O que são anticorpos Camelid?

By Deepthi Sathyajith, M.Pharm.Reviewed by Dr. Tomislav Meštrović, MD, Ph.D.D.

Anticorpos camelídeos de domínio único (também conhecidos como nanoborpos ou VHHs) são derivados da família Camelidae de mamíferos como as lhamas, camelos e alpacas. Ao contrário de outros anticorpos, os anticorpos camelídeos não possuem uma cadeia leve e são compostos de duas cadeias pesadas idênticas.

Crédito por Imagem: Rickyd /

A estrutura única destes anticorpos de cadeia pesada (HCAbs) despertou o interesse de vários pesquisadores para sua aplicação em vários campos científicos e terapêuticos – tais como imagens celulares in vivo e terapêutica de anticorpos na terapia do câncer.

Descoberta de anticorpos de camelídeo

Anticorpos de camelídeo foram descobertos acidentalmente no final dos anos 80 por um grupo de estudantes que trabalhavam no laboratório do Professor Raymond Hamers em Bruxelas, Bélgica. As moléculas de imunoglobulina-G (IgG) total e fracionada isoladas do soro de um camelo dromedário foram analisadas com a intenção de desenvolver um kit serodiagnóstico que pudesse ajudar na detecção de infecção por tripanossomo em búfalos de água e camelos.

Durante a análise, os estudantes perceberam que os anticorpos presentes no camelo não tinham a estrutura usual e continham um domínio HCAb ligado ao antígeno que foi posteriormente nomeado como o domínio VHH. Este VHH é encontrado em um único trecho de aminoácidos e pode reconhecer antígenos que são tão pequenos quanto 12 a 15 kilodaltons (kDa).

A descoberta de anticorpos camelídeos levou ao uso generalizado destes anticorpos na pesquisa biotecnológica, principalmente devido à relativa facilidade com que estes anticorpos podiam ser manipulados. Estão em curso vários estudos pré-clínicos e clínicos, tais como o efeito dos anticorpos camelídeos como reagentes de imagem ou para estudos terapêuticos contra agregação plaquetária, infecção por vírus sincicial respiratório (RSV), toxinas venenosas, artrite reumatóide, mas também como nanoborpos radiolabelados.

Propriedades de anticorpos camelídeos

Anticorpos camelídeos são muito específicos e tendem a apresentar um comportamento monomérico rigoroso, juntamente com uma elevada termoestabilidade e boa solubilidade. Além disso, o seu tamanho relativamente pequeno permite uma engenharia genética fácil, reduzindo assim o custo total de produção.

Estes VHH têm uma boa taxa de penetração nos tecidos e baixa imunogenicidade – portanto, são usados para visar epitopos antigénicos que são de difícil acesso para grandes moléculas (tais como os anticorpos monoclonais convencionais). Esta capacidade dos anticorpos camelídeos de reconhecer epitopos crípticos torna-os ideais como inibidores enzimáticos, ou para o diagnóstico de infecções.

A vida relativamente curta dos anticorpos camelídeos é útil na imagem tumoral de tecidos doentes que requerem uma rápida depuração. A vida útil pode ser aumentada para melhorar o comportamento farmacocinético usando opções como a fusão de VHHs a um grupo de antialbumina ou albumina sérica.

Produção de anticorpos camelídeos

Anticorpos completamente funcionais são produzidos eficientemente apenas em células de mamíferos, e a glicosilação apropriada desses anticorpos é extremamente importante para exercer a atividade terapêutica necessária. Contudo, sistemas de produção microbiana como a Escherichia coli (E. coli), fungos filamentosos ou leveduras são usados para a produção de anticorpos em larga escala e económica.

VHH podem geralmente ser bem produzidos em microrganismos mas o nível de produção depende dos padrões de sequência VHH. Sagt e seus colegas relataram um aumento na produção de VHH em leveduras devido à presença de um potencial local de glicosilação ligado ao N.

Além disso, estudos sobre leveduras de panificação demonstraram que a produção de VHH em leveduras pode ser aumentada em até cinco vezes pela adição de etanol e pela suplementação do meio de crescimento com ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), sorbitol ou casaminoácidos.

Em mais um estudo de pesquisa, houve uma redução na produção de VHH devido à presença de cisteína C-terminal não emparelhada. O embaralhamento do DNA também aumenta a produção de VHH por evolução molecular aleatória.

Usando vários formatos de expressão, os VHHs monovalentes podem ser fundidos geneticamente em dois ou mais VHHs para melhorar a afinidade funcional. Zhang et al desenvolveram anticorpos recombinantes pentamericanos, também conhecidos como pentacorpos, ligando o VHH aos subunidades B de uma E. coli toxina. Esta ligação foi observada como sendo tão forte que resultou na auto-montagem do VHH em um homopententeiro.

Aplicações terapêuticas e pesquisas futuras

Até recentemente, as aplicações terapêuticas dos anticorpos VHH eram limitadas, pois eles não podiam recrutar funções efetoras de anticorpos essenciais (tais como citotoxicidade celular dependente de anticorpos e citólise dependente do complemento) que são necessárias para a correta glicosilação do segundo domínio da constante de cadeia pesada (CH2).

Assim, a produção de anticorpos funcionais só podia ser alcançada em células eucarióticas mais elevadas. Contudo, pesquisas recentes tornaram possível o desenvolvimento de anticorpos funcionais em (P. pastoris). O microorganismo acima mencionado é uma levedura metilotrófica que é conhecida por sua capacidade de produzir proteínas recombinantes em quantidades de gramas em um litro de cultura.

Em conclusão, os VHHs camelídeos são adequados para uma variedade de aplicações terapêuticas, por exemplo, na doença do sono, diarréia infantil causada por rotavírus, febre aftosa, sepse, artrite reumatóide, distúrbios cerebrais, doenças neurodegenerativas, etc. Os VHHs são especialmente eficazes como imunoterapia oral em diarréia devido à sua capacidade de suportar valores extremos de pH.

Recentes esforços de pesquisa estão agora focados no desenvolvimento de nanoborpos que não requerem funções effector e que têm efeitos colaterais mínimos em comparação aos anticorpos convencionais inteiros.

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Escrito por

Deepthi Sathyajith

Deepthi passou grande parte do seu início de carreira a trabalhar como póspesquisadora de doutorado na área da farmacognosia. Ela começou sua carreira na farmacovigilância, onde trabalhou em muitos projetos globais com algumas das principais empresas farmacêuticas do mundo. Deepthi é hoje consultora científica de uma grande empresa farmacêutica e trabalha ocasionalmente com a News-Medical, aplicando a sua experiência a uma vasta gama de disciplinas das ciências da vida.

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