Моноклональні антитіла

Моноклональні антитіла (mAbs) - це нове досягнення в молекулярній біології, вони швидко знайшли застосування в лікуванні багатьох захворювань, і терапія з їх використанням дає багатообіцяючі результати. Варто з’ясувати, що таке моноклональні антитіла і на скільки захворювань вони корисні.

Зміст

1. Виробництво моноклональних антитіл
2. Моноклональні антитіла в онкології
3. Моноклональні антитіла та аутоімунні захворювання
4. Моноклональні антитіла: інше застосування
5. Моноклональні антитіла в лабораторній діагностиці
6. Моноклональні антитіла: обмеження терапії

Моноклональні антитіла (mAbs - моноклональні антитіла) зобов’язані своїй назві певному походженню - вони продукуються однією лінією - одним клоном лімфоцитів групи В, тому всі вони ідентичні і з однаковою силою зв’язуються з одним антигеном - вони мають однакову та сама спорідненість.

Антитіло - це білок, що виробляється лімфоцитами групи В, його завдання - боротьба з патогенами, які потрапили в наш організм.

Антитіла утворюються, коли в організмі потрапляють чужорідні речовини. Це коли В-лімфоцити «вчаться» виробляти антитіла, спрямовані проти них, а потім «згадують» нового збудника і знову борються з ним, коли вони контактують з ним.

Ці частинки виконують своє завдання, прикріплюючись до певного місця на мікроорганізмі, найчастіше на клітинній мембрані, це називається антигеном.

Тоді існують різні механізми знищення збудника:

• мікроорганізми гинуть після приєднання великої кількості антитіл (покриття), оскільки вони погіршують функціонування клітинної мембрани
• прикріплення антитіла активує так звану систему комплементу, яка безпосередньо знищує збудника
• найчастіше зв'язування антитіла дає сигнал фагоцитарним клітинам "пожирати" даний мікроорганізм.

Антигенами також можуть бути, наприклад, ферменти, в цьому випадку прикріплення антитіла зазвичай призводить до інактивації. В нашому організмі ми маємо незліченну кількість постійно виробляються антитіл проти незліченної кількості антигенів, а контакт з новими спричинює вироблення проти них антитіл, тому цей пул постійно зростає.

Слід пам’ятати, що кожен штам В-лімфоцитів виробляє різні антитіла, які зв’язуються з різними антигенами. Отже, кількість В-клітинних груп настільки велика, скільки антигенів "запам'ятовує" організм.

Виробництво моноклональних антитіл

Для виробництва таких антитіл необхідно мати В-лімфоцит, який продукує специфічні антитіла проти антигену-мішені. Звідки такі лімфоцити?

Їх беруть у мишей, які були щеплені заздалегідь визначеним антигеном і продукували проти нього антитіла.

Потім цей мишачий лімфоцит зв’язується з клітиною мієломи, це ракова клітина, яка має здатність постійно ділитися, кажуть, що вона безсмертна.

Таке злиття утворює гібридну клітину, яка ділиться, утворюючи багато В-лімфоцитів, а антитіла, що виробляються ними, зв’язуються лише з антигеном, проти якого їх продукував первинний В-лімфоцит.

Потім гібридоми, продукти клітинного з’єднання, відокремлюють від решти і стимулюють до вироблення антитіл. Останні виділяють і поміщають в окремі посудини для отримання моноклональних антитіл.

В процесі виробництва їх можна модифікувати різними способами для синтезу:

• імунотоксини - це комбінації антитіл з рослинними або бактеріальними токсинами, завдяки яким, прикріпившись, токсин руйнує клітину, до якої приєднався комплекс
• антитіла до ліків - таким чином препарат доставляється безпосередньо в пошкоджену ділянку, це дозволяє, наприклад, зменшити кількість побічних ефектів ліків та максимізувати концентрацію препарату в цільовій зоні
• антитіла з ізотопами - такі злиття дозволяють "опромінювати" пухлинні клітини з мінімізацією побічних ефектів і пошкодження здорових клітин
• химерні та гуманізовані антитіла - в них різною мірою білок мишачих антитіл замінений людським, що зменшує вплив чужорідних видів та ризик серйозних алергічних реакцій (включаючи шок), які були основним обмеженням у застосуванні цієї терапії
• абзими - це антитіла, які діють як каталізатори, тобто прискорюють або дозволяють проходити хімічній реакції

Тому можливості модифікації дуже великі, вони полегшують дію антитіл не тільки на поверхню клітини, але і всередині неї, більше того, виробничий процес дозволяє виробляти антитіла проти практично будь-якої частинки.

У той же час моноклональні антитіла - це дуже точні молекули, вони зв'язуються лише з однією конкретною структурою, їх специфічність і безліч модифікацій перетворюються на їх численні застосування в медицині, не тільки для лікування.

Моноклональні антитіла в онкології

Найвідоміше і найширше використання цих частинок при лікуванні раку, значною мірою тому, що вони дозволяють руйнувати конкретні клітини.

Однак умовою є наявність антигенів на ракових клітинах, до яких антитіло може приєднуватися та ініціювати руйнування.

Ці антигени повинні бути унікальними і з’являтися лише на пухлинних клітинах, оскільки їх наявність у здорових тканинах призведе до їх руйнування та пошкодження нормально функціонуючих органів.

Назва методу лікування із застосуванням моноклональних антитіл не дивна - це цілеспрямована терапія, оскільки дозволяє точно планувати місце дії препарату та руйнування конкретних клітин.

З іншого боку, унікальність антигенів є обмеженням - ця терапія не може застосовуватися при будь-якому типі раку - не всі з них мають специфічні антигени або вони ще не виявлені, а ті, які мають, часто змінюють свою структуру протягом перебігу захворювання.

Варіативність новоутворень настільки велика, що навіть у випадку раку одного органу не всі пацієнти матимуть однакові антигени, тому не всі зможуть використовувати моноклональні антитіла.

Антитіла діють по-різному для лікування раку:

• активувати імунні механізми, що дозволяють знищувати ракові клітини
• вони посилюють апоптоз, тобто програмують загибель клітин
• блокують розвиток судин в пухлині
• блокують рецептори фактора росту
• вони доставляють ліки або радіоактивні елементи до клітин

При яких захворюваннях застосовується цілеспрямована терапія?

Моноклональні антитіла найчастіше використовуються при лейкозах та лімфомах, наприклад, при хронічному мієлоїдному лейкозі - іматиніб, дазатиніб, тобто інгібітори тирозинкіназ, ферменту, відповідального за регуляцію клітинного поділу.

При хронічному лімфолейкозі та при лімфомах ритуксимаб пов'язується з антигеном CD20, присутнім на лімфоцитах групи В.

Він виявляється на «хворих» та на здорових лімфоцитах, усі лімфоцити групи В руйнуються в результаті терапії ритуксимабом, але їх попередники кісткового мозку не мають рецептора CD20 і тому залишаються неушкодженими.

Після завершення лікування ці клітини відновлюють нормальні лімфоцити.

Також при солідних пухлинах застосовують моноклональні антитіла, наприклад, трастузумаб при раку молочної залози (він зв'язується з антигеном HER2) або бевацизумаб при раку прямої кишки, який, у свою чергу, зв'язується з VEGF, інгібуючи розвиток кровоносних судин у пухлині.

Моноклональні антитіла також використовуються в трансплантології

Після трансплантації органів важливо придушити імунну відповідь, яка спричиняє відторгнення органу.Трапляється, що лише певна група лейкоцитів атакує новий орган, тоді після їх ідентифікації можна вводити антитіла, що пригнічують цю активність, а інші білі кров’яні клітини все одно виконуватимуть своє завдання захисту від інфекцій.

Моноклональні антитіла та аутоімунні захворювання

Моноклональні антитіла також широко використовуються при запальних захворюваннях, аутоімунних захворюваннях (аутоімунні захворювання), в цьому випадку це так звані біологічні препарати, призначені для лікування, наприклад, ревматоїдного артриту, системного червоного вовчака, анкілозуючого спондиліту.

Також моноклональні антитіла використовуються при лікуванні шкірних захворювань - псоріазу або кишкових захворювань - хвороби Крона та виразкового коліту.

Всі ці захворювання покладаються на неадекватну активацію імунної системи, а здійснення біологічного лікування дозволяє придушити саме цей процес в імунній відповіді, що відповідає за виникнення даного захворювання.

При цих захворюваннях застосовуються такі препарати, як адалімумаб, анакінра, етанерцепт. Кардіологія - ще одна галузь, яка використовує досягнення молекулярної біології.

Моноклональні антитіла: інше застосування

Абциксимаб - це антитіло, яке блокує здатність агрегувати тромбоцити, цей препарат може бути компонентом терапії, що проводиться після ангіопластики коронарних артерій, він все ще не дуже популярний, але його застосування зростає.

Лікування отруєнь і знешкодження бактеріальних токсинів, таких як правець, також проводиться із застосуванням моноклональних антитіл, які, поєднуючись із шкідливою речовиною, блокують його дію.

Подібним чином при лікуванні остеопорозу можуть використовуватися антитіла, одним із методів лікування є введення антитіла до деносумабу, яке блокує активність остеокластів - клітин, відповідальних за розпад кістки.

Моноклональні антитіла в лабораторній діагностиці

На додаток до широкого спектру препаратів, заснованих на дії антитіл, також лабораторна діагностика в тестах ІФА та РІА використовує моноклональні антитіла.

Вони використовуються в основному для діагностики інфекційних захворювань і дозволяють виявити антитіла проти досліджуваного збудника.

Підтвердження діагнозу, наприклад, хвороби Лайма полягає у поєднанні зразка крові з моноклональними антитілами, які поєднуються з антитілами, розробленими для боротьби з цією хворобою.

Досить складно, але інтерпретація дещо простіша - якщо реакція має місце, це означає, що пацієнт контактував із хворобою Лайма та має антитіла проти цієї бактерії, тож він був чи хворіє.

Тести ELISA та RIA також можуть бути використані для оцінки рівня гормонів, онкомаркерів, антитіл IgE, пов’язаних з алергією, та ліків.

Моноклональні антитіла: обмеження терапії

Моноклональні антитіла - це сучасні препарати, які потенційно мають багато переваг і застосовуються при широкому діапазоні захворювань, проте вони використовуються досить рідко і найчастіше на найбільш запущених стадіях захворювання. Чому?

Існує декілька обмежень їх використання: по-перше, це досить нові препарати, і для багатьох ми не знаємо, який довгостроковий ефект від їх використання та чи вони дійсно безпечні в довгостроковій перспективі.

Крім того, моноклональні антитіла можуть пошкодити здорові клітини, якщо вони мають такий самий антиген, як ті, проти яких проводиться лікування.

Також нерідкі випадки, коли вони спричиняють клопітні побічні ефекти, такі як нудота та блювота, діарея, але найбільш небезпечними є алергічні реакції, включаючи анафілактичний шок.

На жаль, цей ризик зберігатиметься до тих пір, поки в цих антитілах буде присутній білок чужорідних видів (моноклональні антитіла насправді виробляються мишами).

Останній фактор - ціна, процес виробництва дуже складний і здійснюється спеціалізованими лабораторіями.

Все це робить виробничу вартість моноклональних антитіл високою - вони є найдорожчими з усіх виготовлених препаратів.

Слід також пам’ятати, що моноклональні антитіла вводяться лише в лікарнях через, крім іншого, можливі побічні ефекти та необхідність внутрішньовенного введення.

Тому придбати їх в аптеці не можна навіть за рецептом.

Моноклональні антитіла є предметом інтенсивних досліджень, і кількість доступних препаратів на їх основі зростатиме, залишається сподіватися, що завдяки їм ми зможемо ефективніше боротися з багатьма хворобами.

В даний час вони мають ряд застосувань, хоча через відносно короткий час їхньої доступності вони розглядаються як будь-яка новинка в медицині, з невеликим резервом.

На жаль, моноклональні антитіла також мають обмеження у використанні, і іноді навіть вони не завжди ефективні в боротьбі з хворобою.

Однак не можна переоцінити, що терапії, що застосовуються ними, врятували життя або значно зменшили тяжкість захворювань у багатьох пацієнтів з недугами, які здавались нестримними протягом багатьох років.