Моноклональные антитела. Гибридомная технология получения моноклональных антител

       Тема: Моноклональные антитела. Гибридомная технология  получения моноклональных антител

       План:   1. Характеристика моноклональных антител.

2.  Гибридомная технология, ее характеристика.

3.  Применение моноклональных антител в практике.

   Ключевые слова:  моноклональные антитела, гибридные клетки, миелома. 

   Моноклональные антитела – это антитела, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, т.е. произошедшими из одной клеткипредшественницы. Они могут быть выработаны почти на любое вещество, которое антитело будет специфически связывать. Их можно далее использовать для обнаружения этого вещества или его очистки.     Впервые методика получения моноклональных антител с помощью гибридомной технологии была опубликована в 1975 году  Жоржем Кѐлером и Сезаром Мильштейном, которые в 1984 году получили за ее создание Нобелевскую премию.  Именно они, предварительно введя в организм антиген и вызвав иммунный ответ, извлекли лимфоидную клетку, продуцирующую соответствующие антитела и объединили ее с клеткой  опухоли (миеломы).  В результате получился непрерывно делящийся клеточный гибрид (гибридома), способный синтезировать антитела с заданной специфичностью.  Гибридома унаследовала от нормальной клетки способность к синтезу антител, а от опухолевой – бессмертие и способность к неограниченному и бесконтрольному росту. 

   Целью технологий моноклональных антител является получение клонов, продуцирующих антитела одной специфичности. Технологии гипериммунизации и гибридомы позволяют получать полноразмерные, двухцепочечные антитела (поли- и моноклональные).  Следует отметить, что в структуре полноразмерного бивалентного антитела как в легких, так и в тяжелых цепях имеется  константный регион и вариабельный регион, который непосредственно связывается с антигеном.  Технологии рекомбинантной ДНК позволяют создавать гибридные антитела мышь/человек, различающиеся степенью «гуманизации», а именно: - химерные – в них константные регионы имеют человеческое происхождение, а вариабельные получены от мыши;     - гуманизированные - в которых мышиное происхождение имеют только небольшие антигенсвязывающие участки вариабельных регионов;

-     конъюгированные  - с присоединением лекарственных (цитостатики, токсины) или диагностических (флюоресцирующих) веществ.

   Гибридомная технология. Линейных мышей или других лабораторных животных иммунизируют нужным антигенным материалом ( к примеру HBsAg). После того как началась продукция антител, удаляют селезенку, и из нее извлекают клетки, среди которых имеются антителообразующие В-лимфоциты.  Все клетки смешивают со специально отобранными клетками культуры В-миеломы, дефектными по ферменту метаболизирующему гипоксантин. К смеси клеток добавляют вещество, повреждающее оболочки клеток (полиэтиленгликоль или лизолецитин). В результате образуются разнообразные гибридные клетки, а часть клеток остается негибридизированной. Для того, чтобы выделить только гибридные клетки, полученную смесь культивируют на специальной среде ГАТ (содержащей гипоксантин, аминоптерин и тимидин), в которой не могут жить родительские клетки. В среде остаются живыми только гибридные клетки, но с разными свойствами, т.к. в селезенке иммунизированного животного наряду с антителообразующими клетками, которые необходимо получить, содержится  много других лимфоцитов. Поэтому следующим этапом является отбор гибридных клеток, способных продуцировать необходимые антитела. Для этого взвесь полученных клеток разбавляют питательной средой и помещают в лунки специальных панелей так, чтобы в каждую лунку попало по одной клетке. Через определенное время определяют антитела, образовавшиеся в каждой лунке, и находят те клетки, которые можно использовать как родоначальников клона гибридомных клеток.  Производство моноклональных антител этими клетками осуществляют in vitro в биореакторе или in vivo в асцитной жидкости мыши.  Таким способом  получают моноклональные антитела к определенным антигенам бактерий или вирусов, опухолевых клеток, лимфоцитов, а также к гормонам, ферментам, медиаторам и т.д. 

   В настоящее время моноклональные антитела используют для:

-     обнаружения загрязнителей окружающей среды;

-     проверки пищевых продуктов на наличие опасных микроорганизмов;

-     распознавания злокачественных клеток среди нормальных; 

-     аналитических целей  -  как «иммунологический микроскоп» с чрезвычайно высоким разрешением;

-     диагностики инфекционных заболеваний человека, животных и растений, а также в биотехнологии в качестве лигандов для аффинной хроматографии.

  Современная диагностика злокачественных новообразований крови немыслима без моноклональных антител. Их используют для определения иммунного статуса пациентов, диагностики и контроля эффективности лечения онкологических заболеваний, диагностики бактериальных и вирусных инфекций (гепатиты, ВИЧ, клещевой энцефалит и др.)  Для определения биологически активных веществ – белков крови, гормонов, ростовых факторов, клеточных рецепторов, медиаторов воспаления и др.  Для исследования локализации злокачественного новообразования и степени метастазирования используют метод введения в организм специфичных к определенной опухолевой клеточной популяции моноклональных антител, связанных с радиоактивными изотопами.  Существуют также моноклональные антитела для лечения аутоиммунных заболеваний и реакций отторжения трансплантата.  В этих случаях действие моноклональных антител  направлено против клеток иммунной системы, участвующих в патологических процессах, другие иммунные механизмы при этом не страдают.   

   Использованная литература:

1.      Медицинская биотехнология.  К.Х.Алмагамбетов.  // Астана. – 2009. – 236с.

2.      Молекулярная биотехнология. Б. Глик,  Дж.Пастернак. // Москва «Мир». – 2002. – 589с.

3.      Биотехнология. Н.В.Загоскина, Л.В.Назаренко и др. //  Москва. – «Оникс». – 2009. – 496с.

4.      Иммунология. Шигина Ю.В. // Москва. – «РИОР». – 2012. – 183с.

   Контрольные вопросы:

1.      Характеристика антител, продуцируемых В-лимфоцитами.

2.      Структура полноразмерного иммуноглобулина – СРС.

3.      Моноклональные антитела, их характеристика.

4.      Гибридомная технология, его характеристика.

5.      Получение моноклональных антител с помощью гибридомной технологии.

6.      Характеристика рекомбинантных антител

7.      Использование моноклональных антител  в медицине-СРС.

8.      Использование моноклональных антител в биотехнологии – СРС.

9.      Недостатки и преимущества гибридомной технологии – СРС.

10.  История открытия моноклональных антител – СРС.