Моноклональные антитела в иммуннологии

Одним из основных достижений биотехнологии в области медицины является создание новых высокоэффективных  лекарственных препаратов с использованием методов генной инженерии. Это в  полной мере касается лекарственных  средств, разработанных на основе генно-инженерных моноклональных антител (МкАТ). Создание лекарственных препаратов на основе антител (АТ), специфичных к определенным антигенам (АГ), является перспективным, поскольку иммунная защита организма во многом обусловлена его способностью синтезировать АТ в ответ на чужеродные АГ и удалять их из организма. Обычно Th2-зависимый иммунный ответ, при котором основным действующим началом, определяющим специфичность механизмов защиты, являются гуморальные АТ, развивается на микроорганизмы или их токсины при их внеклеточной локализации. При лечении патологии, вызываемой подобными инфекционными агентами, успешно используют препараты иммуноглобулинов, обогащенных специфическими АТ.

 

Препараты АТ, полученные при  иммунизации животных, даже при использовании  современных способов выделения  и очистки имеют ограниченные возможности применения, поскольку  содержат АТ различной специфичности, а также из-за большого числа побочных эффектов за счет гетерологичных белков.

 

Введение

Препараты иммуноглобулинов человека не являются чужеродными для  человеческого организма. Их получают из смеси сывороток крови здоровых доноров (не менее чем от 5000 доноров), используя в производстве усовершенствованные  технологии – частичное расщепление  протеолитическими ферментами, восстановление и алкилирование, обработку сольвентдетергентами, хроматографическую очистку, фильтрацию, ультрафильтрацию и т.д. Использование современных высокоэффективных методов выделения и очистки позволяет снизить возможность развития побочных реакций на препараты иммуноглобулинов. Однако получение широкого спектра специфических АТ в препаратах иммуноглобулинов человека, а также получение достаточного количества АТ необходимой специфичности значительно ограничены, кроме того, не исключена возможность контаминации препаратов инфекционными агентами.

 

Разработка технологии получения  МкАТ с использованием методов генной инженерии дает возможность реализации терапевтического потенциала лекарственных препаратов на основе АТ.

 

Препараты МкАТ, характеризующиеся высокой специфичностью, стандартностью и технологичностью получения, при определенных клинических показаниях часто способны успешно заменить иммунные сыворотки и препараты иммуноглобулинов.

Источником получения  МкАТ являются клонированные клетки или организм животного. АТ могут быть получены путем использования иммортализованных («бессмертных») В-лимфоцитов в перевиваемой культуре клеток, либо путем использования клеточных линий, полученных на основе технологии рекомбинантной ДНК.

 

МкАТ характеризуются постоянством физико-химических свойств, высокой специфичностью, направленностью к строго определенной детерминанте АГ, секретируются одним клоном антителообразующих клеток или клетками гибридом. Получение рекомбинантных препаратов значительно дешевле, чем получение препаратов из другого биологического сырья, они оказывают меньше побочных эффектов, их специфическая фармацевтическая активность выше, однако возможно формирование АТ против рекомбинантных иммуноглобулинов, имеющих антигенные характеристики мышиных АТ (HAMA-ответ, Human Anti-Mouse Antibody).

 

Для снижения чужеродности МкАТ используют молекулярно-генетическую технологию, которая позволяет приблизить структуру МкАТ к структуре иммуноглобулина человека. С помощью данной технологии создают генетические комплексы, в которых ген, кодирующий вариабельный домен иммуноглобулина мышиных МкАТ (V-ген), объединен с геном, кодирующим константный домен иммуноглобулина человека нужного изотипа (С-ген). При этом специфичность АТ определяется генами мыши, а их антигенная характеристика, в значительной степени, – генами человека. На основе данной технологии разработаны химерные и гуманизированные МкАТ

 

• Препараты МкАТ, используемые в трансплантологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• В химерных МкАТ вариабельные домены тяжелых и легких цепей иммуноглобулина человека замещены соответствующими доменами иммуноглобулина мыши или крысы, которые и определяют требуемую антигенную специфичность АТ.

 

• В гуманизированных МкАТ участки, определяющие комплементарное связывание антигена (CDRs), т.е. три короткие гипервариабельные последовательности вариабельных доменов каждой цепи иммуноглобулина имеют мышиное (или другое) происхождение, они встроены в вариабельный домен иммуноглобулина человека. Гуманизированные МкАТ содержат минимум последовательностей грызунов.

• Препараты МкАТ, используемые при лечении инфекционных, аллергических и других заболеваний

 

В настоящее время лекарственные  препараты МкАТ по объему производства занимают на мировом фармацевтическом рынке второе место после вакцин. 80% препаратов МкАТ используется в онкологии. Механизмы действия МкАТ на клетки-мишени очень многообразны, среди них — включение каскада иммунных реакций, приводящих к гибели клеток злокачественных опухолей через иммуноопосредованную (антитело- и комплементзависимую) цитотоксичность, стимуляция фагоцитоза опухолевых клеток, индукция программы апоптоза клеток, блокада каскада сигнальной системы при взаимодействии с рецепторами фактора роста на опухолевых клетках и подавление процессов сигнальной трансдукции, подавление формирования новых сосудов в опухолевых образованиях и за счет этого ингибиция их роста, блокада рецепторов, а также подавление развития патологического процесса за счет связывания МкАТ с определенными детерминантами иммунокомпетентных клеток, провоспалительных цитокинов или их рецепторов [3, 5—8].

Уникальные антитела были созданы командой исследователей, включающей специалистов из Мемориального  Онкологического центра Слоан — Кеттеринга (США) и сотрудников фармацевтической компании Eureka Therapeutics. В отличие от других терапевтических антител, способных связываться только с белками на поверхности раковых клеток, антитела ESK1 нацелены на белок WT1, находящийся внутри клеток. Протеин WT1 поддерживает формирование многих видов рака, включая лейкемию, миелому, рак молочной железы, яичников и др. Кроме того, он обнаружен лишь в нескольких типах здоровых клеток. Это означает, что снижается возможность вредных побочных эффектов от препаратов, нацеленных на WT1. До сих пор не было возможности создать небольшие лекарственные молекулы, препятствующие функции белка.

Новое исследование доказывает, что можно использовать моноклональные антитела, которые будут распознавать белок внутри онкоклеток и разрушать их. ESK1 было разработано, чтобы имитировать функции Т-клеточного рецептора, ключевого компонента иммунной системы. Т-клетки имеют рецепторную систему, способную распознавать белки, находящиеся внутри клеток. Эти белки расщепляются в рамках регулярных клеточных процессов, и молекула под названием HLA доставляет фрагменты белков (пептиды) на поверхность клетки. Когда Т-клетки распознают определенные пептиды, как ненормальные, они убивают больные клетки.

 

Разработчики в ходе экспериментов  выяснили, что ESK1 способен в одиночку зафиксировать пептиды WT1 и убить  раковые клетки «в пробирке» и  на мышиных моделях для двух различных  типов лейкемии человека. Как отмечает ведущий автор статьи доктор Шайнберг, такая хорошая работа антител удивила ученых. Первоначально они предполагали, что придется использовать антитела в качестве носителя для доставки лекарств или включить дополнительное радиоактивное облучение, чтобы убить клетки. Но, как оказалось, в этом нет необходимости. Перед тем, как начнется тестирование ESK1 на пациентах — людях, нужно провести дополнительные исследования. Но моноклональные антитела были изначально разработаны, как человеческие, и это может сократить время перемещения препаратов из лабораторий в больницы. Возможно, клинические испытания начнутся уже через год.

1. Авдеева Ж.И., Алпатова Н.А., Волкова Р.А. и др. Требования к производству и контролю препаратов на основе моноклональных антител, применяемых для лечения // Биопрепараты. – 2010. — № 4. – С. 11—14.
2. Белозеров А.П. Лекарственные препараты гуманизированных антител // «Провизор». – 2007. – вып. 20.
3. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. СПб: ООО «Изд-во Фолиант». – 2008. – 552 с.
4. Насонов Е.Л. Фактор некроза опухоли-? — новая мишень для противовоспалительной терапии ревматоидного артрита // Русский медицинский журнал. – 2000. — № 8 (17). – С. 718—722.
5. Ярилин А.А. Иммунология. М.: Из-во «ГЭОТАР?-Медиа». – 2010. — 752 с.
6. Baselga J. Targeting the epidermal growth factor receptor: a clinical reality // J. Clin. Oncol. – 2001. – V. 19 (18 suppl). – P. 41—44.
7. Beutler B.A. The role of tumor necrosis factor in health and disease // J. Rheumatol. —1999. – V. 26 (Suppl. 57). – P. 16—21.
8. Breedveld F. Therapeutic monoclonal antibodies // Lancet.— 2000. — V. 355. — P.735—740.
9. Maini R.N., Taylor P.C. Anti-cytokine therapy for rheumatoid arthritis // Annu. Rev. Med. – 2000. — № 51. – P. 207—209.
10. Markham A., Lamb H.M. Infliximab. A review of its use in the management of rheumatoid arthritis // Drug. – 2000. – V. 59. – Р. 1341—1359.
11. Vogel C.L., Cobleigh M.A., Tripathy D., et al. Efficacy and safety of Trastuzumab as a single agent in firstline treatment of HER-2 overexpressing metastatic breast cancer (HER2+/MBC) // J. Clin. Oncol. – 2002. – № 3. – Р. 719—726.

 

Список  литературы: