Учебное пособие Якупов Т. Р. Молекулярная биотехнология Биоинженерия Казань 2016

5. Моноклональные антитела.
Как известно, возникновение клеточной инженерии связано с разработкой технологий гибридизации соматических клеток. В настоящее время создание гибридомной технологии можно считать наиболее яркой страницей не только клеточной инженерии, но и молекулярной биотехнологии в целом. К этому времени усовершенствованы способы культивирования животных клеток и появились способы выращивания в культуре клеток и тканей растений.
Под клеточной инженерией в основном понимают метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции.
Культура клеток — метод сохранения жизнеспособности клеток вне организма в искусственно созданных условиях питательных сред. Для культивирования могут быть использованы клетки различных органов, лимфоциты, фибробласты, эмбрионы, клетки почек животных и человека, раковые клетки человека и т. д. Культуры, приготовленные непосредственно из тканей организма, называются первичными. В большинстве случаев клетки первичной культуры можно перенести из культуральной чашки и использовать для получения вторичных культур, которые можно последовательно перевивать в течение недель и месяцев.
Технология культивирования некоторых клеток животных настолько хорошо отработана, что может быть использована в производственных целях для получения различных продуктов. Они используются как медицинские препараты.
Одним из важнейших достижений гибридомной технологии является разработка методики получения моноклональных антител.
При введении антигена в организм возникает большое семейство различных антител, направленных к разным его детерминантам. Однако, иногда требуется только определённый вид антител, специфичных лишь к одной детерминанте антигена и имеющих одни и те же характеристики.
Моноклональные антитела – это антитела строго определённой специфичности, продукт одного клона клеток. Моноклональные антитела гомогенны как по специфичности, так и по физико-химическим свойствам. Моноклональное антитело связывается только с одной антигенной детерминантой на молекуле антигена. В природе почти никогда не наблюдается истинный моноклональный ответ.
Получение моноклональных антител стало возможным благодаря работам Георга Келера и Цезаря Мильштейна, которые в 1984 г. стали лауреатами Нобелевской премии.
Г. Келлер и Ц. Мильштейн получили гибридные клетки из лимфоидной опухоли (миелома) и нормального лимфоцита. Гибридные клетки имели часть хромосом нормального лимфоцита и часть - от опухоли. Следовательно, гибридома наследовала от нормальной клетки способность к синтезу антител, а от опухолевой клетки – способность к неограниченному числу делений.
Таким образом, гибридомная технология получения моноклональных антител - слияние лимфоцитов тканей (чаще сёлезенки) организмов, предварительно иммунизированных определенным антигеном, с раковыми клетками, способными к бесконечному делению.
Гибридомы - бессмертные клоны клеток лимфоидной ткани, синтезирующие моноклональные антитела.
Моноклональные антитела, продуцируемые одним клоном обладают следующими свойствами:
• высокоспецифичны и специфичность направлена только к заданной антигенной детерминанте;
• идентичны по аллотипу и идиотипу, а также по аффинности и физико-химическим характеристикам.
Стабильные культуры гибридом способны продуцировать моноклональные антитела в неограниченном количестве.
Р ис. 28. Этапы получения моноклональных антител.
Благодаря своим уникальным свойствам моноклональные антитела успешно используются для решения многих актуальных задач биологии и медицины. Сегодня более 20% разрабатываемых биофармацевтических препаратов являются продуктами гибридомной технологии.
Получение и использование моноклональных антител — одно из существенных достижений современной иммунологии. С их помощью можно определить любое иммуногенное вещество:
1) антигены определяющие гистосовместимость и дифференцировку;
2) дифференцировочные, опухолевые и другие антигены клеточной поверхности, которые лишены полиморфизма и неиммуногенны в аллогенных системах, но распознаются при иммунизации;
3) вирусные и бактериальные антигены;
4) единичные антигенные детерминанты разнообразных белков, нуклеиновых кислот и др.
Моноклональные антитела можно использовать для диагностики рака и определения локализации опухоли, для диагностики инфаркта миокарда. Можно использовать моноклональные антитела для определения пола у крупного рогатого скота на предимплантационной стадии развития, а также для стандартизации методов типирования тканей при трансплантации органов, при изучении клеточных мембран, для построения антигенных карт вирусов, возбудителей болезней.
В медицине на основе моноклональных антител разработано большое количество диагностических систем для различных заболеваний (инфекционных, онкологических и др.), активно разрабатываются и лекарственные препараты например противоопухолевые препараты, антицитокиновые антитела и др.