Синтетическое антитело
Синтетические антитела представляют собой аффинные реагенты, созданные полностью in vitro, что позволяет полностью исключить животных из производственного процесса. [1] Синтетические антитела включают рекомбинантные антитела , аптамеры нуклеиновых кислот и белковые каркасы, не относящиеся к иммуноглобулинам. Благодаря методу производства in vitro сайт распознавания антигена синтетических антител может быть сконструирован для любой желаемой мишени и может выходить за пределы типичного иммунного репертуара, предлагаемого природными 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 многими преимуществами по сравнению с антителами животного происхождения, включая сравнительно низкие производственные затраты, воспроизводимость реагентов и повышенную аффинность, специфичность и стабильность в ряде экспериментальных условий. [3]
Рекомбинантные антитела
[ редактировать ]Рекомбинантные антитела представляют собой моноклональные антитела, полученные in vitro с использованием синтетических генов. Технология рекомбинантных антител включает извлечение генов антител из исходных клеток, амплификацию и клонирование генов в соответствующий вектор, введение вектора хозяину и достижение экспрессии адекватного количества функционального антитела. Рекомбинантные антитела можно клонировать 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 Fab-фрагменты и scFv , in vitro. Это можно сделать на уровне всего сайта объединения путем создания новых комбинаций H- и L-цепей. Это также можно сделать путем мутации отдельных CDR . Библиотеки дисплеев, обычно экспрессируемые в фагах или дрожжах, можно анализировать для отбора желаемых характеристик, возникающих в результате таких изменений в последовательности антител. [5] [6]
Синтетические антитела, не производные иммуноглобулинов
[ редактировать ]Эти молекулы обычно отличаются по структуре от структуры 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 петли связывания на обоих концах внутри белкового каркаса улучшает аффинность связывания и специфичность синтетического антитела до уровней, сравнимых с уровнями природного антитела или превышающих их. [7] Общие преимущества этих молекул по сравнению с использованием типичной структуры антител включают меньший размер, обеспечивающий лучшее проникновение в ткани, быстрое время генерации в несколько недель по сравнению с месяцами для натуральных и рекомбинантных антител и более низкую стоимость. [3]
Аффимерные белки
[ редактировать ]Аффимерные белки представляют собой небольшие надежные аффинные реагенты с молекулярной массой 12–14 кДа. Они созданы для связывания с белками-мишенями с высокой аффинностью и специфичностью и, как таковые, являются членами семейства синтетических антител.
Белковый каркас Affimer получен из семейства цистатинов, ингибиторов цистеиновой протеазы . [8] [9] [10] [11] Внутри белкового каркаса существуют две вариабельные пептидные петли и вариабельная N-концевая последовательность, которые обеспечивают поверхность связывания с высоким сродством для конкретного белка-мишени. Связующие аффимеры были произведены 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 компанией Avacta Life Sciences, которая разрабатывает связующие вещества Affimer в качестве реагентов для исследовательских, диагностических и терапевтических применений.
Приложения
[ редактировать ]Синтетические антитела показали свою полезность в ряде применений. Их использование в области исследований происходит преимущественно в науках о жизни в качестве реагентов для захвата белка и в качестве ингибиторов белка. В рамках диагностики они использовались в самых разных областях: от инфекций [12] и скрининг рака [13] к обнаружению микотоксинов в пробах зерна. [14] Синтетические антитела в настоящее время являются наиболее быстрорастущим классом терапевтических средств. [15]
См. также
[ редактировать ]- Синтетическая биология - Междисциплинарный раздел биологии и техники.
- Синтетическая иммунология - проектирование и создание синтетических систем, выполняющих сложные иммунологические функции.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эчко М.М. и Дозье С.К. (2010). «Технология рекомбинантных антител для производства антител без использования животных» . АльтТокс .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Брэдбери, АРМ, Сидху, С., Дюбель, С. и Маккафферти, Дж. (2011). «За пределами естественных антител: сила технологий отображения in vitro» . Нат. Биотехнология . 29 (3): 245–254. дои : 10.1038/nbt.1791 . ПМК 3057417 . ПМИД 21390033 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Гебауэр М. и Скерра (июнь 2009 г.). «Спроектированные белковые каркасы как терапевтические средства на основе антител следующего поколения». Curr Opin Chem Biol . 13 (3): 245–55. дои : 10.1016/j.cbpa.2009.04.627 . ПМИД 19501012 .
- ^ Кару, А.Е., Белл, К.В. и Чин, Т.Э. (2009). «Технология рекомбинантных антител». Curr Opin Chem Biol . 13 (3): 245–255.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Мирш С. и Сидху С.С. (2012). «Синтетические антитела: концепции, потенциал и практические соображения». Методы . 57 (4): 486–498. дои : 10.1016/j.ymeth.2012.06.012 . ПМИД 22750306 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Хаммерс, К.М. и Стэнли, младший (2014). «Фаговый дисплей антител: техника и применение» . Дж. Инвест. Дерматол . 134 (2): 1–5. дои : 10.1038/jid.2013.521 . ПМЦ 3951127 . ПМИД 24424458 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Ладнер, Р.К. (1995). «Ограниченные пептиды как связывающие объекты». Тенденции Биотехнологии . 13 (10): 426–430. дои : 10.1016/s0167-7799(00)88997-0 . ПМИД 7546567 .
- ^ Вудман, Р. Йе, Дж. Т., Лоуренсон, С. и Коферриньо. (2005). «П. Разработка и проверка нейтрального белкового каркаса для презентации пептидных аптамеров». Дж Мол Биол . 352 (5): 1118–1133. дои : 10.1016/j.jmb.2005.08.001 . ПМИД 16139842 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Хоффманн, Т. Стадлер, Л.К.Дж., Басби, М., Сонг, К., Бакстон А.Т., Вагнер, С.Д., Дэвис, Дж.Дж. и Ко Ферриньо, П. (2010). «Исследование структуры и функции сконструированного каркасного белка, полученного из Stefin A.I: разработка варианта SQM» . Белковая инженерия, проектирование и отбор . 23 (5): 403–413. дои : 10.1093/протеин/gzq012 . ПМЦ 2851446 . ПМИД 20179045 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Хоффманн, Тони; Стадлер, Лукас Курт Йозеф; Басби, Майкл; Сун, Цифэн; Бакстон, Энтони Т.; Вагнер, Саймон Д.; Дэвис, Джейсон Дж.; Ферриньо, Пол Ко (01 мая 2010 г.). «Исследование структуры и функции сконструированного каркасного белка, полученного из стефина А. I: Разработка варианта SQM» . Инженерный дизайн и отбор белков . 23 (5): 403–413. дои : 10.1093/протеин/gzq012 . ISSN 1741-0126 . ПМК 2851446 . ПМИД 20179045 .
- ^ Тиде, Кристиан; Тан, Анна А.С.; Дьякон Сара Э.; Мандал, Упасана; Неттлшип, Джоан Э.; Оуэн, Робин Л.; Джордж, Суджа Э.; Харрисон, Дэвид Дж.; Оуэнс, Рэймонд Дж. (01 мая 2014 г.). «Адирон: стабильный и универсальный каркас для отображения пептидов для приложений молекулярного распознавания» . Инженерный дизайн и отбор белков . 27 (5): 145–155. дои : 10.1093/протеин/gzu007 . ISSN 1741-0126 . ПМЦ 4000234 . ПМИД 24668773 .
- ^ Перейти обратно: а б Джонсон, Энтони; Сун, Цифэн; Ферриньо, Пол Ко; Буэно, Пауло Р.; Дэвис, Джейсон Дж. (26 июля 2012 г.). «Чувствительные аффимерные и импедиметрические анализы на основе антител без меток для C-реактивного белка». Аналитическая химия . 84 (15): 6553–6560. дои : 10.1021/ac300835b . ПМИД 22789061 .
- ^ ООО «Аффибуди» (2015). «Технология рекомбинантных антител для производства антител без использования животных» . Онлайн .
- ^ NeoVentures Biotechnology Inc (2015). «НеоВенчерс Биотехнология Инк» . Онлайн .
- ^ Френцель А., Хуст М. и Ширрманн Т. (2013). «Экспрессия рекомбинантных антител» . Передний. Иммунол . 4 (217): 217. дои : 10.3389/fimmu.2013.00217 . ПМЦ 3725456 . ПМИД 23908655 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Внешние ссылки
[ редактировать ]Сконструированные моноклональные антитела и миметики антител | ||
|---|---|---|
| Цельное антитело |  | |
| Потрясающий фрагмент | ||
| Переменный фрагмент | ||
| Меньшие единицы | ||
| Внутриклеточный | ||
| Миметики антител | ||