ІІ. Препараты, содержащие антитела. Препарат содержащий готовые антитела называется


Препарат готовых антител образовавшийся в крови животных

Естественный пассивный (врожденный)

  • у человека с рождения имеются готовые антитела против многих болезней. Например, человек не болеет собачьей чумкой
  • ребенок получает готовые антитела от матери через плаценту и затем с материнским молоком. Вывод: дети, находящиеся на грудном вскармливании, меньше болеют

Естественный активный – по окончании болезни часть В-лимфоцитов остается в организме в качестве клеток памяти, поэтому при повторном попадании чужеродного агента (антигена) бурное выделение антител начинается не через 3-5 дней, а сразу, и человек не заболевает

Искусственный активный – появляется после прививки – введения вакцины, т.е. препарата убитых или ослабленных возбудителей болезни (наилучший вариант – введение живого, но мутантного возбудителя, который не приносит вреда). Организм проводит полноценную иммунную реакцию, остаются клетки памяти – лейкоциты, способные вырабатывать антитела против данного возбудителя.

Искусственный пассивный – появляется после введения сыворотки – препарата готовых антител. Сыворотку вводят, когда человек уже болеет и ему требуется срочное лечение. Клетки памяти при этом не образуются. Раньше сыворотку получали из крови больных животных, т.е. это была сыворотка крови (плазма без фибриногена). Сейчас с помощью генной инженерии получают моноклональные антитела.

38-01. Какой иммунитет возникает после перенесения человеком инфекционного заболевания?

А) естественный врожденный

Б) искусственный активный

В) естественный приобретенный

Г) искусственный пассивный

38-02. Людям, заболевшим дифтерией, назначают

А) болеутоляющие средства

Б) ослабленную вакцину

В) лечебную сыворотку

Г) промывание желудка

38-03. После предупредительной прививки в организме человека и животных

А) образуются антитела

Б) нарушается гуморальная регуляция

В) увеличивается число эритроцитов в крови

Г) уменьшается число лейкоцитов

38-04. Лечебная сыворотка отличается от вакцины тем, что в ней содержатся

А) белки фибрин и фибриноген

Б) убитые возбудители заболевания

В) ослабленные возбудители заболевания

Г) готовые антитела против возбудителя инфекции

38-05. Пассивный искусственный иммунитет у человека

А) является наследственным

Б) вырабатывается после перенесённого инфекционного заболевания

В) возникает как результат действия лечебной сыворотки

Г) формируется после введения вакцины

38-06. Подавляющее большинство людей в детстве болеют ветрянкой (ветряной оспой). Какой иммунитет возникает после перенесения человеком этого инфекционного заболевания?

А) естественный врождённый

Б) искусственный активный

В) естественный приобретённый

Г) искусственный пассивный

38-07. В экстренных случаях больному вводят лечебную сыворотку, которая содержит

А) ослабленных возбудителей болезни

Б) ядовитые вещества, выделяемые микроорганизмами

В) мёртвых возбудителей заболевания

Г) готовые антитела против возбудителей данного заболевания

38-08. Что может обеспечить человеку невосприимчивость к инфекционным болезням на длительное время?

38-09. Как называют препарат, содержащий ослабленные микробы, который вводят человеку в целях выработки иммунитета?

Б) физиологический раствор

38-10. Почему проводимая вакцинация против гриппа помогает снизить риск заболевания?

А) Она улучшает всасывание питательных веществ

Б) Она позволяет лекарствам действовать более эффективно

В) Она способствует выработке антител

Г) Она усиливает кровообращение

38-11. Как называется вид иммунитета, который сформировался у людей, переболевших в детстве ветряной оспой?

Задание №1. Напишите термины, исходя из определений соответствующих понятий:

1. Кровь, межклеточное вещество и лимфа образуют …

2. Жидкая соединительная ткань –

3. Растворенный в плазме белок, необходимый для свертывания крови, – .

4. Кровяной сгусток – .

5. Плазма крови без фибриногена называется …

6. Содержание хлорида натрия в физиологическом растворе составляет …

7. Безъядерные форменные элементы крови, содержащие гемоглобин, –

8. Состояние организма, при котором в крови уменьшается количество эритроцитов либо содержание гемоглобина в них, – .

9. Человек, дающий свою кровь для переливания, –

10. Каждая группа крови отличается от других содержанием особых белков в … и в .

11. Болезнь, характеризующаяся уменьшением количества крови и изменением ее качественного состава —.

12. Наследственное заболевание, которое выражается в склонности к кровотечению в результате несвертывания крови — .

13. Наследственный фактор (антиген), находящийся в эритроцитах впервые был обнаружен у макак — …

14. Орган, где формируются клетки крови — .

15. Форменные элементы крови, необходимые для поддержания целостности сосудистой стенки —.

16. Человек, получ. часть крови для переливания, другие ткани или орган для пересадки —.

17. Человек, предоставляющий часть своей крови для переливания, другие ткани или органы для пересадки больному — .

18. Заболевания, вызываемые болезнетворными микроорганизмами, которые передаются от зараженного человека или животного здоровому —.

19. Препарат готовых антител, выделенных из крови животного, которое было специально заражено, – .

20. Иммунитет, наследуемый ребенком от матери, – .

Задание №2. Биологические задачи.

1. «Зеркалом организма» назвал кровь видный французский физиолог Клод Бернар. Поясните утверждение ученого?

2. Хорошо известно, что плазма крови на 90% состоит из воды. Почему ее разбавление дистиллированной водой невозможно? Ответ поясните.

3. В практической медицине многие заболевания у человека определяют по результатам анализа крови. На бланке общего анализа крови обязательно имеются три загадочные буквы — СОЭ. Что они обозначают?

4. Ткани, пересаженные от одного человека к другому, часто отторгаются. Однако белки пищи усваиваются. Как объяснить это явление?

5. В медицинской практике врачами используется как дифтерийная вакцина, так и дифтерийная сыворотка. Что происходит в организме при введении дифтерийной вакцины, а что при введении дифтерийной сыворотки?

Задание №1. Напишите термины, исходя из определений соответствующих понятий:

1) Основная транспортная система организма, состоящая из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов — .

2) Жидкая часть крови, остающаяся после удаления из нее форменных элементов — .

3) Физиологический механизм, обеспечивающий образование кровяного сгустка — .

4) Безъядерные форменные элементы крови, содержащие гемоглобин — .

5) Форменные элементы крови, имеющие ядро, не содержащие гемоглобин — .

6) Способность организма защищаться от чужеродных тел и веществ — .

7) Плазма крови, лишенная фибриногена — .

8) Явление поглощения и переваривания лейкоцитами микробов и иных чужеродных тел…

9) Препарат готовых антител, образовавшихся в крови животного, которое раньше специально заражалось этим возбудителем — .

10) Ослабленная культура микробов, вводимых в организм человека — .

11.Явление поглощения и переваривания лейкоцитами микробов и иных чужеродных тел называется …

12. Защитная реакция организма, например, против инфекций – .

13. Способность организма защищать себя от болезнетворных микробов и вирусов.

14. Культура ослабленных или убитых микробов, вводимых в организм человека, –

15. Вещества, вырабатываемые лимфоцитами при контакте с чужеродным организмом или белком, –

16. Препарат готовых антител, выделенных из крови животного, которое было специально заражено, – .

17. Иммунитет, наследуемый ребенком от матери, – .

18. Иммунитет, приобретенный после прививки, – .

19. Состояние повышенной чувствительности организма к антигенам – .

20. Форменные элементы крови, необходимые для поддержания целостности сосудистой стенки —.

Задание №2. Биологические задачи.

1. В практической медицине многие заболевания у человека определяют по результатам анализа крови. На бланке общего анализа крови обязательно имеются три загадочные буквы — СОЭ. Что они обозначают?

2. Ткани, пересаженные от одного человека к другому, часто отторгаются. Однако белки пищи усваиваются. Как объяснить это явление?

3. Если в пробирку с кровью человека, перенесшего дифтерию, добавить микробов дифтерии, то они погибнут, а если их добавить в кровь человека, не болевшего этой болезнью, этого не случится. Почему?

4. Можно ли предположить о заболевании, если по анализу крови установлено пониженное число эритроцитов или повышенное число лейкоцитов?

5. Известно, что против оспы многие годы используется специально приготовленная вакцина. Она попадает в организм человека через специально сделанные надрезы кожи на верхней трети плеча. После прививки на этом месте остаются рубцы. О чем говорит след, оставшийся от оспопрививания?

Цели:

  • Обобщить все знания, полученные в изучении темы “Кровь и кровообращение”.
  • Выделить особое место повторению терминов по данной теме, закрепить умение и навыки работы с микроскопом, умение подсчитывать пульс, оказанием первой медицинской помощи при различных видах кровотечения, значению сердца нашего организма, данных кардиологии, влиянию вредных веществ на сердечно-сосудистую систему.

Оборудование: муляжи сердца, таблицы по теме, микроскоп, карточки с биологическими заданиями, бинт, жгут, вата, перекись водорода, рисунок сердца.

Надписи: наука, сила, разум.

План урока

  1. Организационный момент на уроке.
  2. Проверка знаний. Текстовый контроль по вариантам 1 и 2.
  3. Работа в группах. Решение биологических задач.
  4. Разминка. Вопросы к теме, загадки.
  5. Работы исследовательского характера. Задание группам с последующим обучением.
  6. Значение сердца в жизни человека. Инсценированное представление.
  7. Успехи науки в области кардиологии. Достижения ученых.
  8. Влияние алкоголя и никотина на здоровье человека.
  9. Подведение итогов урока.

Тест “Кровь и ее свойства”

Задание: напишите термины, исходя из определений соответствующих понятий.

  1. Основная транспортная система организма из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов.
  2. Физиологический механизм, обеспечивающий образование кровяного сгустка.
  3. Форменные элементы крови, имеющие ядро, не содержащие гемоглобин.
  4. Плазма крови, лишенная фибриногена.
  5. Препарат готовых антител, образовавшихся в крови животного, которое раньше специально заражалось этим возбудителем.
  6. Болезнь, характеризующаяся уменьшением количества крови и изменением качественного состава.
  7. Наследственный фактор (антиген), находящийся в эритроцитах. Впервые обнаружен у макак.
  8. Форменные элементы крови, необходимые для поддержания целостности сосудистой стенки.
  9. Человек, предоставляющий часть своей крови для переливания, другие ткани или органы для пересадки.
  10. По каким кровеносным сосуда кровь течет из сердца.

Тест “Кровь и ее свойства”

Задание: напишите термины, исходя из определений соответствующих понятий.

  1. Жидкая часть крови, остающаяся после удаления из нее форменных элементов.
  2. Безъядерные форменные элементы крови, содержащие гемоглобин.
  3. Способность организма защищаться от чужеродных тел и веществ.
  4. Явление поглощения и переваривания лейкоцитами микробов и их чужеродных тел.
  5. Ослабленная культура микробов, вводимых в организм человека.
  6. Наследственное заболевание, которое выражается в склонности к кровотечению в результате несвертывания крови.
  7. Орган, где деформируются клетки крови.
  8. Человек, получающий часть крови для переливания, другие ткани или органы для пересадки.
  9. Заболевания, вызываемые болезнетворными микроорганизмами, которые передаются от зараженного человека или животного здоровому.
  10. По каким кровеносным сосудам кровь течет к сердцу.

Биологические задачи

Лейкоциты – самые крупные клетки человека. Их размер колеблется от 8 до 20 мк. Это –“одетые в белые халаты санитары нашего организма”. Почему лейкоцитам дали такое название?

Ответ: Лейкоциты борются с микробами, уничтожают все поврежденные, износившиеся клетки.

Если судно в море получает пробоину, команда старается закрыть образовавшуюся дыру любым подсобным материалом. Природа в изобилии снабдила кровь собственными заплатами. Назовите их.

Ответ: В состав форменных элементов входят тромбоциты. По своим размерам они ничтожно малы, всего 2-4 мк. Но при маленьком повреждении тканей под действием фермента немедленно начинают слипаться, образуя комочек, который временно закрывает место ранения сосуда.

Папа Римский Иннокентий III, удрученный старостью приказал влить себе кровь от троих юношей – это стало причиной его смерти. Почему?

Ответ: Из-за несовместимости групп крови.

В норме у человека сердце располагается чаще всего слева. Но иногда оно занимает правостороннее положение. Как это отражается на его работе?

Ответ: Сердце может быть расположено справа, что является врожденной аномалией. Правостороннее расположение сердца не сказывается отрицательно на его деятельности и не влечет за собой нарушения кровообращения. Но иногда правостороннее расположение сердца сочетается с таким врожденным пороком, как недоразвитие клапанов. В таких случаях возникает неизбежно нарушение сердечной деятельности, создается угроза здоровью и даже жизни. Иногда сердце смещается в правую сторону грудной клетки в результате различных болезненных процессов организма: скопления большого количества жидкостей или воздуха или воздуха в левой плевральной плоскости, искривление позвоночника, деформации грудной клетки. В этих случаях функция сердца обычно не нарушается.

У человека общая протяженность всех сосудов около 100 тыс. километров. 7-10 литров крови для их заполнения явно недостаточно. Как организм обеспечивает снабжение кровью всех органов и тканей?

Ответ: Одновременно напряженная работа многих систем невозможна. Например, после сытного обеда наиболее энергично функционируют органы пищеварения, к ним направляется значительная часть крови, а для нормальной работы головного мозга, ее начинает не хватать, и мы испытываем сонливость.

Эритроциты человека в 3 раз меньше эритроцитов лягушки, но их в 1 мм 3 в 13 раз больше, чем у лягушки. Как объяснить этот факт?

Ответ: У человека интенсивность обмена веществ выше. Большая поверхность всей массы эритроцитов обеспечивает их большую способность к транспортировке кислорода.

Можно ли вводить в кровь больного не все, а только те или иные необходимые ему составные части крови.

а) эритроциты для лечения тяжелых форм малокровия

б) насыщенные лейкоцитами для лечения лучевой болезни

в) тромбоциты в плазму крови для повышения свертывания крови

При микроскопическом исследовании крови у человека обнаружено повышение количества лейкоцитов ( в 1мм 3 – 12 тыс.). Показателем чего это может быть?

Ответ: Повышение количества лейкоцитов в крови человека говорит о том, что в организме наблюдается воспалительный процесс.

  1. Где кроме сердца есть полулунные клапаны? (В венах)
  2. Кто сказал сердце можно лечить только сердцем? (Русский художник И.И. Левитан)
  3. Почему белеют отмороженные уши и нос? (При охлаждении кровеносные сосуды сжимаются)
  4. Каким ученым было впервые предложено, что сердце – двигатель крови и система кровообращения замкнутая? (Английский ученый Гарвит Уильям)
  5. В одной популярной книге по физиологии сказано: “В каждую секунду в красном море миллионы кораблей терпят крушение и опускаются на дно. Но миллионы новых кораблей выходя из гавани вновь уходят в плавание”. Что подразумевается под “кораблями” и “гаванями”? (Эритроциты образуются в красном костном мозге, разрушаются в печени и селезенке)
  6. Внутренняя среда организма состоит из…
  7. Какие функции выполняет кровь?
  8. Какую группу крови будут иметь дети родителей, у которых первая группа крови?
  9. Какая фамилия ученого, открывшего явление фагоцитоза?
  1. В сосуде водица, ею нельзя напиться. (Кровь)
  2. В какую сеть нельзя поймать рыбу? (Капиллярную)
  3. Оно много меньше нас, а работает всяк час. (Сердце)
  4. Кто целый век в клетке? (Сердце)

Задания исследовательского характера

Тема: Микроскопическое строение крови (микропрепараты крови человека и лягушки).

Цель: Дать представление о строении клеточных элементов крови у человека и лягушки.

Ход работы:

  1. Изучить при большом увеличении микроскопа микропрепарат крови человека. Найти эритроциты, обратить внимание на их окраску, форму, строение.
  2. Изучить микропрепарат крови лягушки при малом увеличении микроскопа. Обратить внимание на размер и форму эритроцитов.

Результаты представить в виде таблицы.

Сравнительная характеристика строения эритроцитов человека и лягушки.

Источники:

http://bio-faq.ru/bio/bio038.html

http://www.seznaika.ru/biologiya/testy/3086—-l—r

http://festival.1september.ru/articles/311261/

promedicalexpert.ru

Враг моего врага — мой друг. Как бактерии и вирусы помогают создавать антитела для лечения человека

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Одну из самых существенных опасностей для здоровья человека представляют бактерии. Но и у бактерий есть противники: вирусы-бактериофаги, которые используют микробную клетку в качестве гостиницы, где всё включено, а покидая пристанище, нередко убивают хозяина. Изобретение метода фагового дисплея позволило использовать свойства бактериофагов в поиске новых антител, которые чрезвычайно востребованы для совершенствования диагностики и терапии многих опасных заболеваний.

Обратите внимание!

Эта работа опубликована в номинации «лучшая статья по иммунологии» конкурса «био/мол/текст»-2015.

Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

Антитела как лекарства

В фармакологии используются два основных понятия: лекарство и мишень. Мишень — это структура организма, связанная с определенной функцией, нарушение которой приводит к заболеванию. В случае болезни на мишень можно оказать определенное воздействие, которое должно привести к лечебному эффекту. Лекарством называется вещество, специфически взаимодействующее с мишенью и влияющее на состояние клетки, ткани, организма [1]. В качестве мишени может выступать рецептор на поверхности клеточной мембраны, фермент или канал, проводящий в клетку различные соединения. Однако путь к потребителю для любого лекарства долог: после подтверждения его функциональной активности следуют стадии доклинических и клинических испытаний, на которых малые молекулы подстерегает опасность так никогда и не стать лекарством. Под действием ферментных систем пациента они могут стать ядовитыми, или их изомеры окажутся токсичными. Низкомолекулярное вещество может выводиться слишком быстро или, напротив, накапливаться в организме, отравляя его. Поэтому в последние годы всё бóльшую долю на рынке лекарственных средств занимают макромолекулы, и среди них важнейшую роль играют антитела — защитные белки организма (рис. 1).

Структура антитела

Рисунок 1. Структура антитела. Антитело состоит из двух тяжелых (HC) и двух легких (LC) аминокислотных цепей, соединенных между собой. Каждая из этих цепей имеет вариабельный домен (VH или VL), который ответственен за связывание антигена. Вариабельным он называется именно потому, что эти участки наиболее сильно отличаются у разных антител, то есть представлены множеством вариантов. Участок, который отщепляется ферментом папаином, называется Fab-фрагментом.

Когда в кровь попадает антиген — компонент бактерии или вируса, — он моментально оказывается под пристальным вниманием двух основных типов иммунных клеток: Т- и В-лимфоцитов. В-клетки после стимуляции со стороны Т-клеток или при непосредственном контакте с чужеродным агентом синтезируют антитела к нему. Некоторые из активированных В-лимфоцитов — плазматические клетки — специализируются на продукции антител, а остальные становятся клетками памяти, чтобы при встрече с тем же антигеном в будущем дать ему быстрый и эффективный отпор. Синтезированное плазматической клеткой антитело связывается с «чужаком», тем самым обезвреживая его. Происходит это несколькими путями: антитела специфически связываются с токсичными участками антигена, агглютинируют (слипаются) с крупными частицами, которые несут антигены на своей поверхности, или даже напрямую вызывают разрушение бактериальной клетки. Кроме того, «облепленный» антителами антиген становится уязвимым для других компонентов иммунитета — например, для макрофагов или системы комплемента [2].

От структуры антитéла зависят такие важные свойства, как связывание им антигена, прочность этого связывания и стабильность молекулы. Однако природа создания антител в организме очень сложна, и никто не может гарантировать, что в ответ даже на идентичные антигены образуются одинаковые по структуре антитела. Если же для создания лекарства или диагностического набора используются антитела к одному и тому же антигену, но обладающие разной структурой, то из-за разницы в стабильности и специфичности о стандартизации и воспроизводимости результатов работы можно будет забыть. Это означает, что такие антитела никак не могут стать диагностическими или лекарственными. Отсюда вывод: нужны антитела с идентичной структурой.

Антитела-«клоны» получают при помощи методов клеточной биологии из одной клетки-предшественницы. Такие антитела называются моноклональными. Их использование в качестве терапевтических агентов стало для медицины стратегическим этапом в смене концепции лечения — от неспецифической терапии к направленной. На сегодняшний день моноклональные антитела наиболее активно используются в онкогематологии, лечении опухолей, аутоиммунных заболеваний, а особенно широко — в диагностике [3].

Получение антител для нужд человека, как правило, начинается с иммунизации животных. Проводится несколько инъекций антигена, и в сыворотке крови накапливаются специфические антитела. Эти антитела, полученные напрямую из сыворотки иммунизированного животного, произведены разными плазматическими клетками, то есть они поликлональны. Для получения совершенно идентичных — моноклональных — антител в семидесятых годах прошлого века учеными Георгом Кёлером и Сéсаром Мильштейном был разработан метод гибридóм [3]. Он основан на слиянии плазматических лимфоцитов (продуцируют антитела, но не живут в культуре) и клеток миеломы (это опухолевые клетки, которые ничего не продуцируют, но зато замечательно культивируются), в результате чего такая гибридная клетка от В-лимфоцита наследует способность выделять нужные исследователям антитела, а от опухолевой — бессмертие (практически бесконечное деление).

Гибридома стала выдающимся достижением, открывшим огромные возможности для исследователей [4]. Однако антитела, которые можно получить с помощью гибридомного метода, всё же нарабатываются животными и не годятся для терапии человека. Поэтому перед исследователями встала задача получения полностью человеческих антител. Для ее решения была разработана группа методов, названная дисплейной. Общим для всех этих методов является то, что они предполагают работу со «сцепкой» нуклеотидной и аминокислотной последовательностей каждого конкретного варианта антитела. Название «дисплейные» происходит от английского display — выставлять напоказ, демонстрировать. Неотъемлемой стадией этих методов является «выставление» на поверхности фаговой частицы фрагментов антител для дальнейшего отбора нужных вариантов антигенами.

Библиотека в пробирке

Метод, который был назван фаговым дисплеем, основан на способности бактериофагов (вирусов, поражающих бактерии) выставлять на своей поверхности случайные пептидные последовательности в составе поверхностных белков [5]. Бактериофаг представляет собой ДНК, окруженную белковой оболочкой — капсидом, — и способен размножаться только внутри клетки-хозяина. Проникая туда, он беззастенчиво пользуется ферментными системами несчастной бактерии, предоставляя ей свою ДНК для синтеза необходимых для его размножения белков [6]. Инфицированная фагом бактериальная клетка послушно воспроизводит всё, что закодировано в геноме вируса, чтобы его потомство собрало свою оболочку из готовых строительных блоков. Если в геном фага-прародителя исследователем внедрена нуклеотидная последовательность, кодирующая нужный пептид, у его потомства на поверхности вирусной частицы появляется несколько копий гибридного капсидного белка, состоящего из собственной полипептидной цепи и фрагмента антитела. Множество бактериофагов, на поверхности которых представлены случайные фрагменты антител, называется фаговой библиотекой (рис. 2).

Создание библиотек антител

Рисунок 2. Создание синтетических и природных библиотек антител. За основу библиотеки берутся нуклеотидные последовательности вариабельных доменов антител (иммуноглобулинов, Ig), природные или синтетические. Далее их случайным образом комбинируют, и в результате образуется множество фрагментов антител, на основе которых можно создать фаговую библиотеку [8].

В современных библиотеках репертуар антител может достигать 10 миллиардов уникальных вариантов [7]. Как же выбрать из этого разнообразия всего несколько молекул, специфичных к одному-единственному антигену? В случае дисплейной библиотеки вирусные частицы работают «библиотекарями», а «читателями» становятся бактериальные клетки. Если бы поиск книг в обычной библиотеке осуществлялся так же, как антител в дисплейной, выглядело бы это весьма необычно. Допустим, перед нами стоит задача выбрать все книги об интересующем нас предмете из библиотеки, в которой находится 10 миллиардов книг: исторические, художественные, сказки, любовные романы в ярких обложках... Для поиска в дисплейной библиотеке не нужно путаться в карточках и заполнять заявку, а нужно всего лишь принести с собой сам этот предмет! И тогда к нему (антигену) тут же начнут подходить библиотекари (фаги) с книгами в руках. Специфичные книги (антитела), которые написаны только о том, что мы принесли с собой, «приклеятся» к антигену намертво, а те, в которых о предмете упоминается вскользь, можно будет без труда унести обратно на полку. После того как с помощью антигена (предмета) были найдены наиболее специфичные молекулы (книги), они передаются бактериям-«читателям». «Читатели» оказываются настолько добросовестными, что не только воспринимают информацию, но и многократно копируют ее. Отбор фагов с фрагментами антител, специфичных к антигену, называется селекцией (рис. 3).

Схема селекции

Рисунок 3. Схема селекции. Создание фаговой библиотеки из синтетического или природного источника предполагает образование структур, объединяющих в себе как нуклеотидные, так и аминокислотные последовательности фрагмента антитела (генотип-фенотип-структура). Затем обеспечивается контакт с антигеном (привязанным к пластику дисплейной библиотеки), который специфически связывается с определенными фрагментами антител, экспонированными на фаговой частице.

Обычно проводится 3–4 раунда селекции, в результате чего отбирается ДНК уже сравнительно небольшого количества фагов, и на ее основе в бактериальных клетках нарабатываются фрагменты антител для дальнейшего анализа. По источнику материала дисплейные библиотеки можно разделить на три группы.

  1. Библиотеки на основе ДНК иммунных клеток здоровых людей называются наивными. Раз люди-доноры здоровы, значит, их иммунным клеткам не доводилось сражаться с по-настоящему опасными антигенами. Как любого, кто не решал серьезных жизненных проблем, их называют наивными.
  2. Сфокусированные библиотеки создаются из клеток иммунизированного животного. В этом случае иммунной системе животного приходится потрудиться, ведь в течение нескольких недель ее регулярно атакуют, заставляя вырабатывать поликлональные антитела. Антиген, который вводят исследователи, оказывается в фокусе внимания иммунной системы животного, что увеличивает число вариантов антител к нужному антигену.
  3. Синтетические библиотеки состоят из генов, синтезированных искусственно [8].

Каждый из перечисленных видов библиотек имеет свои достоинства и недостатки. Например, синтетические библиотеки базируются на небольшом количестве структур вариабельных доменов антител, поэтому работать с ними гораздо проще, чем с природными, которые содержат разнообразные по термодинамическим и экспрессионным характеристикам последовательности. Зато при использовании вариантов из природных библиотек ниже вероятность развития иммунного ответа [9].

Полученные таким способом молекулы можно подвергнуть изменениям, совершенствуя их свойства. Кроме того, из одного и того же фрагмента антитела можно создать целый ряд терапевтических агентов. В зависимости от цели терапии его можно связать с токсином (например, для борьбы с опухолью), с цитокином (для адресной доставки к больному месту) или с другим фрагментом-помощником, даже с радионуклидом.

Успех современной фармакологии во многом зависит от развития таких областей науки, как молекулярная биология, биоинформатика и генная инженерия. Благодаря этим дисциплинам стало возможным синтезировать нужные последовательности ДНК, комбинировать и изменять их, а также получать животные белки в бактериальных системах. Несомненным достоинством современных технологий является то, что с их помощью можно не только получать аналоги уже существующих антител, но и создавать совершенно новые [7].

Рано праздновать победу!

Несмотря на все преимущества антител перед малыми молекулами, с их применением возникли проблемы. В 2004 году было обнаружено, что в нескольких случаях прием инфликсимаба (ремикейда, Remicade) — противовоспалительных моноклональных антител — сопровождался развитием у пациентов лимфом. В мае 2006 года в журнале Американской медицинской ассоциации (JAMA) опубликовали данные, что ремикейд усиливает риск развития рака в три раза [10]. В июне 2008 года FDA сообщило о возможной связи развития лимфом и других видов опухолей у детей и подростков с приемом ремикейда.

Установлено увеличение риска смертельного исхода у онкологических больных при приеме авастина (2,5%) — блокатора фактора роста эндотелия (VEGF) — по сравнению с использованием только химиотерапии (1,7%). Дело в том, что сам по себе Avastin (бевацизумаб) не взаимодействует с раковыми клетками. Он блокирует фактор роста эндотелия (клеток выстилки сосудов), который выделяет опухоль, чтобы создать вокруг себя больше кровеносных сосудов для интенсивного питания. Опухоль выделяет такой же VEGF, как и другие, здоровые части организма, поэтому блокирование роста определенной доли нужных организму сосудов (например, сосудов для питания сердца) оказывается неизбежным. Таким образом, в случае применения авастина повышение смертности пациентов связано не с основным заболеванием, а с сердечной недостаточностью [10].

Развитие подобных побочных эффектов предсказуемо. Живой организм — очень сложная система, и вмешательство, направленное на одну его часть, влечет за собой изменения в других. Поэтому даже с появлением такого тонкого инструмента, как терапевтические антитела, нельзя говорить об изобретении «идеального лекарства».

Современные протоколы уже основаны на комбинированном подходе к лечению, включая вакцины, химиотерапию и моноклональные антитела. Исследователям еще предстоит разработать такие препараты и схемы терапии, которые обеспечат эффективное и безопасное лечение пациентов.

Рисунки предоставлены российской биофармацевтической компанией «Антерикс».

  1. Драг-дизайн: как в современном мире создаются новые лекарства;
  2. Как распознать рак при помощи биомаркеров?;
  3. Моноклональные антитела;
  4. Попов Н.Н. Клиническая иммунология и аллергология. М.: Реинфор, 2004. — 524 с.;
  5. Ильичев А.А., Миненкова О.О., Татьков С.И., Карпышев Н.Н., Ерошкин A.M., Петренко В.А., Сандахчиев Л.С. (1989). Получение жизнеспособного варианта фага М13 со встроенным чужеродным пептидом в основной белок оболочки. Докл. АН СССР. 307 (2), 481–483;
  6. Вирусы-платформы: яд во благо;
  7. Rothe C., Urlinger S., Löhning C., Prassler J., Stark Y., Jäger U. et al. (2008). The human combinatorial antibody library HuCAL GOLD combines diversification of all six CDRs according to the natural immune system with a novel display method for efficient selection of high-affinity antibodies. J. Mol. Biol. 376, 1182–1200;
  8. Lee C.V., Liang W.C., Dennis M.S., Eigenbrot C., Sidhu S.S., Fuh G. (2004). High-affinity human antibodies from phage-displayed synthetic Fab libraries with a single framework scaffold. J. Mol. Biol. 340, 1073–1093;
  9. Lonberg N. (2005). Human antibodies from transgenic animals. Nat. Biotech. 23, 1117–1125;
  10. Иванов А.А. и Белецкий И.П. (2011). Терапия моноклональными антителами — панацея или паллиатив? Ремедиум. 3, 12–16..

biomolecula.ru

ІІ. Препараты, содержащие антитела.

Поиск Лекций

Препараты, содержащие готовые антитела (сыворотки, иммуноглобулины), широко применяют для определения вида или типа возбудителя, выделенного от больного или бактерионосителя.

Агглютинирующие сыворотки готовят на биофабрике путем иммунизации животного сначала убитыми микробами, затем живыми. Сыворотка, полученная от животного, иммунизированного таким способом, называется гипериммунной. Титр антител в сыворотке иммунизированного животного определяют с помощью реакции агглютинации по типу Видаля. Если титр антител высокий, у животного берут кровь, получают сыворотку, определяют снова титр антител и сыворотку разливают в ампулы. Выпускают сыворотки в жидком и сухом виде. Агглютинирующие сыворотки применяют для постановки орниентировочной и развернутой реакции агглютинации.

Кроме нативных агглютинирующих сывороток выпускают адсорбированные сыворотки. Специфические адсорбированные сыворотки получают из нативных сывороток, из которых неспецифические и групповые антитела удаляют с помощью реакции Кастеллани. В качестве адсорбента применяют живые и убитые бактерии. Сыворотки, из которых удалены неспецифические и групповые антитела, называют монорецепторными. Реакцию агглютинации с монорецепторными сыворотками ставят на стекле. Это дает возможность быстро и довольно точно определять вид и тип возбудителя инфекционного заболевания.

Агглютинирующая сыворотка против бактерий рода Шигелла – сыворотка кролика, иммунизированного убитыми и живыми типичными шигеллами. Предназначена для идентификации дизентерийных баткрий с помощью развернутой реакции агглютинации.

Агглютинирующая холерная О-сыворотка – сыворотка, полученная из крови кроликов или лошадей, гипериммунизированых О-антигеном холерных вибрионов. Выпускают в сухом виде. Перед применением растворяют в 1 мл дистиллированной воды и готовят разведения до титра указанного на ампуле.

Агглютинирующая сальмонеллезная сыворотка используется для постановки ориентировочной реакции на стекле и развернутой реакции агглютинации для серологической идентификации бактерий рода сальмонелл.

Туляремийная диагностическая сыворотка предназначена для идентификации туляремийных микробов. Приготовлена из крови лошадей, баранов или кроликов, иммунизированных туляремийными микробами. Исследуемая культура считается возбудителем туляремии, если она агглютинируется до титра или до двух третей титра, указанного на ампуле.

Бруцеллезная агглютинирующая сыворотка – предназначена для идентификации бруцелл и стандартизации бруцеллезных диагностикумов. Получают путем гипериммунизации крупного рогатого скота типичными штаммами бруцелл. Сыворотку выпускают в высушенном состоянии.

Лептоспирозная диагностическая сыворотка применяется для контроля серологических свойств производственных штаммов и для идентификации патогенных культур лептоспир, выделенных при лептоспирозных заболеваниях человека и животных или из внешней среды. Реакцию учитывают под микроскопом в темном поле зрения.

Аденогруппоспецифическая сыворотка представляет собой лиофиллизированную сыворотку крови лошадей, в которой находятся комплементсвязывающие антитела к растворимому групповому антигену аденовирусов. Применяют в РСК для идентификации аденовирусов, выделенных из различного материала.

Преципитирующие сыворотки применяют для постановки реакции преципитации с целью диагностики некоторых инфекционных заболеваний, а также для определения видовой принадлежности белка в судебно-медицинской практике, определения фальсификации продуктов и т.д. Преципитирующие сыворотки готовят путем иммунизации животных убитыми или живыми микробами, экстрактами, лизатами, полученными из них, а также различными чужеродными белками животного и растительного происхождения.

Гемолитическая сыворотка – сыворотка крови кролика, иммунизированного отмытыми эритроцитами барана. Применяется в качестве индикатора в реакции связывания комплемента. После иммунизации животного определяют титр сыворотки.

Противоботулинические типоспецифические сыворотки типов А, В, С, Е применяют для обнаружения ботулинического токсина в промывных водах желудка, крови, моче, испражнениях больного, в различных органах трупов, в пищевых продуктах, в воде, в фураже, силосе и других объектах с помощью реакции нейтрализации токсина противоботулиническими антитоксическими сыворотками. Опыт ставят на белых мышах и морских свинках.

Антитоксин диагностический дифтерийный – препарат, изготовленный из сыворотки крови лошадей, гипериммунизированных дифтерийным анатоксином. Сыворотку животного очищают и концентрируют с помощью ферментолиза и специфической иммуносорбции, разливают в ампулы и сушат в вакууме из замороженного состояния. Применяют для определения токсигенности дифтерийных бактерий. С этой целью полоски фильтровальной бумаги смачивают антитоксином и наносят на поверхность питательной среды. Испытуемые культуры засевают в виде бляшек по обе стороны полоски. Контролем служит заведомо токсигенный штамм, который засевают между испытуемыми культурами. Результат учитывают через 24-46 часов. Испытуемая культура считается токсигенной при образовании флоккулята, слившегося с флоккулятом контрольных штаммов. Нетоксигенные культуры не дают никаких видимых следов флоккуляции.

Люминесцирующие сыворотки (антитела) применяют для экспресс-диагностики многих инфекционных заболеваний. С их помощью выявляют бактерии, риккетсии, простейшие и вирусы в различных препаратах, в том числе и приготовленных из срезов тканей. Этот метод основан на специфической иммунной реакции между антигеном и флюоресцирующими антителами. Препарат готовят из исследуемого материала и обрабатывают его люминесцирующей сывороткой. После этого исследуют в люминесцентном микроскопе. Люминесцирующие сыворотки готовят из соответствующих иммунных агглютинирующих и преципитирующих сывороток, из которых извлекают методом высаливания сернокислым аммонием глобулиновую фракцию и полученные глобулины обрабатывают флюорохромами. Иммунные гамма-глобулины, обработанные флюорохромами, приобретают способность люминесцировать в ультрафиолетовых лучах. Поэтому бактерии, простейшие, вирусы и другие микроорганизмы,, на которых фиксировались соответствующие антитела, светятся, выделяясь на фоне посторонней микрофлоры, и могут быть точно идентифицированы.

Принцип меченных антител положен в основу разработки радиоиммунного (РИА) и иммуноферментного (ИФА) анализа. В первом случае используют антитела, меченные радиоактивным йодом, во втором – пероксидазой хрена или щелочной фосфатазой. Эти методы применяют для определения вирусных антигенов и обнаружения противовирусных антител. Наибольшее распространение получила твердофазная модификация РИА и ИФА, суть которой основана на способности антигенов и антител сорбироваться на поверхности какого-либо материала. В качестве твердой фазы используют пробирки, пластины для титрования, шарики из поливинила, полипропилена или полистирола. При определении антигена применяют известные антитела, а при выявлении антител – известный антиген.

Люминесцирующие дизентерийные антитела Зонне применяют для идентификации возбудителя дизентерии Зонне прямым иммунолюминесцентным методом В препаратах из первичных посевов, чистых и смешанных культур, из воды, смывов с поверхности предметов, содержащих возбудителями дизентерии Зонне, сыворотка сообщает бактериям яркое специфическое свечение.

Люминесцирующие холерные антитела – глобулиновые фракции холерной агглютинирующей О-сыворотки. Предназначены для быстрого обнаружения в объектах внешней среды, в материале, полученном от больных, трупов и других источников холерных вибрионов.

Люминесцирующие противочумные антитела – представляют собой меченые флуоресцеинизотиоцианатом глобулиновые фракции противочумных диагностических сывороток (агглютинирующих и преципитирующих) и предназначены для обнаружения и быстрой идентификации бактерий чумы в препаратах-мзках, приготовленных от больного, из трупов, переносчиком и из объектов внешней среды. Для диагностических целей применяют антитела двух типов: а) капсульно-соматические, которые специфически окрашивают микробов чумы и псевдотуберкулеза у грызунов и б) антитела против фракции І, которые позволяют идентифицировать их от микробов псевдотуберкулеза грызунов.

Люминесцирующая сибиреязвенная сыворотка предназначена для выявления возбудителя сибирской язвы прямым люминесцентно-серологическим методом. Она выделяет бескапсульные вегетативные клетки используют адсорбированные сибиреязвенные люминесцирующие сыворотки.

Люминесцирующая туляремийная сыворотка применяется для выявления гомологичных бактерий в препаратах-мазках, приготовленных из чистых и смешанных культур, мазках-отпечатках из органов животных и других препаратов.

Люминесцирующие бруцеллезные антитела применяют для обнаружения бруцелл в препаратах-мазках, приготовленных из крови, костного мозга, биопробного материала, из объектов внешней среды. Препарат позволяет выявить бруцеллы всех трех видов.

Тест-система иммуноферментная для определения антител к вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ) предназначена для обследования сывороток крови доноров на отсутствие антител к ВИЧ и для серологической диагностики у лиц, подозреваемых на СПИД. В состав тест-системы входит 9 компонентов. Основными компонентами являются: концентрированный очищенный антиген ВИЧ, сорбированный на поверхности лунок полистироловых планшетов, антитела против иммуноглобулинов человека, меченные пероксидазой, субстрат – ортофенилендиамин (ОФД) и контрольные сыворотки.

В лунки планшета вносят исследуемую сыворотку крови человека. Если в ней имеются антитела к ВИЧ, образуется комплекс антиген-антитело. Образовавшийся комплекс выявляют с помощью диагностических антител против иммуноглобулинов человека, меченых пероксидазой хрена и по изменению цвета субстрата-ортофенилендиамина, дополнительно вносимого в лунки.

poisk-ru.ru


Смотрите также