Антитела
Рефераты - Рефераты 2017

Антитела- курсовик, диплом, реферат, лабораторная, методичка



При введении в организм животных и человека чужеродных макромолекулярных веществ — белков или полисахаридов (антигенов) в крови появляются защитные белки - антитела, для которых характерна необыкновенная, уникальная специфичность. Каждое антитело узнает только свой антиген, -точнее, одну его детерминантную группу.

Антитела давно и широко используются для нейтрализации бактериальных токсинов (дифтерийного, столбнячного), змеиных ядов (кобры, гадюк) вирусов, попавших в кровь (особенно эффективно вируса кори), и для идентификации индивидуальных белков (и других антигенов), находящихся в клетке или сложнейших тканевых экстрактах.

Однако иногда требуются не многокомпонентные смеси антител, возникающие в крови в ответ на введение антигена, а отдельные, элементарные составляющие этой смеси, направленные лишь к одной детерминанте антигена и имеющие одни и те же характеристики.

Способы получения антител

Получение антител для нужд человека начинается с иммунизации животных. После нескольких инъекций антигена в присутствии стимуляторов иммунного ответа в сыворотке крови накапливаются специфические антитела. Антитела выделяют из сыворотки в виде g-глобулиновой фракции, осаждая сыворотку крови сульфатом аммония Закрыть , спиртом, ПЭГ и другими веществами. Полученные антитела содержат много примесных белков. Высокоочищенные антитела выделяют с помощью ионообменной хроматографии.

Стандартные препараты получить довольно сложно, так как состав их зависит от вида животного, его индивидуальных особенностей, цикла иммунизации и других малоконтролируемых факторов. Но для современного биохимического анализа очень важна специфичность, то есть способность выделить данное вещество в сложных многокомпонентных средах, таких, как сыворотки крови, сок растений, ферментная среда. Такое возможно при использовании иммунохимического метода, использующего антитела, взаимодействующие узко специфично по принципу "антиген - антитело". Для проведения такого анализа необходимы абсолютно идентичные антитела, синтез которых обычными способами не приемлим.

Животное иммунизируют, в ответ на введение антигена в организме мыши активизируются продуцирующие антитела В-лимфоциты. Эти клетки могут жить только в организме хозяина, при переводе на искусственную питательную среду они гибнут. Если слить иммунную клетку с опухолевой, образуются гибридные клетки, способные неограниченно долго жить в искусственных средах. Одновременно они сохраняют способность синтезировать антитела.

Гибридомы, синтезирующие определенные виды антител, отбирают на селективных ростовых средах. Затем их помещают в культуральную жидкость, в которой они размножаются и образуют много родственных клеток (клон). Такие клоны могут синтезировать антитела, получившие название моноклональных (МКА). МКА - антитела, однородные по структуре и специфичности, которые можно производить в неограниченных количествах.

Другой метод получения антител основан на инъекции полученной гибридомы в брюшную полость мышки. Там гибридома реплицируется и вызывает образование асцитной опухоли (скопления клеток, плавающих в жидкости, заполняющей брюшную полость). Асцитная жидкость, выделенная из этой мыши, представляет суспензию, содержащую антитела.

Функциональная структура антител

Иммунная система вырабатывает специфические антитела на большое количество антигенов. Эта способность обусловлена наличием большого многообразия клонов лимфоцитов, каждый из которых вырабатывает антитела с узкой специфичностью. Антитела, в совокупности называемые иммуноглобулинами (Ig), составляют один из главных белковых компонентов крови - по весу около 20% суммарного белка плазмы.

Моноклональные антитела - это иммуноглобулины, синтезируемые одним клоном клеток. Антитела синтезируются в организме как проявление защитной реакции при попадании в него чужеродного вещества (антигена). Моноклональное антитело связывается только с одной антигенной детерминантой на молекуле антигена.

В качестве антигенов выступают различные вещества: клетки микроорганизмов, вирусы, белки, нуклеиновые кислоты, в некоторых случаях низкомолекулярные вещества типа антибиотиков или пестицидов. Антитела образуются не против всей молекулы белка или бактериальной клетки, а только к небольшим участкам на их поверхности – к антигенным детерминантам. Для белковой молекулы антигенной детерминантой являются участки поверхности, содержащие около 5 аминокислотных остатков.

Простейшие молекулы антител имеют форму буквы Y с двумя идентичными антиген-связывающими участками - по одному на конце каждой из двух “ветвей”. Защитный механизм действия антител основан на том, что при связывании антигенных детерминант происходит потеря определенных функций молекулы или клетки.

Молекула антитела образована четырьмя полипептидными цепями:

Две из них - идентичные легкие (L-цепь, из 220 аминокислот), а две - тяжелые (H-цепь, из 440 аминокислот). Все четыре цепи соединены между собой нековалентными и ковалентными (дисульфидыми) связями. Антиген-связывающие участки образуются за счет одной H и одной L-цепи. Эффективность реакций связывания антигена возрастает благодаря гибкому шарнирному участку антитела, который позволяет изменять расстояние между двумя антиген-связывающими участками. Шарнирный участок находится на H-цепи.

H-цепь образует также “хвостовой” участок молекулы, который содержит также одну или несколько олигосахаридных цепочек, функция которых неясна. Как L, так и Н-цепь построены из повторяющихся сегментов, или доменов, каждый из которых сворачивается независимо, образуя компактную функциональную единицу (эпитоп). Эти участки также могут выступать в качестве антигенных детерминант и, соответственно, связываться другими антителами.

Поскольку участков два, они могут сшивать антигены:

Если молекула антигена имеет три или больше антигенных детерминант, то антитела могут сшивать их в обширную сеть. Достигнув определенных размеров, такая сеть может выпасть из раствора в осадок:

Способность больших иммунных комплексов к осаждению (преципитации) дает возможность выявления антител и антигенов. Образование таких комплексов может приводить к агглютинации (склеиванию) молекул. Это явление лежит в основе определения групп крови, когда эритроциты склеиваются антителами той или иной специфичности - реакция гемагглютинации.

Использование моноклональных антител в иммунотерапии

Важная область применения лечебных препаратов на основе моноклональных антител — онкология, в особенности лечение лейкозов. С этой целью используют антитела к мембранным молекулам, характерным для клеток, вовлеченных в лейкозный процесс, и экспрессированым на них с плотностью, достаточной, чтобы вызвать элиминацию клеток (путем комплементзависимого цитолиза, фагоцитоза опсонизированных клеток или антителозависимого контактного цитолиза). Наиболее яркий пример препарата, успешно используемого для лечения хронического В-клеточного лимфолейкоза — препарат мабтера (ритуксимаб) на основе моноклональных антител к мембранной молекуле CD20, являющейся одной из маркерных молекул В-лимфоцитов.

Все моноклональные антитела, используемые в иммунотерапии, исходно мышиные. Однако с помощью генно-инженерных процедур все их составные части, кроме V-гена или гипервариабельных участков, заменены на человеческие. Такие моноклональные антитела называют гуманизированными.

Для лечения солидных опухолей разрабатывают препараты иммунотоксинов — молекул, совмещающих прицельность антител с цитотоксичностью растительных токсинов. Для этого полумолекулу (состава HL) моноклональных антител, специфичных к маркерной молекуле опухоли, ковалентно связывают с токсической субъединицей растительного токсина, чаще всего рицина или винкулина.

Благодаря прицельной доставке молекулы иммунотоксина к опухолевой клетке (за счет специфичности активного центра антитела) цитолиз клетки-мишени может быть достигнут при концентрации иммунотоксина, практически безвредной для организма.

Известны варианты этого подхода -использование вместо токсина радионуклида, комплексирование двух антител с разной специфичностью, направленной против опухолевого антигена и эффекторной клетки (для их сближения).

Моноклональные антитела различаются не только по своей целевой мишени, но и по способу борьбы с раковыми клетками. Их разделают на две большие группы: конъюгированные и неконъюгированные. Первые действуют сами, вторые таргетно (прицельно) доносят до раковых клеток то, что на них «навесили» ученые, — например, лекарство.

Неконъюгированные моноклональные антитела используются чаще всего. В большинстве случаев они прикрепляются к определенному антигену на раковых клетках и «помечают» их для иммунной системы. Например, алемтузумаб (Campath) используется для лечения некоторых пациентов с хроническим лимфолейкозом. Препарат связывается с CD52 на лимфоцитах и привлекает клетки иммунной системы.

Для лечения В-клеточной лимфомы изобрели ритуксимаб (Rituxan). Он нацелен на белок CD20, которые экспрессируется только В-клетками крови. После воздействия препарата снижается общее количество В-клеток: и опухолевых, и здоровых. Организм производит новые здоровые клетки взамен разрушенных, поэтому абсолютное и относительное количество раковых клеток оказывается сниженным.

Конъюгированные моноклональные антитела — это мАт, объединенные с радиоактивными частицами или препаратами химиотерапии. Используя такую сложную конструкцию, врачи могут направить лекарство или излучение напрямую на раковые клетки и одновременно снизить повреждение здоровых тканей. К примеру, препарат ибритумомаб (Зевалин) одобрен для неходжкинской лимфомы. Моноклональное тело помечено иттрием-90 и связывается с CD20 B-клеток. Адо-трастузумаб эмтансин (Kadcyla) одобрен для лечения HER2+ рака молочной железы.

Заключение

Существенным препятствием для применения моноклональных антител считается высокая стоимость и продолжительность производственного процесса. Тем не менее ученые не прекращают работу над созданием новых технологий, которые позволили бы выпускать медикаменты в ускоренные сроки и по доступной цене. В целом специалисты говорят о том, что в ближайшем будущем спектр патологий, которые можно будет лечить с помощью моноклональных антител, существенно расширится.

Для использования в терапии моноклональные антитела можно соединять с лекарством (например, с токсическими веществами). Благодаря специфичности антител они доносят это вещество непосредственно к раковым клеткам или патогенным микроорганизмам, что позволяет значительно повысить эффективность лечения.

Можно использовать моноклональные антитела для определения пола у крупного рогатого скота на предимплантационной стадии развития, а также для стандартизации методов типирования тканей при трансплантации органов, при изучении клеточных мембран (так были изучены антигены Т-лимфоцитов), для построения антигенных карт вирусов, возбудителей болезней.

Литература

1. Тартаковский А.Д. Питательные среды для культивирования клеток млекопитающих. Методы культивирования клеток. Л.: Наука, 1988

2.Фрешни Р. Культура животных клеток. Методы. М.: Мир

3.Фридлянская И.И. Получение моноклональных антител (гибридомная технология). Методы культивирования клеток. Л.: Наука, 1988.

4. А.Ю. Барышников, Е.Р. Полосухина. Моноклональные тела в онкологии.

 

 

 

 

 

 

 

Медицинский портал - медпортал - медицина - новости- medportal.gomel.byПоделитесь записью с друзьями

 

 

 

 

 

 

 

 

#fc3424 #5835a1 #1975f2 #b487c5 #af8cb4 #3ac3c6