Ce sunt anticorpii de Camelid?

• De Deepthi Sathyajith, M.Pharm.Revizuit de Dr. Tomislav Meštrović, MD, Ph.D.

  Anticorpii cameleidici cu un singur domeniu (cunoscuți și sub numele de nanobodies sau VHH) sunt derivați din familia de mamifere Camelidae, cum ar fi lama, cămila și alpaca. Spre deosebire de alți anticorpi, anticorpii camelidelor nu au un lanț ușor și sunt compuși din două lanțuri grele identice.

  

  Creditul imaginii: Rickyd /

  Structura unică a acestor anticorpi cu lanț greu (HCAbs) a stârnit interesul mai multor cercetători pentru aplicarea lor în diverse domenii științifice și terapeutice – cum ar fi imagistica celulară in vivo și terapia cu anticorpi în terapia cancerului.

  Descoperirea anticorpilor camelizi

  Anticorpii camelizi au fost descoperiți accidental la sfârșitul anilor 1980 de către un grup de studenți care lucrau în laboratorul profesorului Raymond Hamers din Bruxelles, Belgia. Moleculele totale și fracționate de imunoglobulină-G (IgG) izolate din serul unei cămile dromader au fost analizate cu intenția de a dezvolta un kit de serodiagnostic care ar putea ajuta la detectarea infecției cu tripanosomi la bivoli de apă și cămile.

  În timpul analizei, studenții și-au dat seama că anticorpii prezenți la cămilă nu aveau structura obișnuită și conțineau un domeniu de legare a antigenului HCAb, care a fost denumit ulterior domeniu VHH. Acest VHH se găsește pe o singură porțiune de aminoacizi și poate recunoaște antigene care au dimensiuni cuprinse între 12 și 15 kilodaltoni (kDa).

  Descoperirea anticorpilor de camelide a dus la utilizarea pe scară largă a acestor anticorpi în cercetarea biotehnologică, în primul rând datorită ușurinței relative cu care acești anticorpi pot fi manipulați. O serie de studii preclinice și clinice sunt în curs de desfășurare, cum ar fi efectul anticorpilor de camelide ca reactivi de imagistică sau pentru studii terapeutice împotriva agregării plachetare, a infecției cu virusul sincițial respirator (VSR), a toxinelor de venin, a artritei reumatoide, dar și ca nanocorpi radiomarcați.

  Proprietăți ale anticorpilor camelizi

  Anticorpii camelizi sunt foarte specifici și tind să prezinte un comportament monomeric strict, împreună cu o termostabilitate ridicată și o bună solubilitate. În plus, dimensiunea lor relativ mică permite o inginerie genetică ușoară, reducând astfel costul total de producție.

  Aceste VHH au o rată de penetrare bună în țesuturi și o imunogenitate scăzută – prin urmare, sunt utilizate pentru a viza epitopi antigenici care sunt dificil de accesat de către moleculele mari (cum ar fi anticorpii monoclonali convenționali). Această capacitate a anticorpilor camelidelor de a recunoaște epitopi criptici îi face ideali ca inhibitori enzimatici sau pentru diagnosticarea infecțiilor.

  Viața relativ scurtă a anticorpilor camelidelor este utilă în imagistica tumorală a țesuturilor bolnave care necesită o eliminare rapidă. Termenul de valabilitate poate fi mărit pentru a îmbunătăți comportamentul farmacocinetic prin utilizarea unor opțiuni cum ar fi fuzionarea VHH-urilor cu o fracțiune antiserumalbumină sau cu serumalbumină.

  Producția anticorpilor de camelide

  Anticorpii complet funcționali sunt produși în mod eficient numai în celule de mamifere, iar glicozilarea corespunzătoare a acestor anticorpi este extrem de importantă pentru a exercita activitatea terapeutică necesară. Cu toate acestea, sistemele de producție microbiană, cum ar fi Escherichia coli (E. coli), ciupercile filamentoase sau drojdiile, sunt utilizate pentru producerea pe scară largă și economică a anticorpilor.

  În general, VHH pot fi produse bine în microorganisme, dar nivelul de producție depinde de modelele de secvență VHH. Sagt și colegii săi au raportat o creștere a producției de VHH în drojdie datorită prezenței unui potențial situs de glicozilare N-legat.

  Mai mult, studiile asupra drojdiei de panificație au demonstrat că producția de VHH în drojdie poate fi crescută de până la cinci ori prin adăugarea de etanol și prin suplimentarea mediului de creștere cu acid etilendiaminotetraacetic (EDTA), sorbitol sau casaminoacizi.

  Într-un alt studiu de cercetare, a existat o reducere a producției de VHH datorită prezenței cisteinelor C-terminale nepereche. Amestecarea ADN-ului îmbunătățește, de asemenea, producția de VHH prin evoluție moleculară aleatorie.

  Prin utilizarea mai multor formate de expresie, VHH monovalenți pot fi fuzionați genetic în două sau mai multe VHH pentru a îmbunătăți afinitatea funcțională. Zhang et al. au dezvoltat anticorpi recombinanți pentamerici, cunoscuți și sub numele de pentacorpi, prin legarea VHH la subunitățile B ale unei toxine E. coli. S-a observat că această legare a fost atât de puternică încât a dus la autoasamblarea VHH într-un homopentamer.

  Aplicații terapeutice și cercetări viitoare

  Până de curând, aplicațiile terapeutice ale anticorpilor VHH au fost limitate, deoarece aceștia nu au putut recruta funcțiile efectoare esențiale ale anticorpilor (cum ar fi citotoxicitatea celulară dependentă de anticorpi și citoliza dependentă de complement) care sunt necesare pentru glicozilarea corectă a celui de-al doilea domeniu constant al lanțului greu (CH2).

  Astfel, producerea de anticorpi funcționali a putut fi realizată numai în celule eucariote superioare. Cu toate acestea, cercetările recente au făcut posibilă dezvoltarea de anticorpi funcționali în (P. pastoris). Microorganismul menționat mai sus este o drojdie metilotrofică, cunoscută pentru capacitatea sa de a produce proteine recombinante în cantități de un gram într-un litru de cultură.

  În concluzie, VHH-urile de camelide sunt potrivite pentru o varietate de aplicații terapeutice, de exemplu, în boala somnului, diareea infantilă cauzată de rotavirus, febra aftoasă, septicemie, artrită reumatoidă, tulburări cerebrale, boli neurodegenerative etc. VHH-urile sunt deosebit de eficiente ca imunoterapie orală în diaree datorită capacității lor de a rezista la valori extreme ale pH-ului.

  Eforturile recente de cercetare se concentrează acum pe dezvoltarea de nanocorpi care nu necesită funcții efectoare și care au efecte secundare minime în comparație cu anticorpii întregi convenționali.

  Lecturi suplimentare

  • Tot conținutul Camelid
  • Anticorpi Camelid pentru tratamentul alergiilor
  • Anticorpi Camelid – avantaje și limitări
  • Structura Camelidului Antibodies

  Nanobody Development

Scris de

Deepthi Sathyajith

Deepthi și-a petrecut o mare parte din prima parte a carierei sale timpurii lucrând ca postcercetător post-doctoral în domeniul farmacognosiei. Și-a început cariera în domeniul farmacovigilenței, unde a lucrat la numeroase proiecte globale cu unele dintre cele mai importante companii farmaceutice din lume. În prezent, Deepthi este redactor științific consultant pentru o mare companie farmaceutică și colaborează ocazional cu News-Medical, aplicându-și expertiza la o gamă largă de subiecte din domeniul științelor vieții.

Citate

.