Tung kæde antistoffer

Tungkædede antistoffer er en klasse af antistoffer , der kun har to tunge kæder og ikke to lette kæder .  De binder antigener med variable domæner placeret på tunge kæder (VH ) , i modsætning til konventionelle antistoffer, hvor variable domæner af lette kæder ( VL ) også deltager i interaktion med antigenet . I naturen findes tungkæde-antistoffer kun i bruskfisk og kamelider , men på grundlag heraf udvikles kunstige terapeutiske antistoffragmenter - de såkaldte single - domain antistoffer ( Single-domain antibody ) [1] . 

Studiehistorie

I 1989 undersøgte en gruppe videnskabsmænd ledet af Raymond Hamers fra Det Frie Universitet i Bruxelles immunsystemet hos dromedarkameler . Ud over de sædvanlige firekædede antistoffer fandt de antistoffer, der kun bestod af to tunge kæder. En rapport om denne opdagelse blev offentliggjort i tidsskriftet Nature i 1993 [2] . I 1995 fandt en gruppe forskere fra University of Miami andre antistoffer bestående af kun to tunge kæder i hajer [3] .

Hos bruskfisk

Den tunge kæde-antistof i bruskfisk kaldes immunglobulin med en ny antigenreceptor (IgNAR ) .  IgNAR'er har fem konstante domæner pr. kæde i stedet for de sædvanlige tre, adskillige disulfidbindinger i usædvanlige positioner, og den komplementaritetsbestemmende region 3 [ danner en forlænget løkke, der lukker af det sted, som konventionelle antistoffer binder til med let kæde. Disse forskelle, koblet med bruskfiskens fylogenetiske alder, har givet anledning til den hypotese, at IgNAR'er er tættere beslægtet med primære antigenbindende proteiner end pattedyrs immunoglobuliner [4] . Hajer og sandsynligvis andre bruskfisk har også fire-kædede antistoffer: immunglobuliner M og immunglobuliner W [5] .  

Camel's

De eneste pattedyr, der har antistoffer med tunge kæder, er medlemmer af kamelfamilien : kameler , lamaer og vicuñaer [6] . I disse organismer opstod der tungkædeantistoffer som et resultat af tabet af et af de konstante domæner ( CH 1) i den tunge kæde, og deres variable domæne (VH ) undergik yderligere modifikationer. Disse to steder er nødvendige for binding til lette kæder [1] [2] . Tungkædeantistoffer fra kamelider og beslægtede pattedyr deler ligheder med lignende bruskfiskeantistoffer: de har også en forlænget CDR3-løkke og en lignende CDR1 - konformation . Det menes, at denne lighed er resultatet af konvergent evolution og optrådte i forbindelse med funktionelle træk. Omkring 50 % af antistofferne fra kameler og beslægtede arter er typiske firekædede pattedyrsantistoffer. Om der er dyr med kun tung kæde antistoffer vides ikke [7] .

Antistoffer fra de tunge kæder af kamelider og beslægtede dyr er lige så specifikke som konventionelle firekædede antistoffer, og standardmetoder til isolering og ex vivo -produktion ved høje koncentrationer kan anvendes på dem. På grund af deres mindre størrelse er disse antistoffer velegnede til bakteriel transformation , hvilket gør dem til praktiske forskningsværktøjer [8] . I øjeblikket opnås antistoffer til forskningsformål fra tunge kæder, kaldet nanobodies ,  som har forskellige biokemiske egenskaber [9] . For eksempel bruges kamel nanobodies til at vurdere antallet af blodkoagulationsfaktor VIII- molekyler i humant blodplasma [10] , derudover blev det foreslået at bruge dem til at påvise tau-protein i neuroner , hvilket kan være vigtigt for diagnosen og behandlingen af Alzheimers sygdom [11] .

Enkelt domæne antistoffer (nanobodies)

Et alternativ til naturlige tungkædede enkeltdomæneantistoffer er kunstigt afledte enkeltdomæneantistoffer fra konventionelle muse [12] , kanin [13] eller humane [14] antistoffer . Eksperimenter med arter af kamelider og hajer er svære at få adgang til, fordi deres vedligeholdelse og immunisering kræver særlige forhold. Derfor er det mere bekvemt at arbejde med transgene gnavere , der producerer funktionelle camelid tung kæde antistoffer eller lama -human tung kæde hybrid antistoffer . For eksempel er transgene mus, der huser alpaca- , dromedar- og bakterie-VH, blevet brugt til at isolere potente VH-neutralisatorer , der genkender epitoper , der er utilgængelige for konventionelle antistoffer [15] . Transgene mus, der genererer humane tungkædede variable domæner med høj affinitet, høj opløselighed og resistens over for aggregering, kunne bruges til produktion af forskellige terapeutiske midler [16] .

Noter

  1. ↑ 1 2 Harmsen MM , De Haard HJ Egenskaber, produktion og anvendelser af camelid single-domain antistof fragmenter.  (engelsk)  // Anvendt mikrobiologi og bioteknologi. - 2007. - November ( bind 77 , nr. 1 ). - S. 13-22 . - doi : 10.1007/s00253-007-1142-2 . — PMID 17704915 .
  2. ↑ 1 2 Hamers-Casterman C. , Atarhouch T. , Muyldermans S. , Robinson G. , Hamers C. , Songa EB , Bendahman N. , Hamers R. Naturligt forekommende antistoffer uden lette kæder.  (engelsk)  // Nature. - 1993. - 3. juni ( bd. 363 , nr. 6428 ). - S. 446-448 . - doi : 10.1038/363446a0 . — PMID 8502296 .
  3. ↑ Greenberg AS , Avila D. , Hughes M. , Hughes A. , McKinney EC , Flajnik MF En ny antigenreceptor-genfamilie, der gennemgår omlejring og omfattende somatisk diversificering i hajer.  (engelsk)  // Nature. - 1995. - 9. marts ( bd. 374 , nr. 6518 ). - S. 168-173 . - doi : 10.1038/374168a0 . — PMID 7877689 .
  4. ↑ Stanfield RL , Dooley H. , Flajnik MF , Wilson IA Krystalstruktur af en haj-enkeltdomæne-antistof V-region i kompleks med lysozym.  (engelsk)  // Science (New York, NY). - 2004. - 17. september ( bind 305 , nr. 5691 ). - S. 1770-1773 . - doi : 10.1126/science.1101148 . — PMID 15319492 .
  5. ↑ Flajnik, M.F.; Dooley, H. Generering og udvælgelse af enkelt-domæne, V-regionsbiblioteker fra Nurse Sharks  . - 2009. - Bd. 562.-S. 71-82. — (Metoder i molekylærbiologi). - ISBN 978-1-60327-301-5 . - doi : 10.1007/978-1-60327-302-2_6 .
  6. ↑ Conrath KE , Wernery U. , Muyldermans S. , Nguyen VK Fremkomst og udvikling af funktionelle tungkæde-antistoffer i Camelidae.  (engelsk)  // Developmental And Comparative Immunology. - 2003. - Februar ( bind 27 , nr. 2 ). - S. 87-103 . — PMID 12543123 .
  7. ↑ Nanobodies . Nanobody.org. Hentet 29. maj 2022. Arkiveret fra originalen 16. februar 2021.
  8. ↑ Ghannam A. , Kumari S. , Muyldermans S. , Abbady A.Q. Kamelide nanobodies med høj affinitet for broad bean-melevirus: et muligt lovende værktøj til at immunmodulere planteresistens mod vira.  (engelsk)  // Plant Molecular Biology. - 2015. - Marts ( bd. 87 , nr. 4-5 ). - S. 355-369 . - doi : 10.1007/s11103-015-0282-5 . — PMID 25648551 .
  9. ↑ Vincke C. , Muyldermans S. Introduktion til tungkædeantistoffer og afledte nanostoffer.  (Engelsk)  // Methods In Molecular Biology (Clifton, NJ). - 2012. - Bd. 911 . - S. 15-26 . - doi : 10.1007/978-1-61779-968-6_2 . — PMID 22886243 .
  10. ↑ El Amrani M. , Donners AAM , Graat G. , Lentjes EG , Huisman A. , Musson REA , van Maarseveen EM Kvantificering af koagulationsfaktor VIII i humant plasma med væskekromatografi tandem massespektrometri ved anvendelse af en selektiv prøveoprensning med camelid nanobodies.  (engelsk)  // Journal Of Pharmaceutical And Biomedical Analysis. - 2019. - 25. oktober ( bind 175 ). - P. 112781-112781 . - doi : 10.1016/j.jpba.2019.112781 . — PMID 31398627 .
  11. ↑ Dupré E. , Danis C. , Arrial A. , Hanoulle X. , Homa M. , Cantrelle FX , Merzougui H. , Colin M. , Rain JC , Buée L. , Landrieu I. Single Domain Antibody Fragments as New Tools for påvisning af neuronalt Tau-protein i celler og i museundersøgelser.  (engelsk)  // ACS Chemical Neuroscience. - 2019. - 19. august. - doi : 10.1021/acschemneuro.9b00217 . — PMID 31380615 .
  12. ↑ Pang, Q., Chen, Y., Mukhtar, H., Xiong, J., Wang, X., Xu, T., ... & Wang, J. (2022). Kamelisering af et murint enkelt-domæne antistof mod aflatoksin B1 og dets antigenbindingsanalyse. Mykotoksinforskning, 38(1), 51-60. PMID 35023020 PMC 8754551 doi : 10.1007/s12550-021-00433-z
  13. ↑ Feng R, Wang R, Hong J, Dower CM, Croix BS, Ho M (januar 2020). "Isolering af kanin-enkeltdomæne-antistoffer mod B7-H3 via proteinimmunisering og fagdisplay" . Antistofterapi . 3 (1): 10-17. DOI : 10.1093/abt/tbaa002 . PMC  7052794 . PMID  32166218 .
  14. ↑ Holt LJ, Herring C, Jespers LS, Woolven BP, Tomlinson IM (november 2003). "Domæneantistoffer: proteiner til terapi". Tendenser inden for bioteknologi . 21 (11): 484-90. DOI : 10.1016/j.tibtech.2003.08.007 . PMID  14573361 .
  15. ↑ Xu, J., Xu, K., Jung, S., Conte, A., Lieberman, J., Muecksch, F., ... & Casellas, R. (2021). Nanobodies fra camelidmus og lamaer neutraliserer SARS-CoV-2-varianter. Nature, 595(7866), 278-282. PMID 34098567 PMC 8260353 doi : 10.1038/s41586-021-03676-z
  16. ↑ Belanger, K., & Tanha, J. (2021). Højeffektive, højfremstillede humane VH-domæne-antistofterapier fra transgene kilder. Protein Engineering, Design and Selection, 34:gzab012. PMID 33991089 doi : 10.1093/protein/gzab012

Litteratur

 Antistoffer
Vilkår
Antistof klasser