyagot felhasználó tumorellenes módszerek (ADEPT-antitest irányította enzim elődrog terápia; ADCC – antitestfüggő sejtes citotoxicitás; CDC – komplementfüggő citotoxicitás; MAb – monoklonális antitest.[22]

A TNF-α szignálproteinhez kötő infliximab és adalimumab fantázianevű monoklonális ellenanyagokat olyan autoimmun betegségek kezeléséhez használják, mint a rheumatoid arthritis, Crohn-betegség, fekélyes vastagbélgyulladás vagy Bechterew-kór.[23] A basiliximab és a daclizumab az interleukin 2-t blokkolja, így megelőzi az átültett szervek (pl. vese) kilökődését.[23] Az immunglobulin E-hez kötő omalizumab a súlyos allergiás asztmarohamok enyhítésére alkalmas.

2021-ben úgy tapasztalták, hogy koronavírusos betegek esetében a bamlanivimab/etesevimab és casirivimab/imdevimab monoklonális antitest alapú gyógyszerek adagolásával csökkenteni lehet a kórházi ápolás idejét és a halálozás esélyét,[24][25] így az Egyesült Államokban engedélyezték használatukat Covid19 esetén.[24][25] Később az in vitro neutralizálási tesztek során kiderült, hogy a monoklonális ellenanyag alapú gyógyszerek (a sotrovimab és tixagevimab/cilgavimab kivételével) nem hatékonyak az omikron variánssal szemben.[26]

Az alábbi táblázatban néhány terápiás monoklonális ellenanyag jellemzői láthatók:

TípusNévKórképMechanizmusEredet
Gyulladáscsökkentőinfliximab[23] gátolja a TNF-α-tkiméra
adalimumab gátolja a TNF-α-thumán
ustekinumab gátolja az interleukin IL-12-t és IL-23-at humán
basiliximab[23]
  • szervkilökődés veseátültettekben
 gátolja az IL-2-t az aktivált T-sejtekenkiméra
daclizumab[23]
  • szervkilökődés veseátültettekben
 gátolja az IL-2-t az aktivált T-sejtekenhumanizált
omalizumab
  • közepes és súlyos allergiás asztma
 gátolja az immunglobulin E-t (IgE) humanizált
Rákellenes gemtuzumab[23] a CD33 molekulához kötődik a leukémiás sejtek felszínén humanizált
alemtuzumab[23] a CD52 molekulához kötődik a T- és B-sejtek felszínénhumanizált
rituximab[23] a CD20 mokelulához kötődik a B-limfociták felszínénkiméra
trastuzumab a HER2/neu onkogén receptorához kötődikhumanizált
nimotuzumab EGFR inhibitorhumanizált
cetuximab EGFR inhibitorkiméra
bevacizumab, ranibizumab VEGF inhibitorhumanizált
Rák- és vírusellenesbavituximab[27]
  • tumor, hepatitisz C
 immunterápia, célpontja a foszfatidil-szerin[27] kiméra
Anti-viral

casirivimab/imdevimab[25]

 immunterápia, a SARS-CoV-2 felszíni fehérjéjéhez köt kiméra
bamlanivimab/etesevimab[24]
  • SARS-CoV-2 koronavírus
 immunterápia, a SARS-CoV-2 felszíni fehérjéjéhez köt kiméra
Sotrovimab[28]
  • SARS-CoV-2 koronavírus
 immunterápia, a SARS-CoV-2 felszíni fehérjéjéhez köt kiméra
Egyébpalivizumab[23] gátolja a vírus fúziós proteinjéthumanizált
abciximab[23]
  • megakadályozza a vérrögképződést a koranaér-műtéteknél
 gátolja a vérlemezkék GpIIb/IIIa receptorátkiméra

Mellékhatások

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Egyes monoklonális antitestek (pl. a bevacizumab és a cetuximab) különböző – súlyos és kevésbé súlyos – mellékhatásokat váltanak ki,[29][30] gyakran előfordul például szédülés, fejfájás, allergiás reakció, hasmenés vagy székrekedés, köhögés, láz, levertség, álmatlanság;[31] ritkán pedig súlyos kórképek is felléphetnek, mint anafliaxiás sokk, vérrögképződés, vérzés, a pajzsmirigy vagy a máj működésének zavarai, esetleg különböző gyulladások.[31]

Jegyzetek

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]
  1. ↑ "Cytochrome P450 Mediated Drug and Carcinogen Metabolism using Monoclonal Antibodies". home.ccr.cancer.gov. Hozzáférés: 2018. április 2..
  2. ↑ Gelboin HV, Krausz KW, Gonzalez FJ, Yang TJ (1999. november). "Inhibitory monoclonal antibodies to human cytochrome P450 enzymes: a new avenue for drug discovery". Trends in Pharmacological Sciences. 20 (11): 432–438. doi:10.1016/S0165-6147(99)01382-6. PMID 10542439.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  3. ↑ Waldmann, Thomas A. (1991. június 21.). "Monoclonal Antibodies in Diagnosis and Therapy". Science (angol nyelven). 252 (5013): 1657–1662. Bibcode:1991Sci...252.1657W. doi:10.1126/science.2047874. PMID 2047874. S2CID 19615695.
  4. ↑ Shapiro, Adrienne E.; Ignacio, Rachel A. Bender (2021. december 23.). "Time to knock monoclonal antibodies off the platform for patients hospitalised with COVID-19". The Lancet Infectious Diseases (angol nyelven). doi:10.1016/S1473-3099(21)00762-3. ISSN 1473-3099. PMC 8700277. PMID 34953521.
  5. ↑ Tansey EM, Catterall PP (1994. július). "Monoclonal antibodies: a witness seminar in contemporary medical history". Medical History. 38 (3): 322–27. doi:10.1017/s0025727300036632. PMC 1036884. PMID 7934322.
  6. ↑ Schwaber J, Cohen EP (1973. augusztus). "Human x mouse somatic cell hybrid clone secreting immunoglobulins of both parental types". Nature. 244 (5416): 444–47. doi:10.1038/244444a0. PMID 4200460. S2CID 4171375.
  7. 1 2 3 Marks, LV. "The Story of César Milstein and Monoclonal Antibodies". WhatisBiotechnology.org. Hozzáférés: 2020. szeptember 23..
  8. ↑ Riechmann L, Clark M, Waldmann H, Winter G (1988. március). "Reshaping human antibodies for therapy". Nature. 332 (6162): 323–27. Bibcode:1988Natur.332..323R. doi:10.1038/332323a0. PMID 3127726. S2CID 4335569.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  9. ↑ Altmann DM (2018. november). "A Nobel Prize-worthy pursuit: cancer immunology and harnessing immunity to tumour neoantigens". Immunology. 155 (3): 283–84. doi:10.1111/imm.13008. PMC 6187215. PMID 30320408.
  10. ↑ Yang J1, Shen MH. "Polyethylene glycol-mediated cell fusion". Methods Mol Biol. 2006; 325:59–66.
  11. ↑ National Research Council (US) Committee on Methods of Producing Monoclonal Antibodies. Recommendation 1: Executive Summary: Monoclonal Antibody Production. Washington (DC): National Academies Press (US); 1999. ISBN 978-0-309-07511-4
  12. ↑ Ho M (2018. június). "Inaugural Editorial: Searching for Magic Bullets". Antibody Therapeutics. 1 (1): 1–5. doi:10.1093/abt/tby001. PMC 6086361. PMID 30101214.
  13. ↑ van der Schoot JM, Fennemann FL, Valente M, Dolen Y, Hagemans IM, Becker AM, et al. (2019. augusztus). "Functional diversification of hybridoma-produced antibodies by CRISPR/HDR genomic engineering". Science Advances. 5 (8): eaaw1822. Bibcode:2019SciA....5.1822V. doi:10.1126/sciadv.aaw1822. PMC 6713500. PMID 31489367.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: oldalszám helyett cikk száma (link)
  14. ↑ Siegel DL (2002. január). "Recombinant monoclonal antibody technology". Transfusion Clinique et Biologique. 9 (1): 15–22. doi:10.1016/S1246-7820(01)00210-5. PMID 11889896.
  15. ↑ "Dr. George Pieczenik". LMB Alumni. MRC Laboratory of Molecular Biology (LMB). 2009. szeptember 17. Hozzáférés: 2012. november 17..{{cite web}}: CS1 karbantartás: elavult archiválási szolgáltatás (link)
  16. ↑ Schmitz U, Versmold A, Kaufmann P, Frank HG (2000). "Phage display: a molecular tool for the generation of antibodies – a review". Placenta. 21 Suppl A (Suppl A): S106–12. doi:10.1053/plac.1999.0511. PMID 10831134.
  17. ↑ Boulianne GL, Hozumi N, Shulman MJ (1984). "Production of functional chimaeric mouse/human antibody". Nature. 312 (5995): 643–46. Bibcode:1984Natur.312..643B. doi:10.1038/312643a0. PMID 6095115. S2CID 4311503.
  18. ↑ Chadd HE, Chamow SM (2001. április). "Therapeutic antibody expression technology". Current Opinion in Biotechnology. 12 (2): 188–94. doi:10.1016/S0958-1669(00)00198-1. PMID 11287236.
  19. ↑ Lonberg N, Huszar D (1995). "Human antibodies from transgenic mice". International Reviews of Immunology. 13 (1): 65–93. doi:10.3109/08830189509061738. PMID 7494109.
  20. ↑ Breedveld FC (2000. február). "Therapeutic monoclonal antibodies". Lancet. 355 (9205): 735–40. doi:10.1016/S0140-6736(00)01034-5. PMID 10703815. S2CID 43781004.
  21. ↑ Australian Prescriber (2006). "Monoclonal antibody therapy for non-malignant disease". Australian Prescriber. 29 (5): 130–33. doi:10.18773/austprescr.2006.079.
  22. ↑ Carter P (2001. november). "Improving the efficacy of antibody-based cancer therapies". Nature Reviews. Cancer. 1 (2): 118–29. doi:10.1038/35101072. PMID 11905803. S2CID 10169378.
  23. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rang HP (2003). Pharmacology. Edinburgh: Churchill Livingstone. 241, for the examples infliximab, basiliximab, abciximab, daclizumab, palivusamab, gemtuzumab, alemtuzumab and rituximab, and mechanism and mode. o. ISBN 978-0-443-07145-4.
  24. 1 2 3 "FDA Authorizes Monoclonal Antibodies for Treatment of COVID-19". U.S. Food and Drug Administration (FDA) (Press release). 2021. február 9. Hozzáférés: 2021. február 10.. Public Domain Ez a cikk ebből a forrásból származó szöveget tartalmaz, amely közkincs.
  25. 1 2 3 "Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes Monoclonal Antibodies for Treatment of COVID-19". U.S. Food and Drug Administration (FDA) (Press release). 2020. november 21. Hozzáférés: 2020. november 21.. Public Domain Ez a cikk ebből a forrásból származó szöveget tartalmaz, amely közkincs.
  26. ↑ Kozlov, Max (2021. december). "Omicron overpowers key COVID antibody treatments in early tests". Nature. doi:10.1038/d41586-021-03829-0. PMID 34937889.
  27. 1 2 Staff, Adis Insight. Bavituximab profile Last updated 27 January 2016
  28. ↑ "Emergency Use Authorization letter" (PDF). U.S. Food and Drug Administration (FDA). 2021. december 16. Hozzáférés: 2022. január 6.. Public Domain Ez a cikk ebből a forrásból származó szöveget tartalmaz, amely közkincs.
  29. ↑ "Monoclonal antibodies to treat cancer | American Cancer Society". www.cancer.org. Hozzáférés: 2018. április 19..
  30. ↑ "Monoclonal antibody drugs for cancer: How they work". Mayo Clinic. Hozzáférés: 2018. április 19..
  31. 1 2 "Monoclonal Antibodies: List, Types, Side Effects & FDA Uses (Cancer)". MedicineNet. Hozzáférés: 2018. április 19..

Fordítás

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]
  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Monoclonal antibody című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Monoklonális_antitest&oldid=28547941”