Моноклоналды антиденелердің синтезі және қолдану

1.

Моноклоналды
антиденелердің синтезі
және қолдану

2.

АНТИТЕЛА

3.

Антиденелер – ß-лимфоциттері синтездейтін
молекулалар болып табылады. Олардың жалғыз
мақсаты – ағзаға енген зат затпен байланысу. Əрбір
антидене өте спецификалық конфигурация түзіп,
жекелеген немесе бір топ молекулаларға ұқсас
болып келеді. Осы қасиетімен антиденелері
антибиотиктен ерекшеленіп тұрады.

4.

• Антигендер (antigen; көне грекше: anti —
карсы; көне грекше: genesis — шығу тегі) организмге әртүрлі жолдармен енген және
оған қарсы жүретін иммундық реакциялар
нәтижесінде адам мен жануарлар
денелерінде қарсы денелер (антиденелер)
түзілетін, табиғаты организмге жататын ірі
молекулалы протеиндік заттар;
• қанға еніп, ерекше антиденелерді
қалыптастыруға қабілеті бар полисахаридті
немесе ақуызды заттар.

5.

6.

Гаптены (неполные антигены)
это химические вещества с малой
молекулярной
массой,
которые
самостоятельно не вызывают иммунный
ответ, но приобретают эту способность при
конъюгации
с
высокомолекулярными
белковыми носителями.

7.

Негізгі қасиеттері.
Генетикалық бөтен текті болуы
Макромолекулярлық қасиеті
Ерекшелігі

8.

Антигендердің жіктелуі
Тип антигенов
Мысалдары
Аурудың дамуы
1.Аутоантигендер
Органоспецификалық антигендер
Аутоиммундық аурулар
(тиреоидит)
2.Идиотиптер
Клонмен синтезделген
антиденелердің спецификалық қан
топтары
Антиденелер синтезін реттеуі
3.Аллоантигендер
Гистосәйкестілік антигендер, қан
топтары
Трансплантациялық иммунитет
реакциялары
4.Эндогендық
ксеногендық
антигендер
Бүйрек және жүрек антигендері
Аутоиммундық аурулар
5. Түрлі шығу тегі
антигендері
Микробтар, тамақ, шаң, дәрілер
және т. б.
Жұқпалы және аллергиялық
аурулар

9.

Виды специфичности антигенов:
видовая;
групповая
органная;
тканевая
органоидная
дифференцировочная

10.

Антиген құрылысы
Антигендер 2 бөліктен тұрады:
1.
Жоғары молекулярлы тасымалдауыш тобы (ақуыз немесе полисахарид).
2.
Төмен молекулярлы детерминантты тобы.
Детерминантты тобы (эпитоп) - антиденелер мен иммунокомпетентті жасушалардың рецепторларымен танылатын биополимерлер молекулаларының құрылымы.
Антигеннің детерминатті тобы дегеніміз-бұл антигеннің аз ғана молекулалық бөлшегі яғни, антиденемен қосылуы. Антигеннің валенттілігі –бұл антиген молекуласындағы детерминант саны.
Ол 5 пен 15-тің аралығыңда шайқалып отырады.

11.

12.

Антидене дегеніміз – антигенге қарсы пайда
болатын зат. Оларды иммуноглобулиндер
деп атайды.
Иммуноглобулиндердің 5 түрі бар: Ig A, IgM,
Ig G, Ig D, IgE.
Иммуноглобулиндер құрылысы 2 ауыр тізбек
және 2 жеңіл тізбектен тұрады.
Тізбектер өзара бір-бірімен дисульфидті
көпіршіктермен байланысады.

13.

Структура иммуноглобулинов различных
классов

14.

Бұлардың құрылысында квадриметрикалы димер екі
тізбектен (жеңіл және ауыр) тұрады.
Иммуноглобулиннің биохимиялық, қызметтік
ерекшеліктері ауыр тізбекке байланысты.
Сөйтіп әрбір иммуноглобулин құрылысы бірдей екі
жеңіл , екі ауыр тізбектен тұрады, оның молекулалық
салмағы Дальтон. Бұл тізбектер өзара дисульфидті
көпіршіктермен байланысқан, жеңіл және ауыр
тізбектің өзгермейтін (С), өзгеріп отыратын (V)
аймақтары бар, солардың қосылатын жерінде
белсенді антигендермен байланысатын орталық
орналасқан.
Антиденелер антигеннің әсерінен плазмалық торшадан
шығарылады. Әрбір антигенге қарсы сонымен ғана
байланысатын арнайы антидене түзіледi.

15.

Структура антитела
Антигенсвязывающие
центры
Тяжелые цепи(H)
Вариаб.
область
Fab-фрагмент
Легкая цепь (L)
Постоян.
область
Легкая цепь (L)
Дисульфидные
мостики
Fc-фрагмент

16.

КОМПЛЕКС АНТИГЕН-АНТИТЕЛО
ЭПИТОП
антигена
Активный центр
антитела
комплементарен эпитопу
антигена («как ключ к
замку»).
Одна молекула антитела
может связывать две
молекулы антигена
(бивалентное АТ).

17.

Antibodies are specific – they usually bind to
only one specific antigen.
Antibodies
Antigen
Microbe

18.

Взаимодействие антитела с антигеном
1. В каждом антителе выделяют Fс-фрагмент
(якорная часть), который может
взаимодействовать с мембраной клеток, и Fabфрагмент, в котором находится
антигенсвязывающий центр, который
взаимодействует с антигеном.
2. Антитело взаимодействует не со всей
молекулой антигена сразу, а лишь с ее
антигенной детерминантой (эпитопом).

19.

Антиденелер қасиеттері
Спецификалық қасиеті - иммуноглобулин тек арнайы антигенмен
қарым-қатынасқа түседі. Онда антидене белсенді орталығы —
антидетерминант (паратоп) антигендер белсенді орталығы —
детерминантпен (эпитоп) байланысады.
Валенттілігі
-иммуноглобулин
молекуласындағы
антидетерминанттың саны, көбінесе бұлар екі валентті, бірақ
кейде 5-10 валентті антиденелер кездеседi.
Аффиндігі олардың байланысы өте мықты, (антидене + антиген)
антидетерминант + детерминант байланысы.
Авидтігі — антиген мен антидене байланысы тұрақты, олардың
байланысуы жылдам және толық, олар әр түрлі торшалармен
байланыс жасай алады:
макрофагтармен байланысып фагоцитозды белсендіреді.
нейтрофилдермен фагоцитозды белсендіреді.
базофилдермен байланысып атопиялық реакция жүріп,
медиаторлар бөлініп, жедел жүретін аллергиялық реакцияға
әкеледі.
тромбоциттермен байланысып қан ұюын өзгертеді.
Лимфоциттермен-FC рецепторымен (иммуноглобулин G)

20.

Биологические функции антител
направлены на элиминацию
чужеродного антигена из организма
распознают и связывают антиген;
представляют антиген макрофагам и лимфоцитам;
обусловливают повреждение тканевых базофилов
(тучных клеток);
лизируют
клетки, содержащие чужеродные
субстанции;
опсонирующее влияние;
активирует систему комплемента.

21.

ФУНКЦИИ АНТИТЕЛ В ОРГАНИЗМЕ
1Нейтрализация
антигена
2- Опcонизация
3- Активация
комплемента
Элиминация антигена
Биологические функции антител направлены на элиминацию
чужеродного антигена из организма

22.

I-Нейтрализация антигена
Антиген нейтрализуется антителом, когда
образуется комплекс АГ-АТ

23.

II - Опсонизация
Антигены в комплексе с антителами становится более «привлекательными»
для фагоцитов

24.

III- Активация комплемента (по
классическому пути)
Система комплемента – это группа из 20 белков сыворотки
крови (обозначаются символами от C1 до C9), которые
принимают участие в реакциях неспецифической защиты:
лизиса клеток, фагоцитоза и т.д. В крови все компоненты
циркулируют в неактивной форме. Активация белков
комплемента осуществляется в результате образования
комплекса антиген-антитело. Запускается каскад реакций,
заканчивающийся формированием мембраноатакующего
комплекса. В результате происходит перфорция мембраны
микробной клетки с ее последующим лизисом.

25.

III- Активация комплемента (классический путь)
Эпитопы
Корпускулярный
антиген

26.

III- Активация комплемента (классический путь)
Иммунный комплекс инициирует активацию
комплемента
C1q
Запуск каскада
реакций
C9

27.

III- Активация
L’activation комплемента
du complément(классический
par la voie classique
путь)
Мембраноатакующий
комплекс
C9

28.

III- Активация комплемента (классический путь)
Entrée massive
d’eau par
Комплемент оказывает литическое
действие
osmose
на клетки, к которым прикрепились
антитела.
Разрушенная
бактерия

29.

Классы иммуноглобулинов
Ig A - басқа иммуноглобулиндермен салыстырғанда, түрлі секреттерге өтуіне қабілетіті. мысалы: /молозиво ішекте болатын сілекейлерде IgА секретінде
димер түрінде болады. Секреторлы антиденелер жергілікті иммунитеттерде тіршілік етеді.
Ig M - көптеген антигендермен адамдарды иммунизациялағанда қан сарысуында бірінші пайда болады, сондай-ақ плацента организмде де бірінші
синтезделеді. Ол 5 субьбірліктен тұрады, және оның әрқайсысының молекулярлық массасы.
IgG – 80% жуық негізгі сарысу иммуноглобулиннің молекулярлық массасын 150 000 құрайды.IgG-ге тән ерекшелік оның антигендерді өте тез
жылдамдықпен байланыстыра алу қабілетітілігінде, плацента арқылы ене алатын антиденелер класының бірден-бір тірі.
IgЕ – аллергиялық реакцияларға негізгі жауап береді
IgД– антигеннің ағзада қатыспауының асқынған түріне бағытталған.

30.

31.

Основные типы антител по действию на антиген:
1.
Агглютинирующие – агглютинируют (агрегируют) антигены.
1.
Преципитирующие – образуют комплекс с растворимыми антигенами только в растворах или гелях.
1.
Лизирующие – вызывают разрушение клеток-мишеней.
1.
Опсонизирующие – взаимодействуют с поверхностными структурами клеток микробов, способствуя поглощению их
фагоцитами.
1.
Нейтрализующие – инактивируют антигены, лишая их возможности проявлять патогенное действие.
1.
Антитоксические – нейтрализуют антигены.

32.

• Иммуноглобулиндер гетерогендік қасиетіне қарай 3 топқа
бөлінеді:
• а) изотипті
• б) аллотипті
• в) идиотипті
• Изотиптілігі — ауыр тізбегі құрылысына байланысты қалыпты
жағдайда бір түрдегі жануарларда, адамдарда бірдей. Ал олардың
айырмашылығы 4-тізбегіндегі аминоқышқылдармен сипатталады.
Сөйтіп иммуноглобулин G1, G2, G3, G4, ал иммуноглобулин А1,
А2 болып бөлінеді.
• Аллотиптілігі — әрбір жеке адамның иммуноглобулиндердің
айырмашылығын көрсетеді, ол генетикалық маркерлерге
байланысты.
• Идиотиптілігі — бұл антигендер спецификалық қасиетіне
байланысты тек бір иммуноглобулинге арналған. Қанша арнаулы
иммуноглобулин болса, сонша антиген варианттары болады.
• Идиотип
–
антиденелердің
өзгермелі
бөлігіндегі
аминоқышқылдардың орналасуының немесе Т-торшалық антиген
танитын рецепторының ерекшелігі. Оларға қарсы антиидиотипті
антиденелер өнеді.
• Т- және В- лимфоциттердің рецепторлары және антиген тануы
әр түрлi.

33.

34.

35.

Antibody Production: The Primary Response
Step 1: Antigen Presentation
Antigen
Macrophages take in antigen
by endocytosis
The macrophage processes the
antigen and attaches it to a
membrane protein called a
MHC (major histocompatibility
Macrophage
complexes) protein
MHC protein
The MHC protein is moved to
the cell surface membrane by
exocytosis so that the antigen is
displayed on its surface.

36.

Step 2: Activation of Helper T-cell
Helper T-cells have receptors on
their cell surface membranes which
can bind to antigens presented by
macrophages.
receptor
Helper T-cell
Helper T-cell binds to macrophage presenting
the antigen
Macrophage sends a signal to activate the helper T-cell

37.

Step 3: Activation of B-lymphocytes
B-cells have antibodies in their cell surface
membranes
Antigens bind to the antibodies in the surface
membranes of B-cells
Antigen
Inactive B-cell
Antibody

38.

An activated helper T-cell with
receptors for the same antigen
binds to the B-cell
SIGNAL
The helper T-cell sends a signal to the B-cell,
activating the B-cell.

39.

Step 4: Proliferation
The activated B-cell starts to divide
by mitosis to form a clone of plasma
cells.
Plasma cells are activated B-cells
with a very extensive network of
rough endoplasmic reticulum.
Plasma cells synthesis large
amounts of antibody, which they
excrete by exocytosis.

40.

The Secondary Response: Memory Cells
• If an antigen invades your body a second time, a
much faster response occurs which produces
much larger quantity of the required antibody.
• When activated B-cells are dividing during the
primary response, some cells stop dividing and
secreting antibody and become memory cells.
• Large numbers of memory cells remain in the
body for a long time…
• …they are capable of producing large amounts
of antibody very quickly when stimulated.

41.

Antigen
Antigen
Activate
B-cell
Clone
Memory
Cell
Activate
Helper
T-cell
Antibody Production:
Summary
Plasma Cell
Macrophage
Antibodies

42.

Моноклонды антиденелер
Моноклонды антиденелер дегеніміз – бір
жасушалық клонға жататын, иммунды
жасушаларды
өндіретін
антидене.
Моноклонды антиденелер кез – келген
затта өндіріле алады. Моноклонды
антиленелер сол заттың детекциясына
және тазаруына қатысады.
Моноклонды
антиденелер
биохимияда, молекулалық биологияда,
медицинада кеңінен қолданылады.

43.

• Моноклонды антиденелерді өткен ғасырдың 50
жылдарындағы
иммуноглобулин
құрылысын
зерттегенде қолдана бастады. Яғни олар лимфоидты
ісік жасушаларының – миеломаның өнімдері.
Миелома – ол сүйек кемігінің жасушасынан
дамитын ісік. Ол антидене түзетін шектеусіз
көбейетін
лимфоидты
жасушалар
клондары
болып табылады.
• Моноклонды антиденелерді алудың мақсаты –
берілген
арнайы
антиденелерді
түзетін
шектеусіз көбеюші жасушалар клонын алу болды.
Бұл мақсатты
1975 жылы
Жорж Кёлер
және Сезар Мильштейн қалыпты лифоциттер мен
миелоидты
жасушаларды
қоректі
орталарда қосып, гибрид алған.

44.

45.

Моноклональные антитела и гибридомная технология
Моноклонды антиденелер бір изотипке, бір аллотипке жатады және
оларда бірдей өзгермелі аймақтары, құрамы және идиотипі болады. 1984
жылыдың ақпан айында Жорж Кёлер және Сезар Мильштейн «in vitro»
моноклонды антиденелер алудың гибридомдық технологиясын ашқаны
үшін Нобель сыйлығына ие болған.
Моноклоналдық антиденелерді алу кезеңдері
1 жануарларды иммундеу;
2 иммунделген тышқандардың лимфоциттері мен миелома
жасушаларын будандастыру;
3 МКА-ді синтездейтін гибридомаларды анықтау (скрининг);
4 МКА-ді тұрақты синтездейтін гибридомаларды клондау;
5 МКА-ге сипаттама беру;
6 гибридомалардыin vivo және in vitro жағдайларында өсіру арқылы
МКА-ді көп мөлшерде жинау;
7 моноклоналды антиденелерді тазарту;
8 гибридті жасушаларды сақтау (криоконсервация).

46.

Гибридомаларды
алу
әдістің
негізінде
көкбауырдың сенсибилизденген лимфоциттердің
және миеломды жасұшалардың қосылуынан
кейін гибридтік жасұшалардың сериялық өсіруі
жатыр.
Кейіннен керекті ерекшелігі бар антиденелерді
секреттейтін клондарды іріктейді. Іріктелген
клонды жасұшалардың дақылдары ретінде
сақтайды немесе тышқандардың ағзасында
асцидтік ісік ретінде сақтайды.
Гибридомды технология бір неше кезеңдерден
тұрады: дайындық жұмыстар, моноклондарды
алу, клондарды сақтау, реклондау, асцидтік ісік
алу, антиденелерді тесттілеу, антиденелерді
тазалау.

47.

48.

49.

50.

Номенклатура
• PREFIX – TARGET - SOURCE SPECIES – SUFFIX
• Prefix - приставка: идентифицирует продукт
• Target – целевая молекула: 3-х буквенное обозначение
целевой молекулы или заболевания
• Source species - источник: 1 или 2-х буквенное обозначение
источника
• Suffix - окончание: mab – моноклональное антитело.
• Названия всех моноклональных антител оканчиваются на
«–mab» (от monoclonal antibody). Если антитело получено
от мыши, добавляется буква «о», и окончание у таких
антител «-omab». Химерные антитела получили окончание
«-ximab». Гуманизированные антитела имеют окончание «zumab», полностью человеческие – «-umab».

51.

Номенклатура
rituximab (Rituxan):
ri = приставка, идентифицирующая молекулу
tu = tumor - опухоль
xi = chimeric – химерная молекула
mab = monoclonal antibody – моноклональное
антитело.
• rituximab (Rituxan) – это химерное (человекмышь) моноклональное антитело, используется
для лечения пре-В-клеточного острого
лимфобластного лейкоза.

52.

53.

54.

Химерные моноклональные антитела
С помощью технологии рекомбинантных ДНК
константные домены мышиных антител были заменены
на соответствующие константные области
иммуноглобулинов человека, и только вариабельные
домены остались мышиными. Полученные таким
способом МКА принято называть химерными. Химерные
МКА в своей структуре имеют более 65 %
иммуноглобулина человека. Поскольку большая часть
антигенных детерминант иммуноглобулинов находится
в их константных доменах и с ними же связаны
основные эффекторные функции (взаимодействие с Fcрецепторами, системой комплемента), иммуногенность
химерных иммуноглобулинов мышь/человек
значительно снижена. При этом сохраняется
специфичность к антигену мышиных Fab-фрагментов и
функциональность МКА.

55.

56.

Гуманизированные МКА
Следующим этапом с помощью трансгенных технологий
стало создание гуманизированных МКА, которые на 95
% состоят из иммуноглобулина человека.
В молекулах гуманизированных МКА мышиными
являются только гипервариабельные участки CDR
(complementarity-determining regions — регионы,
определяющие комплементарность) — области Fabфрагментов, которые ответственны за специфическое
связывание антитела с антигенной детерминантой.

57.

58.

Полностью человеческие МКА
Такие антитела обладают самой низкой антигенностью
(иммуногенностью) при введении человеку.

59.

60.

ПОЛУЧЕНИЕ МОНОКЛОНАЛЬНЫХ
АТ ЧЕЛОВЕКА
Гибридомная техника
Фаговые библиотеки чел. АТ
Иммортализованные культуры В-лимфоцитов
Рекомбинантная ДНК-технология
Трансгенные животные –источник АТ человека
Химерные АТ
Химерные иммунотоксины

61.

• Клиникада моноклонды антиденелер адамның иммундық
статусын бағалауында, лимфоциттердің субпопуляцияларын
іріктеуінде кең қолданылады. Белгілі бір антигендерге
моноклонды антиденелер адамдағы жедел лейкоздың түрін
дифференциялауында қолданылады.
• Ісік метастаздарын анықтауда, жасушалық улармен
конъюгацияланған иммунотоксин ретінде қатерлі ісіктердің
бірнеше түрінде арнайы емдеуде қолданылады. Қазіргі кезде
гендік инженерия жетістіктері жаңа, гуманизацияланған
моноклонды антиденелер дайындауға мүмкіндік береді.
• Олар адамның әр түрлі патологиялық жағдайларында
иммунды емде қолданатын жаңа арнайы дәрілік препараттарды
дайындауда өте перспективті.
• Моноклонды
антиденлер
қазіргі
кезде
зерттеу,
диагностикалау және емдеу мақсаттармен кең пайдалануда және
оларды экспериментльды жіне клиникалық медицинада қолдану
аймақтары үнемі әлде де кеңейеді.