Autorką artykułu jest Elwira Smakowska – studentka biotechnologii na Uniwersytecie Wrocławskim.
Przeciwciałami monoklonalnymi (mAb – ang. Monoclonal AntiBodies) nazywamy zbiór przeciwciał, które wykazują jednakową swoistość względem danego antygenu i ewentualnie takie samo lub podobne powinowactwo. Nazwa wywodzi się stąd, że wszystkie takie przeciwciała są otrzymywane z jednego klonu limfocytów B. Przeciwieństwem przeciwciał monoklonalnych są przeciwciała poliklonalne, czyli takie, które wiążą różne antygeny i względem tego samego antygenu wykazują różne powinowactwo. Analogicznie: surowica zawierająca przeciwciała monoklonalne to surowica monoklonalna, zaś surowica zawierająca przeciwciała poliklonalne to surowica poliklonalna. Schemat budowy przeciwciała monoklonalnego odpowiada klasycznej budowie przeciwciała.
Rys. 1. Przeciwciało: budowa
Aby lepiej zrozumieć na czym polega proces wytwarzania przeciwciał monoklonalnych, należy pokrótce omówić jak naturalnie wytwarzane są one przez zwierzęta. Przeciwciała są białkami syntezowanymi w odpowiedzi na pojawienie się w ustroju „obcych substancji”. Jeśli do organizmu zwierzęcego zostanie wprowadzony antygen, limfocyty B produkują przeciwciała rozpoznające obcą makrocząsteczkę, stymulując tym samym wytwarzanie i sekrecje kolejnych przeciwciał. Należy zaznaczyć, że swoiste powinowactwo przeciwciała nie dotyczy całej makrocząsteczki antygenu, ale pewnego jego miejsca, zwanego determinantą antygenową lub epitopem. Każdy aktywowany przez antygen limfocyt B, tworzy klony komórek w śledzionie oraz węzłach chłonnych, przy czym komórka z danego klonu produkuje jeden ściśle określony typ przeciwciała monoklonalnego.
Otrzymywanie przeciwciał monoklonalnych:
1. Pierwszym krokiem w pozyskiwaniu przeciwciał jest immunizacja myszy antygenem, a następnie pobranie po kilku tygodniach śledziony. Mieszaninę limfocytów i komórek plazmatycznych ze śledziony poddaje się in vitro fuzji z komórkami szpiczaka. Komórki szpiczaka mnogiego są komórkami nowotworowymi, odznaczającymi się zaburzoną produkcją przeciwciał. Ten rodzaj raka charakteryzuje się tym, że pojedynczy zmieniony limfocyt lub komórka plazmatyczna dzieli się w niekontrolowany i nieograniczony sposób, przez co mówi się o nieśmiertelności tego typu komórek. W rezultacie powstaje bardzo wiele komórek jednego rodzaju. Stanowią one klon, ponieważ pochodzą od jednej komórki i mają identyczne właściwości. Jeśli teraz nastąpi fuzja komórek szpiczaka i limfocytów, cytosol oraz organelle pochodzące z tych komórek ulegną „wymieszaniu”. Glikoproteina lub glikol polietylenowy stymulują ową fuzję. Każda z powstałych komórek hybrydowych, zwanych komórkami hybrydoma, stale wytwarza homogenne przeciwciała o swoistości określonej przez macierzystą komórkę śledziony.
2. Drugim krytycznym krokiem w produkcji przeciwciał monoklonalnych jest selekcja komórek hybrydoma i komórek, które nie podległy fuzji. Tego typu separacja odbywa się zwykle na tzw. podłożu selekcyjnym HAT (posiada blokery biosyntezy zasad azotowych, a zatem same szpiczaki nie są zdolne do przeżycia), które pozwala na wzrost jedynie sfuzjowanym komórkom. Przed dokonaniem fuzji, komórki szpiczaka uszkadza się w ten sposób, żeby nie mogły produkować np. niezbędnego do funkcjonowania enzymu. Fuzja dostarczy im tego enzymu, gdyż używate do niej limfocyty B będą go zawierać. Najczęściej stosuje się linie z uszkodzonym genem fosforybozylotransferazy hipoksantynowo-guaninowej (HGPRT), która jest zaangażowana w syntezę puryn. Komórki hybrydowe hoduje się w selektywnym płynie hodowlanym, który nie zawiera substancji będącej produktem uszkodzonego enzymu. W ten sposób komórki szpiczaka, które nie uległy fuzji z limfocytem B z pewnością zginą. W przypadku zastosowania komórek HGPRT należy dodać do podłoża aminopterynę, która uniemożliwia zajście syntezy puryn alternatywną drogą metaboliczną. Płyn hodowlany nie może zawierać cytokin, które utrzymują przy życiu limfocyty B. Dzięki temu limfocyty B, które nie uległy fuzji, ulegną apoptozie.
3. W końcowym etapie wyselekcjonowane populacje komórek hybrydowych przeszukuje się w celu wyszukania komórek produkujących przeciwciała o określonej swoistości. Po paru dniach hodowli komórki rozmieszcza się w osobnych naczynkach tak, że przeciwciała w danym naczynku pochodzą tylko i wyłącznie z jednego klonu komórek szpiczakowych, są zatem przeciwciałami monoklonalnym
Na podstawie:
Harvey Lodish, Arnold Berk, Paul Matsudaira, Chris A. Kaiser, Monty Krieger, Matthew P. Scott, Lawrence Zipursky, and James Parnell, 2002. Molecular Cell Biolog, 5e
