Моноклональные антитела. Моноклональное антитело это


Что такое моноклональные антитела, применение

Что такое моноклональные антитела, применение

При введении в организм животных и человека чужеродных макромолекулярных веществ — белков или полисахаридов (антигенов) в крови появляются защитные белки — антитела, для которых характерна необыкновенная, уникальная специфичность. Каждое антитело узнает только свой антиген, точнее, одну его детерминантную группу. Детерминантная группа состоит из нескольких остатков аминокислот или сахаров (обычно из 6–8), образующих пространственную структуру, характерную для данного белка. В одном белке, состоящем из нескольких сот аминокислот, имеется несколько (5–15) разных детерминант, поэтому к одному белку образуется целое семейство различных по своей специфичности антител. Даже к одной детерминанте образуется целый спектр антител, отличающихся по структуре, степени специфичности и прочности связывания с ней. То же относится и к полисахаридным антигенам, детерминантные группы которых образуются 3–6 остатками моносахаридов.

Таким образом, при введении антигена возникает большое семейство антител, направленных к разным его детерминантам и различающихся также внутри группы антител, направленных к одной и той же детерминанте. В крови иммунизированных животных появляется богатый и уникальный по составу спектр антител, который и обеспечивает их абсолютную специфичность в распознавании данного антигена.

Антитела давно и широко используются для нейтрализации бактериальных токсинов (дифтерийного, столбнячного), змеиных ядов (кобры, гадюки), вирусов, попавших в кровь (особенно эффективно для вируса кори), и для идентификации индивидуальных белков (и других антигенов), находящихся в клетке или сложнейших тканевых экстрактах. Однако иногда требуются не многокомпонентные смеси антител, возникающие в крови в ответ на введение антигена, а отдельные, элементарные составляющие этой смеси, направленные лишь к одной детерминанте антигена и имеющие одни и те же характеристики. Такие антитела бывают нужны как для изучения их собственной природы, так и для практического использования, например для доставки в опухоли токсических веществ.

В 1975 получены моноклональные антитела с помощью гибридомной технологии.

Моноклональные антитела — это иммуноглобулины, синтезируемые одним клоном клеток. Моноклональное антитело связывается только с одной антигенной детерминантой на молекуле антигена.

Гибридомная технология - слияние с помощью полиэтиленгликоля лимфоцитов сёлезенки предварительно иммунизированных организмов определенным антигеном с раковыми клетками, способными к бесконечному делению. Отбирают клоны клеток, синтезирующие необходимые антитела.

Гибридомы - бессмертные клоны клеток, синтезирующие моноклональные антитела.

Получение и использование моноклональных антител — одно из существенных достижений современной иммунологии. С их помощью можно определить любое иммуногенное вещество. В медицине моноклональные антитела можно использовать для диагностики рака и определения локализации опухоли, для диагностики инфаркта миокарда. Для использования в терапии моноклональные антитела можно соединять с лекарством благодаря специфичности антител они доносят это вещество непосредственно к раковым клеткам или патогенным микроорганизмам, что позволяет значительно повысить эффективность лечения. Можно использовать моноклональные антитела для определения пола у крупного рогатого скота на предимплантационной стадии развития, а также для стандартизации методов типирования тканей при трансплантации органов, при изучении клеточных мембран, для построения антигенных карт вирусов, возбудителей болезней.

Использование моноклональных антител в качестве терапевтических агентов явилось для медицины стратегическим этапом в смене концепции лечения – от неспецифической к специфической (таргетной) терапии. Разработка моноклональных антител направлена на идентификацию и взаимодействие получаемых агентов со специфическими клеточными мишенями или сигнальными путями, что в итоге должно приводить к клеточной смерти с помощью различных механизмов. Моноклональные антитела, в отличие от традиционных препаратов, высокоспецифичны к определенным мишеням. На сегодняшний день они наиболее активно используются в онкогематологии и лечении солидных опухолей и аутоиммунных заболеваний. Ранее основное внимание уделялось цитолитическому действию моноклональных антител путем стимуляции иммунного ответа. В последнее время основное внимание сосредоточено на ключевых мишенях, участвующих в регуляции роста опухолевых клеток и направленной доставке цитотоксических агентов. В настоящее время показано, что используемые терапевтические антитела помимо прямого действия выполняют иммуноопосредованные эффекторные функции, включая антителозависимую и комплемент-зависимую цитотоксичность.

Таким образом, моноклональные антитела могут способствовать активации опухолеспецифического иммунного ответа. Производство моноклональных антител является наиболее быстро развивающимся сегментом фармацевтической индустрии, составляющим третью часть всех биотехнологических продуктов. В 2007 г. терапевтические моноклональные антитела, основная часть которых направлена на терапию онкологических и аутоиммунных заболеваний, принесли биотехнологическим компаниям США больше 26 млрд. долл. В этот же год около 50 биотехнологических компаний начали клинические испытания своих противораковых моноклональных антител в медицинских центрах по всему миру.

Рекомендуем ознакомится: http://biofile.ru

worldunique.ru

Атака моноклонов. История открытия и применения терапии XXI века. — Проект Fleming

Каждую секунду наш организм сопротивляется сотням инфекционных агентов, который проникают в тело через слизистые, кожу, легкие, кишечник. Постоянное напряжение иммунитета – гарантия защиты нашего здоровья. Как работает одна из составляющих службы внутренней безопасности нашего организма – гуморальный иммунитет, и  как используют моноклональные антитела уже сегодня – в новой статье проекта.

Армия, которая нас защищает

мон3

Иммунную систему принято условно разделять на два звена: клеточное и гуморальное. Клеточный иммунитет основан на непосредственном взаимодействии чужеродной клетки и специфических клеток, чья роль – в уничтожении пришельца. Гуморальное же звено представлено крупными молекулами, циркулирующими в плазме крови. Они называются иммунноглобулинами, т.е. дословно белками иммунной системы. К гуморальному звену также относят систему комплемента, функцией которого является повреждение мембран патологических клеток.

Для того чтобы механизмы защиты пришли в действие, необходимо одно важное условие – наличие раздражителя внутри организма. Иммунная система обладает высокой избирательностью, обезвреживая патогенные элементы, но не затрагивая при этом здоровые ткани человеческого тела. Подобная точность действия обусловлена наличием антигенов, которые являются своего рода метками, по которым происходит различение нормальной и патогенной клетки. При обнаружении чужеродного антигена система отвечает иммунной реакцией, но на антигены нормальных клеток организма подобного ответа не происходит.

Не менее важную роль играет и противоопухолевая защита, которая обеспечивается как клеточным, так и гуморальным звеном иммунитета. По своей сути атипичная клетка является раздражителем, аналогичным чужеродному агенту. Раковая клетка имеет существенные отличия от аналогичной клетки нормальной ткани. Существует разница в строении мембранных рецепторов – белковых молекул, расположенных на внешней поверхности оболочки клетки. Благодаря этим различиям иммунная система распознает атипичные клетки как чужеродные и затем уничтожает их.

Иммунные белки

мон1

В ходе эволюции лимфоциты человека приобрели способность производить новый вид структур, с помощью которых чужеродный агент или атипичная клетка стали распознаваться и обезвреживаться гораздо быстрее. На любой раздражитель происходит выброс большого количества антител, что обусловливает высокую скорость обезвреживания патогенов. Нейтрализация в таком случае может происходить двумя путями. Прямое действие антител основано на их способности «склеивать» антиген, осаждать его, «закрывать» его цитотоксические участки или даже атаковать мембраны патогенных клеток. Вторым способом обезвреживания является активация системы комплемента, который во многом является связующим звеном между клеточным и гуморальным звеном иммунитета.

Важнейшим свойством антител является их высокая специфичность: активный центр антитела связывается со строго определенной антигенной детерминантой на поверхности болезнетворного агента. Таким образом, антитело не только отличает «свое» от «чужого», но и взаимодействует только с определенной чужеродной структурой. Скажем, антитело против  возбудителя туберкулеза не будет воздействовать на клетки злокачественной опухоли, а противораковые антитела в свою очередь не обезвредят палочку Коха. Дело в том, что иммунная система в ответ на воздействие антигена вырабатывает антитела «под заказ» так, чтобы обеспечить их максимально крепкое связывание, а значит – и максимально надежное обезвреживание.

Фабрикой антител в человеческом организме являются плазматические клетки, причем одна плазматическая клетка вырабатывает лишь один вид иммуноглобулинов. Механизм этого явления довольно сложен: при наличии в организме чужеродного антигена плазматическая клетка-предшественница начинает делиться и производит клон клеток-потомков, специализированных на данном виде антитела. Иммуноглобулины, произведенные таким клоном клеток, называют моноклональными.

Путь к Нобелевской премии

мон2

Жозеф Кёлер и Сезар Мильштейн, работавшие вместе в Кембридже, в 1975г публикуют работу о выделении линии клеток, секретирующих моноклональные антитела. Метод, предложенный учеными, состоял в том, чтобы взять линию клеток опухоли красного костного мозга лабораторной мыши, утратившие способность к синтезу собственных антител, а также нормальные мышиные В-лимфоциты и получить их гибриды, синтезирующие необходимые антитела.

Мильштейн и Келлер, открывая метод, предполагали, что он откроет дорогу к новой методологии лечения. И не ошиблись. Первое научное применение моноклональным антителам нашли спустя год после публикации в журнале «Nature». Английский нейрофизиолог аргентинского происхождения Клаудио Клуелло занимался в Оксворде исследованием открытой в 30-х годах XX века субстанции P, которая предположительно являлась основным нейтротрансмиттером болевых сигналов у человека. Клуелло и его сотрудники долгое время пытались визуализировать это вещество, однако использование активно применяемых в то время для этих целей поликлональных антител не давало возможности понять, то ли вещество связывается с антителами, т.к. каждый раз набор антител отличался. К 1979 году Клуелло и Мильштейн выделили моноклональные антитела для субстанции P, а в дальнейшем при помощи моноклональных антител визуализировали множество других веществ, понятия о виде которых до сих пор не имели, например, серотонин. В 1983 году Мильштейн и Клуелло публикуют в том же «Nature» статью, в которой рассказывают об использовании моноклональных  и  улучшенных биспецифичных антител для диагностики ряда заболеваний. На данный момент более 40 биспецифичных антител (т.е. антител, которые связывают не один, а два антигена) используются в клинике не только для диагностики, но и для терапии.

В 1976 году Мильштейн начинает сотрудничать с Леонардом Херзенбергом, ученым из американского Стэнфордского университета.  Он приезжает в Кембридж для усовершенствования своего детища – FARC (fluorescence-activated cell sorter) . Эта машина могла определять клетки, основываясь на их антигенной основе, используя специальные меченные антитела, и подсчитывать их количество у человека. Проблема была в их поликлональности, как и у Клуелло. Мильштейн, Хайзенберг и его сотрудники выделяют моноклональные антитела для использования их в FARC. Сегодня FARC используется во всех медицинских лабораториях мира – именно с ее помощью сейчас определяют количество лейкоцитов и лимфоцитов, что жизненно необходимо при оценке эффективности лечения ВИЧ или, например, лейкемии.

В том же 1976 году Мильштейн встречается с профессором Аланом Вильямсом из Оксфорда. Австралиец не один год бился над попытками типировать лимфоциты. Занимаясь исследованием на мышах, они в итоге смогли выделить тип лимфоцитов, которые ныне носят маркировку CD4 – главные клетки-мишени для вируса иммунодефицита человека.

Дэвид Сенчер вместе с Мильштейном используя технологию моноклональных антител к 1980 году получает очищенный интерферон – а уже в  середине 90х годов интерферон научатся получать при помощи генной инженерии, и этот препарат будет использоваться для лечения склероза и инфекционных заболеваний, таких как гепатит B и С.

В 80х годах Мильштейн, Стивен Сакс и Эдвин Леннокс совершают революцию в определении группы крови. В связи с накоплением опыта в хирургии объем переливаний крови в мире увеличивался, в связи с этим и увеличивалось количество необходимых материалов для типирования донорской крови. До 1980 года для этого использовалась сыворотка, которая бралась у доноров-добровольцев. Мильштейн и его команда к 1982 году выделяют моноклональные антитела ко всем антигенам эритроцитов. В 1989 году за 18 дней производится 1000 литров реагентов для определения групповой принадлежности. Ранее такое же количество материала получали от 2000 доноров.

В 1984 году Мильштейн и Кёлер получают Нобелевскую премию за открытия в области моноклональных антител.

Заглядывая на темную сторону клетки.

Однако за крупным открытием стояла проблема: для получения гибридов использовались мышиные лимфоциты, которые, как следствие, синтезировали мышиные антитела, и при введении в человеческий организм такие белки вызывали иммунную реакцию отторжения, т.к. им свойственны выраженные антигенные свойства. Подобное положение дел существенно снижало терапевтическую ценность полученного моноклонального антитела: мышиный белок не только не успевал вступить во взаимодействие с патологическим агентом, но и сам становился причиной иммунного дисбаланса. К 1988 году проблема была решена – британский биохимик Грег Винтер заменил мышинные белки на белки человеческого происхождения. Это сделало возможным использование моноклональных антител в лечебных целях. За свои заслуги в области науки Грег Винтер был удостоин рыцарского звания. Он до сих пор преподает в Кэмбриджском университете.

Моноклональные антитела имеют большое прикладное значение в терапии онкологических заболеваний, при этом используется два их вида: неконъюгированные и конъюгированные антитела, терапевтический эффект которых обеспечивается присоединенными к ним веществами. Неконъюгированные антитела представлены наиболее широко, они могут действовать с помощью двух механизмов: один тип связывается непосредственно с опухолевой клеткой и запускает механизмы ее разрушения, второй тип присоединяется к антигенам, ответственным за опухолевый рост, и блокирует дальнейшее развитие опухолевого процесса.

Конъюгированные антитела обеспечивают адресную доставку веществ, вызывающих повреждения клеток, что с одной стороны позволяет избежать повреждения нормальных тканей, а с другой – подействовать на опухоли, расположенные глубоко в толще нормальных тканей. К антителу может быть присоединена радиоактивная частица, что делает введение антител схожим с радиотерапией, но при этом минимизирует негативные последствия последней. Антитело с радиоактивным изотопом накапливается в опухолевой ткани, и излучение воздействует гораздо более целенаправленно, практически не вызывая разрушение соседних участков здоровой ткани. Если моноклональное антитело связано с цитостатиком, то лечебное действие препарата будет обусловлено торможением процессов деления атипичных клеток, опухоль вскоре перестает расти, и это существенно облегчает процессы ее лечения. Антитело с цитотоксином связывается с раковой клеткой и запускает процессы ее уничтожения.

Принято считать, что моноклональные антитела – это область высокой медицины. Однако каждый хирург сейчас сталкивается с ней, совмещая кровь перед переливанием, каждый терапевт – отправляя анализ крови на анализ. Деятельность инфекционистов и онкологов была бы если не невозможна, так сильно затруднена из-за отсутствия возможности определения численности лимфоцитов и других клеток крови. Таргетированное использование лекарственных веществ при помощи коньюгированных моноклональных антител существенно увеличивает эффективность такой терапии и снижает количество осложнений. Предстоит преодолеть еще много проблем, ограничивающих применение моноклональных антител, однако в XXI веке будут лечить именно с их помощью.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Если вы нашли опечатку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter

www.fleming.pro

Моноклональные антитела - Здоровье Инфо

Моноклональные антитела (МкАТ) – это растворимые белки (иммуноглобулины), продукты специфического иммунного ответа, синтезированные одним клоном плазматических клеток.

  • Плазматическая клетка – эта конечный продукт дифференцировки В-лимфоцита.

На поверхности лимфоцитов есть рецепторы (CD). При встрече В-клеточного рецептора (БКР) с антигеном АГ (с подачи Тh-лимфоцита хелпера) происходит активация В-лимфоцита и его дальнейшая дифференцировка в плазматическую клетку, продуцирующую специфические моноклональные антитела против данного АГ.

Моноклональные антитела: обзор препаратов, применение для лечения

Цитокины (ЦК) — — белки (не иммуноглобулины), которые синтезируются лимфоидными и другими клетками. ЦК – медиаторы межклеточных взаимодействий при иммунном ответе, гемопоэзе, воспалительных реакциях. ЦК – активаторы и регуляторы силы иммунного ответа, связующее звено между иммунной и другими системами организма.

Комплемент (С) — — система 9-ти белковых фракций сыворотки крови, обладающая способностью лизировать (растворять, разрушать) АГ-несущие клетки и ткани. Система комплемента активируется, адсорбируясь на комплексе АГ+АТ.

Уникальным свойством антител, отличающим их от других структур-участников иммунного ответа, является способность взаимодействовать с нативным (цельным, необработанным) АГ: микробной, вирусной или опухолевой клеткой, токсином, микробным ядом и т.п.

Антитела – единственный фактор немедленной защиты организма от «чужого» (болезнетворного, токсического) вторжения.

Один кластер (набор) моноклональных антител способен распознать и нейтрализовать только одну, строго определённую антигенную структуру.

Иными словами, определённые МкАТ могут связать только «свой» АГ, распознав его по эпитопу (антигенной детерминанте) – строго определённой структуре макромолекулы АГ, которая совпадает с паратопом вариабельного участка моноклонального антитела Fab.

Моноклональные антитела: обзор препаратов, применение для леченияМоноклональные антитела – это гомогенные иммуноглобулины, специфически направленные к одиночной детерминанте какого-либо антигена.

Гибридомные технологии

С развитием современной науки стало возможным искусственно синтезировать моноклональные антитела к определённым АГ. Суть гибридомных технологий — слияние иммунизированной антителобразующей клетки с миеломной (опухолевой). Гибридома — гибридная клетка — продуцирует строго заданные МкАТ к конкретному АГ.

Гибридомные технологии учитывают уникальные свойства высокой специфичности МкАТ и возможность использования для их получения неполностью очищенного АГ. Препараты МкАТ легко «отмываются» от примесей, их можно получать в неограниченных количествах.

Первые гибридомы были получены на основе мышиных лимфоцитов. Но после введения человеку мышиных антител у него развивалась тяжёлая анафилактическая (аллергическая) реакция. В настоящее время создаются химерные (гуманизированные), обладающие более слабой иммуногенностью соединения на основе гибридных мышиных и человеческих моноклональных антител.

Химерные МкАТ содержат вариабельные «мышиные» и константные «человеческие» участки.

Строгая специфичность моноклональных антител позволяет не только обнаружить и разрушить ткани, несущие искомый АГ (например, раковую опухоль). Присоединение к МкАТ радиоактивных изотопов, цитостатических или токсических веществ делает возможным их доставку непосредственно к «больным» клеткам, без повреждения здоровых тканей.

Меченые радиоизотопами и флюоресцирующими веществами МкАТ используются в медицине, прикладной иммунологии (диагностические сыворотки), биохимии, молекулярной биологии.

Проводятся доклинические и клинические испытания препаратов МкАТ для лечения ряда опухолей, аутоиммунных и инфекционных заболеваний. Разработаны методики применения моноклональных антител для активной и пассивной иммунизации.

Моноклональные антитела в лечении опухолей

Механизм ухода опухолевой клетки от иммунного надзора до сих пор недостаточно изучен.

Одна из основных задач современной онкоиммунологии – научиться создавать «индивидуальный портрет» опухоли. Если распознать и идентифицировать специфичные АГ различных опухолевых клеток, то станет возможным синтезировать моноклональные антитела для их уничтожения. Трудность в том, что раковая клетка меняет свой антигенный «портрет» на разных этапах опухолевого процесса.

Конъюгированные иммунотоксины на основе МкАТ против CD-антигенов (рецепторов) различных популяций лимфоцитов человека используют как селективные иммунодепрессивные и цитотоксические средства. Обработка ими костного мозга не нарушает функцию клеток-предшественников.

К сожалению, эффективность и безопасность препаратов на основе МкАТ в каждом конкретном случае неодинакова.

Причины ограниченного применения моноклональных антител в медицине.

1. Гибридные МкАТ сами являются антигенами. Велик риск сенсибилизации организма и развития аллергических реакций при их повторных введениях. 2. Выявлен широкий спектр побочных эффектов при клиническом применении препаратов МкАТ. 3. Крупные молекулы МкАТ не проникают внутрь клетки или ткани. 4. Препараты МкАТ зачастую требуют очень медленного внутривенного введения, специального оборудования, высокой квалификации медицинского персонала для оценки эффективности и верного выбора тактики дальнейшего лечения.

Типичные побочные эффекты после применения МкАТ

1. Аллергические реакции разной степени тяжести. 2. Гриппоподобные симптомы: гипертермия, озноб, мышечные и суставные боли, упадок сил. 3. Диспептические явления: тошнота, диарея и т.п. 4. Снижение уровня кровяных клеток (тромбцито- эритроцито- лейкоцитопения). 5. Кардиотоксический эффект (иногда).

  • Название действующего вещества, полученного на основе МкАТ, оканчивается на «МАБ»:

Monoclonal AntiBody (англ.) – моноклональное антитело.

Противоопухолевые препараты на основе МкАТ

/разрешённые для клинического использования/

Показания к применению

healthyorgans.ru


Смотрите также