Моноклональные антитела

Моноклональные антитела (mAb) - это новое достижение в молекулярной биологии, они быстро нашли применение при лечении многих заболеваний, а методы лечения с их использованием показывают многообещающие результаты. Стоит узнать, что такое моноклональные антитела и при скольких заболеваниях они полезны.

Оглавление

1. Производство моноклональных антител
2. Моноклональные антитела в онкологии
3. Моноклональные антитела и аутоиммунные заболевания
4. Моноклональные антитела: другое применение
5. Моноклональные антитела в лабораторной диагностике
6. Моноклональные антитела: ограничения терапии

Моноклональные антитела (mAb - Monoclonal AntiBodies) обязаны своим названием определенному происхождению - они производятся одной линией - одним клоном B-лимфоцитов, поэтому все они идентичны и связываются с одним и тем же антигеном с одинаковой силой - они имеют одинаковую такая же близость.

Антитело - это белок, вырабатываемый В-лимфоцитами, его задача - бороться с патогенами, попавшими в наш организм.

Антитела образуются, когда в теле находятся посторонние вещества. Это когда В-лимфоциты «учатся» вырабатывать против них антитела, а затем «запоминают» новый патоген и немедленно борются с ним, когда вступают с ним в контакт.

Эти частицы выполняют свою задачу, прикрепляясь к определенному месту на микроорганизме, чаще всего на клеточной мембране, это называется антигеном.

Затем существуют разные механизмы уничтожения патогена:

• микроорганизмы погибают после прикрепления большого количества антител (покрытия), потому что они нарушают функционирование клеточной мембраны
• когда антитело прикрепляется, активируется так называемая система комплемента, которая непосредственно уничтожает патоген
• Чаще всего связывание антитела дает сигнал фагоцитирующим клеткам «съесть» данный микроорганизм.

Антигенами также могут быть, например, ферменты, и в этом случае присоединение антитела обычно приводит к инактивации. В нашем организме постоянно вырабатываются бесчисленные антитела против бесчисленного количества антигенов, и контакт с новыми вызывает выработку антител против них, поэтому этот пул постоянно растет.

Следует помнить, что каждый штамм В-лимфоцитов продуцирует разные антитела, которые связываются с разными антигенами. Таким образом, количество групп В-клеток равно количеству антигенов, которые «запоминает» организм.

Производство моноклональных антител

Для производства таких антител необходима В-клетка, которая продуцирует специфические антитела против целевого антигена. Откуда такие лимфоциты?

Их берут у мышей, которые были вакцинированы заранее определенным антигеном и вырабатывали антитела против него.

Затем этот лимфоцит мыши связывается с клеткой миеломы, это раковая клетка, которая имеет способность постоянно делиться, считается бессмертной.

Такое слияние дает гибридную клетку, которая делится на множество B-лимфоцитов, и продуцируемые ими антитела связываются только с антигеном, против которого их продуцировал первичный B-лимфоцит.

Затем гибридомы, продукты связи клеток, отделяются от остальных и стимулируются для выработки антител. Последние выделяют и помещают в отдельные сосуды для получения моноклональных антител.

В процессе производства они могут быть различными способами модифицированы, чтобы синтезировать:

• иммунотоксины - это комбинации антител с токсинами растений или бактерий, благодаря которым токсин при присоединении разрушает клетку, к которой прикрепился комплекс
• антитела с лекарствами - таким образом лекарство доставляется непосредственно к поврежденному месту, что позволяет, например, уменьшить возникновение побочных эффектов лекарств и максимизировать концентрацию лекарства в целевой зоне
• антитела с изотопами - такие слияния позволяют «облучать» опухолевые клетки с минимизацией побочных эффектов и повреждения здоровых клеток
• химерные и гуманизированные антитела - в них, в разной степени, мышиный белок антитела был заменен человеческим, что снижает воздействие чужеродных видов и риск серьезных аллергических реакций (включая шок), которые были основным ограничением в использовании этой терапии
• абзимы - это антитела, которые действуют как катализаторы, то есть ускоряют или позволяют протекать химической реакции

Таким образом, возможности модификации очень велики, они облегчают действие антител не только на поверхности клетки, но и внутри нее, более того, производственный процесс позволяет получать антитела практически против любых частиц.

Более того, моноклональные антитела представляют собой очень точные молекулы, они связываются только с одной конкретной структурой, их специфичность и множество модификаций позволяют находить их многочисленные применения в медицине, а не только в лечебных целях.

Моноклональные антитела в онкологии

Наиболее известно и широко используются эти частицы при лечении рака, главным образом потому, что они позволяют разрушать определенные клетки.

Однако условием является наличие на раковых клетках антигенов, к которым антитело может прикрепляться и инициировать разрушение.

Эти антигены должны быть уникальными и появляться только на опухолевых клетках, потому что их присутствие в здоровых тканях приведет к их разрушению и повреждению нормально функционирующих органов.

Название метода лечения с использованием моноклональных антител неудивительно - это таргетная терапия, поскольку позволяет точно спланировать место действия препарата и уничтожить определенные клетки.

С другой стороны, уникальность антигенов является ограничением - эту терапию нельзя использовать при каждом типе рака - не все из них имеют специфические антигены или они еще не обнаружены, а те, которые имеют, часто меняют свою структуру в течение болезни.

Вариабельность новообразований настолько велика, что даже в случае рака одного органа не все пациенты будут иметь одинаковые антигены, поэтому не все смогут использовать моноклональные антитела.

Антитела работают по-разному при лечении рака:

• активируют иммунные механизмы, которые позволяют уничтожать раковые клетки
• усиливают апоптоз, т.е. программируют гибель клеток
• блокировать развитие кровеносных сосудов в опухоли
• блокировать рецепторы фактора роста
• доставляют в клетки лекарства или радиоактивные элементы

При каких заболеваниях применяется таргетная терапия?

Моноклональные антитела чаще всего используются при лейкозах и лимфомах, например, при хроническом миелоидном лейкозе - иматиниб, дазатиниб, то есть ингибиторы тирозинкиназ, фермента, отвечающего за регуляцию деления клеток.

При хроническом лимфолейкозе и лимфомах ритуксимаб связывается с антигеном CD20, присутствующим на В-лимфоцитах.

Он обнаруживается на «больных» и на здоровых лимфоцитах, все В-лимфоциты разрушаются в результате терапии ритуксимабом, но их предшественники в костном мозге не имеют рецептора CD20 и поэтому остаются неповрежденными.

После завершения лечения эти клетки восстанавливают нормальные лимфоциты.

Также в солидных опухолях используются моноклональные антитела, например трастузумаб при раке груди (он связывается с антигеном HER2) или бевацизумаб при колоректальном раке, который, в свою очередь, связывается с VEGF, подавляя развитие кровеносных сосудов в опухоли.

Моноклональные антитела также используются в трансплантологии.

После трансплантации органа важно подавить иммунный ответ, вызывающий отторжение органа.Бывает, что только определенная группа лейкоцитов атакует новый орган, тогда после их идентификации можно ввести антитела, подавляющие эту активность, оставшиеся белые кровяные тельца все равно будут выполнять свою задачу защиты от инфекций.

Моноклональные антитела и аутоиммунные заболевания

Моноклональные антитела также широко используются при воспалительных заболеваниях, включая аутоиммунные заболевания, в данном случае это так называемые биологические препараты, предназначенные для лечения, например, ревматоидного артрита, системной красной волчанки, анкилозирующего спондилита.

Также моноклональные антитела используются при лечении кожных заболеваний - псориаза или кишечных заболеваний - болезни Крона и язвенного колита.

Все эти заболевания основаны на неправильной активации иммунной системы, и применение биологического лечения позволяет подавить именно этот процесс иммунного ответа, ответственного за возникновение данного заболевания.

При этих заболеваниях используются такие препараты, как адалимумаб, анакинра, этанерцепт. Кардиология - еще одна область, в которой используются достижения молекулярной биологии.

Моноклональные антитела: другое применение

Абциксимаб - это антитело, которое блокирует способность агрегировать тромбоциты, этот препарат может быть компонентом терапии, проводимой после ангиопластики коронарной артерии, он все еще не очень популярен, но его использование увеличивается.

Лечение отравлений и нейтрализация бактериальных токсинов, например, столбняка, также проводится с использованием моноклональных антител, которые, соединяясь с вредным веществом, блокируют его действие.

Точно так же при лечении остеопороза можно использовать антитела, один из методов лечения - введение деносумаба антитела, которое блокирует активность остеокластов - клеток, ответственных за разрушение кости.

Моноклональные антитела в лабораторной диагностике

В дополнение к широкому спектру препаратов, основанных на действии антител, также в лабораторной диагностике в тестах ELISA и RIA используются моноклональные антитела.

Они используются в основном для диагностики инфекционных заболеваний и позволяют обнаруживать антитела против исследуемого патогена.

Подтверждение диагноза, например, болезни Лайма, заключается в объединении образца крови с моноклональными антителами, которые объединяются с антителами, разработанными для борьбы с этим заболеванием.

Довольно сложно, но интерпретация немного проще - если реакция имеет место, это означает, что пациент контактировал с болезнью Лайма и имеет антитела к этой бактерии, значит, он болен или болеет.

Тесты ELISA и RIA также могут использоваться для оценки уровней гормонов, онкомаркеров, антител IgE, связанных с аллергией, и лекарств.

Моноклональные антитела: ограничения терапии

Моноклональные антитела - это современные препараты, потенциально имеющие много преимуществ и используемые при широком спектре заболеваний, но они используются довольно редко и чаще всего на самых поздних стадиях заболевания. Зачем?

Есть несколько ограничений их использования: во-первых, это довольно новые препараты, и для многих мы не знаем, каковы долгосрочные эффекты от их применения и действительно ли они безопасны в долгосрочной перспективе.

Кроме того, моноклональные антитела могут повреждать здоровые клетки, если они имеют тот же антиген, что и те, против которых проводится лечение.

Также нередко они вызывают неприятные побочные эффекты, такие как тошнота и рвота, диарея, но наиболее опасными являются аллергические реакции, включая анафилактический шок.

К сожалению, этот риск будет сохраняться до тех пор, пока в этих антителах присутствует белок чужеродного вида (моноклональные антитела фактически вырабатываются мышами).

Последний фактор - цена, производственный процесс очень сложен и осуществляется в специализированных лабораториях.

Все это делает стоимость производства моноклональных антител высокой - это самые дорогие из всех производимых препаратов.

Следует также помнить, что моноклональные антитела вводятся только в больницах из-за возможных побочных эффектов и необходимости внутривенного введения, среди других факторов.

Так что купить их в аптеке даже по рецепту невозможно.

Моноклональные антитела являются предметом интенсивных исследований, и количество доступных препаратов на их основе будет расти, остается надеяться, что благодаря им мы сможем более эффективно бороться со многими заболеваниями.

В настоящее время они имеют ряд применений, хотя из-за относительно короткого времени их доступности к ним относятся, как к любой новинке в медицине, с небольшим запасом.

К сожалению, моноклональные антитела также имеют ограничения в использовании, а иногда даже они не всегда эффективны в борьбе с заболеванием.

Однако нельзя переоценить, что методы лечения с их использованием спасли жизни или значительно снизили тяжесть заболеваний у многих пациентов с недугами, которые долгие годы казались непреодолимыми.