Антитела для потенциального использования в качестве лекарственных средств могут быстро превращаться в куриные клетки, выращенные в лабораториях. Исследователи называют свою технику человеческой системой ADLib, сокращенно автономно диверсифицирующей библиотеки.

Техника автоматически создает огромное количество или библиотеки разнообразных антител, используя естественный метод клеток куриной иммунной системы для перетасовки их генов.

Часто в форме буквы Y иммунная система вырабатывает антитела для борьбы с инфекциями и предотвращения повторного заражения. Маленькие части этой формы Y очень изменчивы.

Антитела используют свою уникальную форму, чтобы сформировать идеальное молекулярное объятие со специфическими антигенами, молекулами на поверхности причины инфекции.

Чтобы эффективно устранить инфекцию, антитела должны распознавать антигены, прикрепляться к ним и оставаться на них.

«Наша система ADLib может генерировать человеческие антитела против различных антигенов быстрее, чем существующие методы», – сказал Хидетака Сео, исследователь проекта в Токийском университете и первый автор недавно опубликованной научной статьи.

В стандартных методах индивидуальные антитела сначала идентифицируются, а затем вырабатываются с помощью медленного многоэтапного процесса с участием бактерий, клеток животных или иногда выделения антител из крови вакцинированных или инфицированных животных, а затем модифицирование этих антител животных для безопасного использования человеком. .

Первая система ADLib была разработана в 2005 году некоторыми членами нынешней исследовательской группы, которые в то время работали в исследовательском институте RIKEN за пределами Токио.

Оригинальная система ADLib производила куриные антитела с использованием клеток иммунной системы курицы. В последующие годы другие исследователи генерировали человеческие антитела у целых живых цыплят.

«В то время у нас была идея для человеческой системы ADLib, но эту технологию было очень трудно разработать», – сказал профессор Кунихиро Охта, соавтор недавней исследовательской работы, которая возглавляла оригинальную исследовательскую группу ADLib в РИКЕН и в настоящее время является деканом Высшей школы искусств и наук Токийского университета.

«Это первый случай последовательности рекомбинации генов человека, способной обеспечить практические библиотеки антител, разрабатываемые с использованием птичьих клеток, выращенных в лаборатории», – сказал Сео.

Чтобы разработать человеческую систему ADLib, исследователи сначала вставили человеческие гены, чтобы заменить гены антител куриных иммунных клеток и окружающие единицы ДНК, известные как псевдогены.

Затем клетки растут в чашке и размножаются в течение нескольких недель, генерируя гены антител различных новых комбинаций.

Это случайное качество генератора антител в системе ADLib приводит ко многим бесполезным антителам, но оно может генерировать более эффективные антитела, чем «встроенные» антитела, которые естественная иммунная система человека или животного вырабатывает естественным образом во время инфекции.

Отдельно исследователи покрывают крошечные магнитные шарики интересующими антигенами. Наконец, куриные клетки разрываются и содержимое промывается магнитными шариками.

Любые антитела, которые прилипают к покрытым антигеном магнитным шарикам, добавляются в библиотеку антител.

После выделения антител на магнитных шариках весь процесс их идентификации и проверки их специфичности может быть завершен в течение примерно 10 дней.

Исследователи утверждают, что это намного быстрее, чем традиционные методы генерации антител, что может занять несколько месяцев.

Многие вариации антител могут быть в состоянии связывать антиген, но оставаться на связи важно для правильной иммунной функции. Человеческая система ADLib включает в себя вторую фазу для усиления способности антител присоединяться и оставаться присоединенными к их антигенам, процесс, называемый созреванием аффинности связывания.

Хотя созревание аффинности связывания является трудоемким в обычных способах, система ADLib человека обеспечивает простой и эффективный способ. Куриные клетки с нужными антителами выращивают в лаборатории в течение еще одного короткого периода для дальнейшей умеренной диверсификации генов антител.

Антитела с более сильным сродством связывания с антигеном могут быть выделены из этой второй библиотеки.

Исследователи успешно добились сто кратного улучшения сродства связывания.

Исследователи до сих пор тестировали технику ADLib человека, чтобы найти антитела, подобные тем, которые в настоящее время используются для лечения некоторых видов рака.

«В будущем антитела к терапевтическим средствам для преодоления неудовлетворенных в настоящее время медицинских потребностей могут генерироваться с использованием человеческой системы ADLib», – сказал Юко Наказаки, соавтор недавней исследовательской работы и руководитель исследовательских лабораторий в Chiome Bioscience. Inc. Chiome совершенствует эту технологию в партнерстве с Токийским университетом.

Система ADLib не ограничивается генерированием антител.

Если мы заменим соответствующие куриные гены и псевдогены на любой другой представляющий интерес ген, мы могли бы создать библиотеки других белков для сельскохозяйственного, ветеринарного или медицинского использования ».

Хидетака Сео, первый автор исследования и исследователь проектов, Токийский университет

Это исследование, проведенное группой из Токийского университета и Chiome Bioscience Inc., было недавно опубликовано в научном журнале Cellular and Molecular Immunology .