Синтетическое антитело - Synthetic antibody

Синтетические антитела представляют собой аффинные реагенты, полностью созданные in vitro, что полностью исключает животных из производственного процесса.[1] Синтетические антитела включают рекомбинантные антитела, аптамеры нуклеиновых кислот и неиммуноглобулиновые белковые каркасы. Как следствие их метода производства in vitro, антиген сайт узнавания синтетических антител может быть сконструирован для любой желаемой цели и может выходить за рамки типичного иммунный репертуар предлагаемые естественными антителами.[2] Синтетические антитела разрабатываются для использования в исследовательских, диагностических и терапевтических целях. Синтетические антитела можно использовать во всех областях, где традиционные моноклональные или поликлональные антитела используются и обладают многими неотъемлемыми преимуществами по сравнению с антителами животного происхождения, включая сравнительно низкие производственные затраты, воспроизводимость реагентов и повышенную аффинность, специфичность и стабильность в целом ряде экспериментальных условий.[3]

Рекомбинантные антитела

Основная статья: Рекомбинантные антитела

Рекомбинантные антитела моноклональные антитела генерируется in vitro с использованием синтетических генов. Технология рекомбинантных антител включает выделение генов антител из исходных клеток, амплификацию и клонирование генов в соответствующий вектор, введение вектора в хозяина и достижение экспрессии адекватных количеств функционального антитела. Рекомбинантные антитела можно клонировать от любого вида животных-продуцентов антител, если доступны соответствующие олигонуклеотидные праймеры или зонды для гибридизации.[4] Возможность манипулировать генами антител позволяет генерировать новые антитела и фрагменты антител, такие как Fab фрагменты и scFv in vitro. Это можно сделать на уровне всего узла комбинирования путем создания новых комбинаций цепочек H и L. Это также можно сделать, изменив отдельные CDR. Библиотеки дисплея, обычно экспрессируемые в фаге или дрожжах, можно анализировать для выбора желаемых характеристик, возникающих в результате таких изменений в последовательности антитела.[5][6]

Синтетические антитела неиммуноглобулинового происхождения

Эти молекулы обычно отличаются по структуре от антител и могут быть получены либо из нуклеиновые кислоты, как и в случае аптамеры, или из неиммуноглобулиновых белковых каркасов / пептидные аптамеры, в которые вставлены гипервариабельные петли для образования сайта связывания антигена. Ограничение гипервариабельной связывающей петли на обоих концах внутри белкового каркаса улучшает аффинность связывания и специфичность синтетического антитела до уровней, сравнимых или превышающих таковые для природного антитела.[7] Общие преимущества этих молекул по сравнению с использованием типичной структуры антител включают меньший размер, обеспечивающий улучшенное проникновение в ткань, быстрое время генерации в несколько недель по сравнению с месяцами для естественных и рекомбинантных антител и более низкую стоимость.[3]

Аффимерные белки

Аффимер белки представляют собой небольшие надежные аффинные реагенты с молекулярной массой 12-14 кДа. Они созданы для связывания со своими белками-мишенями с высокой аффинностью и специфичностью и, как таковые, являются членами семейства синтетических антител.

Белковый каркас Affimer получен из ингибитор цистеиновой протеазы семейство цистатинов.[8][9][10][11] Внутри белкового каркаса существуют две вариабельные пептидные петли и вариабельная N-концевая последовательность, которые обеспечивают поверхность связывания с высокой аффинностью для конкретного целевого белка. Связующие аффимеры были произведены для большого количества мишеней, включая цепи убиквитина, иммуноглобулины и С-реактивный белок.[12] для использования в ряде приложений молекулярного распознавания. Технология афимеров была коммерциализирована и разработана Avacta Life Sciences, которая разрабатывает связывающие вещества Affimer в качестве реагентов для исследований, диагностики и терапевтического применения.

Приложения

Синтетические антитела показали свою полезность во многих приложениях. Их использование в области исследований лежит преимущественно в науках о жизни в качестве реагентов для захвата белка и в качестве ингибиторов белка. В рамках диагностики они использовались в самых разных приложениях: от заражения[12] и скрининг на рак[13] к обнаружению микотоксинов в пробах зерна.[14] Синтетические антитела в настоящее время являются самым быстрорастущим классом терапевтических средств.[15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эчко, М. и Дозье, С. (2010). «Технология рекомбинантных антител для получения антител без использования животных». AltTox.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  2. ^ Брэдбери, A.R.M., Сидху, С., Дюбель, С. и Маккафферти, Дж. (2011). «За пределами естественных антител: возможности дисплейных технологий in vitro». Nat. Биотехнология. 29 (3): 245–254. Дои:10.1038 / nbt.1791. ЧВК  3057417. PMID  21390033.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  3. ^ а б Гебауэр, М. и Скерра (июнь 2009 г.). «Сконструированные белковые каркасы в качестве терапевтических средств на основе антител нового поколения». Curr Opin Chem Biol. 13: 245–55. Дои:10.1016 / j.cbpa.2009.04.627. PMID  19501012.
  4. ^ Кару, A.E., Белл, C.W. и Чин, T.E. (2009). «Технология рекомбинантных антител». Curr Opin Chem Biol. 13 (3): 245–255.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ Мирш, С., Сидху, С.С. (2012). «Синтетические антитела: концепции, возможности и практические аспекты». Методы. 57 (4): 486–498. Дои:10.1016 / j.ymeth.2012.06.012. PMID  22750306.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  6. ^ Хаммерс, К. и Стэнли, Дж. Р. (2014). «Антитело-фаговый дисплей: техника и применение». J. Invest. Дерматол. 134 (2): 1–5. Дои:10.1038 / jid.2013.521. ЧВК  3951127. PMID  24424458.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  7. ^ Ladner, R.C. (1995). «Ограниченные пептиды как связывающие объекты». Тенденции биотехнологии. 13 (10): 426–430. Дои:10.1016 / s0167-7799 (00) 88997-0. PMID  7546567.
  8. ^ Woodman, R. Yeh, J.T.H., Laurenson, S. and KoFerrigno. (2005). «P. Дизайн и проверка нейтрального белкового каркаса для презентации пептидных аптамеров». Дж Мол Биол. 352 (5): 1118–1133. Дои:10.1016 / j.jmb.2005.08.001. PMID  16139842.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  9. ^ Хоффманн, Т. Стадлер, Л.К.Дж., Басби, М., Сонг, К., Бакстон А.Т., Вагнер, С.Д., Дэвис, Дж. Дж. и Ко Ферриньо, П. (2010). «Исследования структуры и функции каркасного белка, полученного из Стефина А. I: разработка варианта SQM». ПЕДЫ. 23 (5): 403–413. Дои:10.1093 / белок / gzq012. ЧВК  2851446. PMID  20179045.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  10. ^ Хоффманн, Тони; Штадлер, Лукас Курт Йозеф; Басби, Майкл; Песня, Цифэн; Бакстон, Энтони Т .; Вагнер, Саймон Д .; Дэвис, Джейсон Дж .; Ферриньо, Пол Ко (01.05.2010). «Структурно-функциональные исследования сконструированного каркасного белка, полученного из стефина A. I: Разработка варианта SQM». Разработка и отбор протеинов. 23 (5): 403–413. Дои:10.1093 / белок / gzq012. ISSN  1741-0126. ЧВК  2851446. PMID  20179045.
  11. ^ Тиде, Кристиан; Тан, Анна А. С .; Дьякон, Сара Э .; Мандал, Упасана; Неттлшип, Джоан Э .; Оуэн, Робин Л .; Джордж, Суджа Э .; Харрисон, Дэвид Дж .; Оуэнс, Раймонд Дж. (01.05.2014). «Adhiron: стабильный и универсальный каркас пептидного дисплея для приложений молекулярного распознавания». Разработка и отбор протеинов. 27 (5): 145–155. Дои:10.1093 / белок / gzu007. ISSN  1741-0126. ЧВК  4000234. PMID  24668773.
  12. ^ а б Джонсон, Энтони; Песня, Цифэн; Ферриньо, Поль Ко; Bueno, Paulo R .; Дэвис, Джейсон Дж. (26 июля 2012 г.). «Чувствительный аффимер и импедиметрические тесты без метки на основе антител для С-реактивного белка». Аналитическая химия. 84 (15): 6553–6560. Дои:10.1021 / ac300835b. PMID  22789061.
  13. ^ Affibody ltd (2015). «Технология рекомбинантных антител для получения антител без использования животных». В сети.
  14. ^ NeoVentures Biotechnology Inc (2015 г.). "NeoVentures Biotechnology Inc". В сети.
  15. ^ Френцель А., Хуст М. и Ширрманн Т. (2013). «Экспрессия рекомбинантных антител». Передний. Иммунол. 4 (217): 217. Дои:10.3389 / fimmu.2013.00217. ЧВК  3725456. PMID  23908655.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)

внешняя ссылка