Przeciwciała monoklonalne - historia odkrycia i zatosowanie we współczesnej nauce :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Przeciwciała monoklonalne - leki przyszłości

Punkt zwrotny w badaniach nad przeciwciałami choroby szalonych krów

Badania rzucają światło na sposób działania naturalnych komórek zabijających

Zaproszenie do składania wniosków o finansowanie działań zmierzających do zmiany na inne formy transportu, działań katalitycznych, działań związanych z autostradami morskimi, działań zw

WUM będzie współpracować z instytutem w Kajetanach

Co raz częściej słyszymy o nowych lekach z grupy przeciwciał monoklonalnych mających zastosowanie w chorobach nowotworowych. Z kolei dla badaczy stały się niezbędnym narzędziem w poznaniu biologii komórki i w onkologii. Są również niezwykle wartościowe w diagnostyce laboratoryjnej. Jaka jest historia ich odkrycia i co mogą wnieść do współczesnej nauki?

Przeciwciała monoklonalne (mAb, ang. monoclonal antibodies) otrzymano po raz pierwszy w 1975 r. Dokonali tego Cesar Milstein i Georges Koehler. Za swe odkrycie badacze zostali uhonorowani Nagrodą Nobla w 1984 r. C. Milstein (1927-2002) interesował się początkowo enzymologią pracując na Wydziale Biochemii Uniwersytetu Cambridge. Miał tam okazję współpracować z biochemikiem F. Sangerem - dwukrotnym noblistą. Wkróce został dyrektorem Head of the Division of Protein Chemistry w nowo powstałym Laboratorium Biologii Molekularnej i swoją karierę naukową związał z immunologią. Miał okazję po raz kolejny współpracować z Sangerem. Milstein samodzielnie dokonał wiele zmian i odkryć i przyczynił się do rozwoju technologi tworzenia przeciwciał monoklonalnych.
Georges Koehler (1946-1995) był niemieckim immunologiem, współpracował z Milsteinem na Uniwersytecie w Cambridge. Od 1976 r. był pracownikiem naukowym Instytutu Naukowego w Bazylei (Szwajcaria), następnie od 1984 r. do śmierci pełnił stanowisko dyrektora Instytutu Immunologii im. Maxa Plancka we Fryburgu Bryzgowijskim.
Przeciwciała monoklonalne wykazują jednakową swoistość względem danego antygenu i ewentualnie takie samo lub podobne powinowactwo. Nazwa wywodzi się stąd, że wszystkie takie przeciwciała są otrzymywane z jednego klonu limfocytów B. Są one współcześnie stosowane w diagnostyce, metodach badawczych, medycynie.

Otrzymywanie
Klasyczna metoda produkcji przeciwciał monoklonalnych polega na fuzji komórek szpiczakowych z limfocytami B o pożądanej swoistości. Idea takiego działania wiąże się z połączeniem komórki nowotworowej (obdarzonej zdolnością do nieograniczonej liczby podziałów) i dostarczającej rybosomów z limfocytem B o danej swoistości.
Limfocyty B są pozyskiwane od myszy wcześniej immunizowanych. Zakłada się, że komórka hybryda będzie wykazywać swoistość limfocytu B, a nie komórki szpiczakowej. W tym celu stosuje się szczególną metodę selekcji opartą na różnicach w pożywkach stosowanych w hodowli i różnicach biochemicznych samych hodowli.

Rodzaje mAb
Mimo, że przeciwciała monoklonalne mają co raz większy zakres zastosowań to należy podkreślić, że otrzymuje się je poprzez eksperymenty na komórkach mysich. Wobec tego faktu pierwsze mAb podawane ludziom wywoływały krótkotrwałe odpowiedzi immunologiczne, którym towarzyszyły wielorakie działania niepożądane. W pewnym stopniu pokonano te barierę opracowując nowsze metody produkcji i ulepszania ich właściwości. Klasyczne przeciwciała monoklonalne to rodzaj przeciwciał, które nie podlegają dalszym modyfikacjom; budowa ich jest taka sama jak w przypadku normalnych, poliklonalnych przeciwciał. Możliwe jest także tworzenie innych rodzajów przeciwciał poprzez sprzęganie z toksynami (immunotoksyny), lekami (np: cytostatykami), radioizotopami. Zwiększa to skuteczność przeciwciał chociażby w terapii przeciwnowotworowej. Istnieją również przeciwciała o podwójnej swoistości, reagujące z 2 antygenami. Jest to możliwe dzięki połączeniu 2 kompletnych przeciwciał monoklonalnych, ich części Fab albo też połączeniu ich różnych łańcuchów ciężkich z różnymi łańcuchami lekkimi. Wtedy też jedna część przeciwciała łączy się z antygenem nowotworowym, druga część zaś z receptorem limfocyta T cytotoksycznego co stymuluje mechanizm zabicia komórki nowotworowej. Jednak najważniejszą i najbardziej rozpowszechnioną wersję stanowią przeciwciała chimeryczne i humanizowane (tzw. "uczłowieczone"). W przeciwciałach chimerycznych większość stanowi komponenta ludzka, natomiast część zmienna lub jej najważniejsze fragmenty jest pochodzenia mysiego. Jeśli wymianie podlegają tylko regiony hiperzmienne to mamy do czynienia z przeciwciałami humanizowanymi. Manipulacje takie zmniejszają efekty uboczne. Interesującą możliwość dają abzymy. Są one przeciwciałami o właściwościach katalitycznych. Jednak są mniej efektywne w swoim działaniu od enzymów. Prawdopodobnie znajdą zastosowanie w katalizie niespotykanych w przyrodzie reakcji. Ostatni ze znanych rodzajów stanowią przeciwciała antygenizowane. Otrzymywane przez zastąpienie trzeciego regionu hiperzmiennego epitopem danego antygenu powodują silniejszą odpowiedź immunologiczną. Nie wiadomo dlaczego się tak dzieje.

Zastosowanie
- terapia nowotworów - przeciwciała monoklonalne stanowią przyszłość onkologii.
W 1997 r. amerykańska FDA zarejestrowała pierwsze przeciwciało monoklonalne - rituksimab, które znalazło zastosowanie w leczeniu chłoniaków nieziarniczych wywodzących się z limfocytów B. We współczesnej hematologii przeciwciała monoklonalne stają się standardem. Z ważniejszych można wymienić także trastuzumab (w rozlanym raku piersi), cetuksimab i bewacizumab (w zaawansowanym raku jelita grubego), imatinib (w tzw. GIST i innych chorobach nowotworowych) oraz wiele innych, także tych nowo odkrywanych.
- immunosupresja w transplantologii
- w chorobach zapalnych (np: RZS)
- blokowanie krzepnięcia krwi
- neutralizacja toksyn
- diagnostyka laboratoryjna (podstawa testów diagnostycznych ELISA i RIA; m.in. w diagnostyce HIV)
- oczyszczanie różnych substancji
- badania naukowe - selekcja i liczenie komórek (np. cytometria przepływowa), badanie różnorodnych białek komórkowych

Problemy
Mimo wielu zalet mAb ich użycie w medycynie sprawia pewne problemy.
Są to:
- trudności w pozyskiwaniu i hodowli linii
- etyczne przeszkody w immunizacji ludzi
- przypadkowe uszkodzenia innych komórek przy działaniu przeciwciał sprzężonych z innymi związkami chemicznymi
- powolna migracja do tkanek z powodu dużej masy cząsteczkowej
- duże nakłady finansowe w celu wyprodukowania i stąd wysoka cena

Mimo tego szacuje się, że na dzień dzisiejszy mAb stanowią ok. 25% wszystkich opracowywanych leków biotechnologicznych. Należy zaznaczyć, że nowe, tańsze metody otrzymywania i ulepszania przeciwciał monoklonalnych spowodują stopniową rewolucję w medycynie i współczesnych badaniach naukowych. Ten kto opracowałby tanią i etyczną drogę otrzymywania w pełni ludzkich przeciwciał monoklonalnych z pewnością mógłby liczyć na wielki prestiż naukowy i być może Nagrodę Nobla.

Źródła:
Wikipedia
Puls Medycyny
Biotechnologia

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Przeciwciała monoklonalne (mAb ang. Monoclonal AntiBodies) zbiór przeciwciał, które wykazują jednakową swoistość względem danego antygenu i ewentualnie takie samo lub podobne powinowactwo. Nazwa wywodzi się stąd, że wszystkie takie przeciwciała są otrzymywane z jednego klonu limfocytów B. Przeciwieństwem przeciwciał monoklonalnych są przeciwciała poliklonalne, czyli takie, które wiążą różne antygeny i względem tego samego antygenu wykazują różne powinowactwo. Analogicznie: surowica zawierająca przeciwciała monoklonalne to surowica monoklonalna, zaś surowica zawierająca przeciwciała poliklonalne to surowica poliklonalna. pełny tekst

Efalizumab rekombinowane humanizowane przeciwciało monoklonalne skierowane przeciw podjednostce cząsteczki adhezyjnej LFA-1 - CD11a. Lek podawany jest w postaci wstrzyknięć podskórnych i wywiera działanie immunosupresyjne. pełny tekst

Trastuzumab (nazwa handlowa: Herceptin) rekombinowane, humanizowane przeciwciało monoklonalne IgG1, łączące się wybiórczo z receptorem ludzkiego naskórkowego czynnika wzrostu typu 2 (Human Growth Factor Receptor - HER2). Preparat jest stosowany do leczenia przypadków raka piersi z przerzutami, w których stwierdzono nadekspresję HER2. W kombinacji z innymi chemoterapeutykami istotnie zmniejsza ryzyko nawrotu choroby i stopień odpowiedzi na leczenie. Kontrowersje wzbudzają jednak duże koszty takiej terapii (dochodzące do 100,000 USD rocznie). pełny tekst

Georges Jean Franz Köhler (ur. 17 marca 1946 w Monachium, zm. 1 marca 1995 we Fryburgu Bryzgowijskim) niemiecki biolog. W 1984 wspólnie z Césarem Milsteinem i Nielsem K. Jerne zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny za odkrycie mechanizmu powstawania przeciwciał monoklonalnych oraz inne badania układu odpornościowego. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".