Антиденелердің сипаттамасы

Антиденелердің ашылуы микробиологияның алтын дәуірінен басталды, жұқпалы аурулардың көптеген қоздырғыштары ашылу кезеңде, ғалымдар мен дәрігерлер макроорганизм клеткаларына зиян келтірмей тек патогендерге әсер ететін дәрілерді іздестіру барысында. Дәрігер және бактериолог П.Эрлих өз өмірін патогенге «магиялық оқ» секілді бағытты әсер ететін дәрілерді, химиопрепараттарды іздестіруге және олар сау тіндерге зиян келтірмей ауру ошағына ғана әсер етіндерін талдады. Көптеген зерттеулер жүргізіп тек мерез қоздырғышына – бозарған трепонеманы жоятын химиопрепаратты тапты.

Иммунитет механизмдерін зерттеу барысында қандайда болмасын инфекциямен ауырған адамның сарысуынан тек қоздырғышпен байланысатын заттар табылған. Осы нәруыздық қоспаларды антиденелер деп атаған. Антиденелерді терапиялық мақсатта қолдануы 1891 жылы басталды, Беринг және Китазато зерттеулерінде дифтерия немесе сіреспе токсинің енгізген кейін тірі қалған теңіз шошқаларының сарысуы басқа жануарларда осы токсиннің әсерінен қорғайтын қабілеттілігі анықталды.

Организмде әр В-лимфоциттер клоны бір түр антиденелерін синтездейді, ал антиденелердің вариабельді гендер сегменттері алмасуынан (V-гендер) В-лимфоциттердің түрлі спектрдегі клондары пайда болады. Антигеннің презентациясынан кейін В лимфоциттер антиденелер түзетін плазматикалық клеткаларға және ұзақ өмір сұретін есте сақталатын клеткаларға дифференциациясы жүреді. Қайтара иммунизация жүргенде V- гендерінде өзгеріске ұшырағанынан және В лимфоциттердің жаңадан адаптацияланған клондар өніміне байланысты антиденелердің антиген-спецификалық клондарының аффинділігі жоғарлайды.

Тек бір спецификалы антиденелерді өндейтін клондарды, яғни моноклонды антиденелерді гибридомды технология (В лимфоциттерді миеломды клеткалармен бірге гибридизация жолы) және рекомбинантты ДНҚ технология (антиденелердің константты және вариабельді домендерін синтезін кодтайтын рекомбинантты гендер) көмегімен бөліп алуға болады.

Гибридомды технология және рекомбинантты ДНҚ технология ашылғанға дейін антиденелерді емдік препарат (иммунды сарысулар, организмге енгізген кейін пассивті иммунитет қалыптастырған) немесе диагностикум (дайын антиденелері бар препараттар in vitro-даоларға комплементарлы антигендерді табуға бағытталған) ретінде қолданған.

Медициналық практикаға гибридомды технологияны енгізумен жоғары спецификалы мамандырылған моноклонды антиденелерді алуға және қолдануға мүмкіндік алынды, олардың көмегімен қоздырғыштарды бейтараптауға болады және ағзалар мен тіндердің трансплантациясында иммуносупрессия мақсатында, организмнің қандай да болмасын тіндеріне дәрілерді жеткізуге, соматикалық патологияны, онкологиялық ауруларды және т.б. емдеуіне жол ашылды.

Рекомбинантты ДНҚ технологиясымен толық жетілген, екі валентті, екі тізбекті (Fc-константты фрагмент, Fab1 және Fab2- вариабельді фрагменттері) ғана емес, тағы бір тізбекті, толық көлемді емес (тек Fab-фрагмент) мини-антиденелерді өндеуге болады. Осы мақсатта микроорганизмдер, өсімдіктер және жануарлардың гендік модификацияланған клеткаларын қолданады. Рекомбинантты антиденелер, толық көлемді және олардың фрагменттері болмасын биотехнологияда өнделген рекомбинантты нәруыздардың үштен бір бөлігін құрайды.

Моноклонды антиденелер саудасы фармацевтік индустрияның аса жылдам дамып баратқан сегментіне жатады. Мысалы, 2007 жылы терапиялық моноклонды антиденелер өндірісі АҚШ биотехнологиялық компаниялары 26 млрд. астам пайда келтірді, осы моноклондардың негізгі бөлігі онкологиялық және аутоиммунды аурулар терапиясында сұранысқа ие. Ал терапиялық моноклонды антиденелер негізінде өнделген «Ритуксан» препараты (обырлар және аутоиммунды артриттер) саудасы барлық медициналық препараттар ішінде алтыншы позицияда. Моноклонды антиденелер өндірісімен 200 астам биотехнологиялық компаниялар жұмыс істейді, негізінен АҚШ-та, Жапонияда және Германияда.

Антиденелер сипаттамасы

39 суретте белгілі көлемді бивалентті антидене құрылысы суреттелген, жеңіл және ауыр тізбектері, константты және вариабельді бөліктері, 2 активті орталықтары бар. Рекомбинантты антиденелер (химерлі, гуманизирленген, конъюгирленген, екі тізбекті және біртізбекті немесе мини-антиденелер) құрылымы және функционалды сипаттамалары бойынша ажыратылады ( кесте 9, сурет 40).

Антиген-байланыстыруші бөлігі L-тізбегі Н-тізбегі Шарнирлы бөлігі Сульфидтық көпіршіктер

Сурет 39. Толық көлемді, екі тізбекті, екі валентті антидене.

Антидене 4 наруызды молекуладан құралған – екі үлкен, немесе «ауыр» Н-тізбектер жэне екі кіші, «женіл» L-тізбектер. Вариабельді аймағы антигенді байланыстыруға жауапты, сондықтан оған соматикалық гипермутацияда өзгерістер енеді.

а) химерлі антиденелер

Химерлі (немесе гибридті) антиденелер (chimaeric antibodies) – бұл тышқан антиденесінің константты доменін адам иммуноглобулиннің осындай константты доменімен ауыстырылған антиденелер. Рекомбинантты технология көмегімен антиденелердің адам Fc-фрагменті және тышқанның Fab-фрагментін кодтайтын ДНҚ әртүрлі молекуласын қосады.

Айта кету керек, антиденелердің иммуногендік және эффекторлы қасиеттері (комплемент жүйесімен, фагоциттермен және т.б. байланысуы) негізінен константты доменмен қамтамасыз етіледі, ал спецификасы – вариабельді доменмен байланысты. Сондықтан химерлі антиденелер (адамның Fc-фрагменті адамдікі ал Fab-фрагменті тышқандікі) аса тиімді және тышқанның моноклонды антиденелеріне тән спецификасы, аффинділігі және авидтілігі сақталуында асқынулар сирек болады.

Сурет 40. Химерлі антидене (а – адамның Fc-фрагменті, б – тышканның Fv-фрагменті)

б) гуманизирленген антиденелер

гуманизирленген антиденелер құрылымына тышқаннан тек Fv-фрагменті вариабельді доменнің аздаған антигенді байланыстыратын гипервариабельді бөлімшесі (CDR) алынады. Егер химерлі антиденелерде вариабельді домені толығымен тышқаннан алынған болса, ал гуманизирленген антиденелерде оның тек бір бөлігі жануарлар текті болады. Fv-фрагменті үш CDR бөлімшелерден құралған (CDRI, CDRII, CDRIII). Олигонуклеотидті бағытты мутагенез көмегімен адамның ДНҚ тек бір немесе екі CDR бөлімшесін тышқанның ДНҚ осындай CDR бір ізділікпен ауыстырады. Сондықтан химерлі антиденелермен салыстырғанда гуманизирленген антиденелерде бөгде нәруызы аз (CDR тек тышқандікі) болғандықтан иммундық қабылдамаушылық дамуы төмен. Ал бұл негізінен терапиялық немесе диагностикалық мақсатта науқасқа антиденелер енгізуіндегі иммундық жауаптың мәселесін алып тастайды.

Кесте 9. Моноклонды антиденелердің типтері

Ескерту. TNFa – ісіктер некроздау факторы; EGFP – эпидермальды өсу факторының рецепторы; VEGF- қантамырлар эндотелийінің өсу факторы; СД20, СД25, СД33, СД52 – беткейлік өспе антигендері.

в) бір тізбекті антиденелер

Генді инженерия толық көлемді химерлі және гуманизирленген антиденелер мен қоса тағы бір тізбекті, Fv-фрагментінің (scFv) бөліктерінен құралған мини-антиденелер алуға мүмкіндік берді. Бұл иммуноглобулиннің жеңіл және ауыр тізбектерінің (VL және Vн) вариабельді домендері, бір-бірімен икемді пептидті линкермен ковалентті қосылған; тышқан антиденелерінің константты домені мүлдем жоқ. Сонымен, бір тізбекті мини-антиденелер – бұл жақсы антиген байланыстырушы активтілігі бар иммуноглобулин молекуласының минимальды фрагменті.

г) конъюгирленген антиденелер

Дәрілік қосылыстар (цитостатиктер, токсиндер және т.б.) немесе диагностикалық таңбаларды (радиоактивті бөлшектер, флюоресцентті заттар) нақты қажетті нысана-клеткаларға жеткізу немесе соңғылардың детекциясын жүргізу мақсатта моноклонды антиденелермен біріктіреді. Токсиндермен коньюгацияланған моноклонды антиденелерді иммунотоксиндер деп атайды.

Моноклонды антиденелерді трансгенді өсімдіктер тінінен немесе жасанды жолмен бөліп алуға болады.

Трансгенді өсімдіктерді (жиі темекі өсімдігі) ғылыми-зерттеу зертханаларында тағамдық вакциналар және өспелерге (өкпе, ішек және т.б. обырлары) және жұқпаға қарсы (герпес, құтыру, стрептококктық инфекция және т.б.) моноклонды антиденелерді бөліп алуға қолданады.

Абзимдер (ферментті антиденелер, AntiBody enzyme) – ферменттерге тән катализ реакцияларын туындатуға қабілетті жасанды, катализді антиденелер. Мысалы, кокаин, АИВ gp41 және т.б. антигенін арнайы танып алатын абзимдер дайындалған.