Teoriile formării anticorpilor. O scurtă istorie a descoperirii și utilizării anticorpilor

Un anticorp este o moleculă fără de care este imposibil de imaginat stiinta moderna si medicina. Joacă un rol cheie atât în ​​multe metode ale științei experimentale, cât și în diagnosticare. diverse boli. Medicamentele pe bază de anticorpi au schimbat fața industriei farmaceutice și continuă să entuziasmeze lumea cu tot mai multe perspective noi. Între timp, această zonă de cunoaștere a parcurs un drum complex și fascinant, în care științele fundamentale și aplicative au mers mână în mână, la care au lucrat cercetători geniali și unde s-au făcut descoperiri cu adevărat mari. Vom vorbi despre principalele repere în studiul anticorpilor, precum și despre aplicațiile acestora în medicină și știință. Acest articol deschide o serie de lucrări dedicate anticorpilor monoclonali.

Un proiect special despre anticorpi, istoria studiului lor, metodele de lucru cu aceștia, precum și utilizarea anticorpilor în medicina și biotehnologia modernă.

Partenerul proiectului special este Departamentul de Biologie Computațională al uneia dintre cele mai mari companii rusești de biotehnologie - . BIOCAD și-a câștigat o poziție serioasă pe piața farmaceutică globală datorită producției de medicamente pe bază de anticorpi.

Capitolul 1. O scurtă istorie a descoperirii anticorpilor: din secolul al XIX-lea până în zilele noastre

Începutul: Istoria dezvoltării serului de difterie

Până în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, știința în curs de dezvoltare a imunologiei a acumulat suficiente date despre imunizare - capacitatea organismului de a rezista agentului cauzal al unei boli atunci când o întâlnește din nou. Un rol semnificativ aici l-a jucat dezvoltarea de către Edward Jenner și distribuirea pe scară largă a primului vaccin eficient împotriva variolei la sfârșitul secolului al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea. Jenner a folosit conținutul pustulelor de la pacienții cu variola bovină, care nu este periculos pentru oameni, pentru a obține imunitate împotriva variolei (Fig. 1). Un scurt rezumat al acestei istorii poate fi găsit pe site-ul „Istoria medicinei”.

De-a lungul timpului, s-a înțeles că substanțele corpului imunizat, care îl ajută să nu se îmbolnăvească la contactul repetat cu agentul cauzal al bolii, sunt conținute în partea lichidă a sângelui - ser. Serul poate fi introdus într-un organism care nu a fost niciodată în contact cu agentul patogen și poate obține protecția acestuia de ceva timp, precum și vindeca un organism deja bolnav!

În 1888, Émile Roux și Alexandre Yersin au descoperit o toxină solubilă din bacilul difteric. Imunizarea animalelor de laborator cu această toxină a dus la formarea unei substanțe care o neutralizează - așa-numita antitoxină, care a format baza activă a serului. Un punct important s-a înțeles că răspunsul imun este îndreptat nu asupra microorganismului în ansamblu, ci asupra părții sale - fie că este o substanță secretată solubilă sau un element structural. Termenul „toxină” s-a schimbat ulterior în termenul mai larg „antigen” și „antitoxină” în „anticorp”.

În 1890, a fost publicată lucrarea comună a medicului-cercetător german Emil Adolf von Behring (Fig. 2) și microbiologului japonez Kitasato Shibasaburo „Despre dezvoltarea imunității împotriva difteriei și tetanosului la animale”, în care au arătat că sângele serul iepurilor, infectat cu bacil tetanic, este capabil să protejeze șoarecii de bacilii tetanici vii și de toxina tetanica. O săptămână mai târziu, Behring a publicat proprietăți protectoare similare ale serului de sânge al cobaii imunizați cu agenți patogeni inactivați ai difteriei și toxina difterice. Bering și-a încheiat lucrarea cu o declarație destul de tare: „Astfel, posibilitatea de a trata chiar și cele mai grave boli nu mai poate fi ignorată.”.

Aceste constatări au stârnit proteste publice. Tetanusul, o boală cu transmitere prin contact și mortalitate ridicată, era la acea vreme cauza comuna decesele copiilor și ale personalului militar (apropo, acesta din urmă era o preocupare mai mare, în ciuda faptelor și statisticilor). Problema difteriei a fost, de asemenea, destul de acută. Absența metode eficiente tratamentul lui a dus la faptul că aproape fiecare al douăzecilea copil din Europa și SUA a murit din cauza acestei boli.

În ianuarie 1892, Behring a început primul studiu uman al serului anti-difteric. Începutul a fost dat în noaptea de Crăciun a anului 1891, când prima injecție a serului salvator a fost administrată unei fetițe pe moarte în secția de chirurgie a Spitalului de Copii Bergmann din Berlin.

Cu toate acestea, tehnologia avea un potențial limitat pentru cercetare la scară largă, pe care Behring a reușit să o îmbunătățească în colaborare cu Paul Ehrlich. Pentru a obține zer, oamenii de știință au început să folosească animale mai mari (cai) în loc de iepuri, ceea ce a făcut posibilă obținerea unor cantități mai mari de zer. În plus, tehnica de imunizare a fost standardizată și, în consecință, a devenit potrivită pentru studiile clinice.

Primele observații majore, publicate în 1894, au prezentat rezultatele tratării a 220 de copii cu „ser miracol”, dintre care până la 77% au supraviețuit - o cifră fără precedent pentru acei ani. Dacă tratamentul a început în primele două zile, atunci rata de supraviețuire tinde spre 100%, dar dacă în a șasea zi, succesul era așteptat în doar 50% din cazuri. Prin îmbunătățirea serului, Bering a reușit să reducă mortalitatea la 1-5% în cazul diagnosticării în timp util a bolii.

Bering a considerat serul său absolut inofensiv, dar, din păcate, acest lucru nu a fost în întregime adevărat. În 1896, unui copil sănătos care a avut contact cu o menajeră care avea difterie i s-a administrat ser ca măsură preventivă. Ca răspuns la aceasta, băiatul a dezvoltat șoc anafilactic, iar copilul nu a putut fi salvat. După cum a vrut soarta, tatăl băiatului s-a dovedit a fi un patolog celebru care a documentat ulterior acest prim caz fatal asociat cu administrarea serului.

Pentru Bering, acesta este chiar începutul călătoriei - el va lucra nu numai la problema tratării difteriei, ci va obține și un succes semnificativ în materie de vaccinare. După ce a depus o cantitate colosală de muncă pentru a dezvolta medicamentul practic „de la idee la pacient”, Bering a pus bazele efectuării de studii preclinice și clinice ale medicamentelor de acest tip (puteți citi despre modul în care studiile clinice moderne sunt organizate într-un proiect special dedicată acestui lucru). Lucrarea strălucitoare și fructuoasă a lui Bering a fost distinsă cu Premiul Nobel în 1901 cu formularea „ pentru munca sa asupra terapiei cu ser, în special pentru utilizarea acesteia în tratamentul difteriei, care a deschis noi căi în știința medicală și a pus în mâinile medicilor o armă victorioasă împotriva bolii și a morții» .

Mijloc: teoria „lanțului lateral” selectiv a lui Paul Ehrlich

În 1896, Gruber și Durham au descoperit fenomenul de aglutinare bacteriană, iar în 1897 Krause a descris reacția de precipitare (formarea complexului) dintre antigen și anticorp, ceea ce a făcut posibilă studiul calitativ și cantitativ al reacției antigen-anticorp. Acest lucru a fost făcut de Paul Ehrlich, un remarcabil om de știință, medic, microbiolog german, unul dintre fondatorii imunologiei și chimioterapiei (Fig. 3). Ehrlich a dezvoltat principiul cuantificare anticorpi și antigeni prin titrare, care este acum o condiție necesară pentru standardizare și, de asemenea, a pus bazele pentru înțelegerea specificității interacțiunii antigen-anticorp. În plus, în lucrarea sa din 1897 „Măsurarea activității serului de difterie și a acestuia fundamente teoretice» Paul Ehrlich a exprimat pentru prima dată ipoteza formării anticorpilor, numită teoriile lanțului lateral(Fig. 4) .

Ehrlich credea că un anticorp este un fel deosebit molecule localizate ca receptori („lanțuri laterale”) pe suprafața celulelor. Lanțurile laterale, datorită configurației lor speciale, complementare (adică complet corespunzătoare acesteia) moleculei de antigen, sunt capabile să interacționeze cu aceasta după principiul „key-lock”, și într-un mod ireversibil. Această interacțiune este specifică și un anumit repertoriu de astfel de „lanțuri laterale” există inițial pe suprafața celulei. Un antigen este capabil să selecteze receptorii specifici acestuia, care apoi se desprind de la suprafața celulei, circulă în sânge în căutarea antigenului „său” și în cele din urmă îl inactivează.

Teoria simplă și concisă a lui Ehrlich a fost rapid preluată de comunitatea științifică, definind pentru mult timp vectorul gândirii imunologice. Cu toate acestea, după câteva decenii, au fost descoperite lacune în el. Întrebările nerezolvate se refereau în primul rând la specificitatea anticorpilor formați, deoarece de-a lungul timpului s-a descoperit că anticorpii sunt produși nu numai împotriva agenților patogeni, ci și împotriva substanțelor inofensive, inclusiv a moleculelor proprii ale corpului și chiar a compușilor chimici mici.

Figura 4. Teoria lanțului lateral. Celula imunitară are un repertoriu de lanțuri laterale cu care toxina interacționează ca o cheie. Această interacțiune duce la sinteza unui număr mare de lanțuri laterale de o anumită specificitate, care se desprind de la suprafață sub formă de lanțuri laterale solubile, circulă prin fluxul sanguin și neutralizează toxina.

Karl Landsteiner a adus o contribuție majoră la studiul repertoriului antigenului. La începutul secolului al XX-lea, el a arătat existența anticorpilor la antigenele proprii ale organismului - proteine ​​de pe suprafața globulelor roșii - și a descoperit astfel existența grupelor sanguine, pentru care a fost distins cu Premiul Nobel (1930). Și în 1923, Karl Landsteiner a descoperit haptene- o clasă de compuși cu molecul scăzut la care nu se produce un răspuns imun. Dacă un astfel de compus se leagă de proteinele proprii ale corpului (de exemplu, albumina din sânge sau receptorii de pe suprafața celulelor), atunci încep să se formeze anticorpi împotriva unui astfel de complex.

Producerea de anticorpi ar putea fi realizată și pentru compuși sincer „artificiali”, a căror apariție în natură este complet exclusă - de exemplu, Landsteiner a obținut anticorpi la dinitrofenil. A devenit clar că nu se putea vorbi despre preexistența unui repertoriu divers, dar evident limitat de anticorpi. Presupunerea a devenit intuitiv clară că un organism viu este capabil să „citească” cumva structura antigenului și apoi să sintetizeze anticorpi care îi sunt complementari. Rețineți că structura moleculei de ADN a fost descifrată abia în 1953, iar dogma centrală a biologiei moleculare „ADN → ARN → proteină” a fost propusă de Francis Crick abia în 1958, astfel încât dezvoltarea imunologiei până în acel moment a fost încetinită de ignoranță. a principiului sintezei moleculelor proteice. Se credea că proteinele sunt sintetizate pe o matrice proteică (care, desigur, s-a dovedit a fi complet greșită) și că unicitatea matricei determină unicitatea structurii primare a proteinei sintetizate. Sinteza anticorpilor ar fi trebuit să aibă loc într-un mod similar, timp în care antigenul a acționat ca o matrice: anticorpii au fost sintetizați direct pe suprafața sa - aminoacizii au fost cusați într-un lanț complementar conformației antigenului. S-au numit idei similare despre originea specificității anticorpilor teorii matriciale.

Ulterior, au fost obținute date care indică faptul că anticorpii au o natură proteică destul de similară. S-a ajuns la un compromis în teoria lui Linus Pauling și Dan Campbell. Ei credeau că înainte de a întâlni un antigen, organismul sintetizează „protoanticorpi” sub formă de lanțuri proteice scurte. După contactul cu antigenul, aceste lanțuri dobândesc specificitate și sunt în continuare reticulate folosind legături disulfurice într-un anticorp divalent.

Sfârșit: teoria selecției clonale

Teoriile matricei nu au spus nimic despre producția de anticorpi. Între timp, știința a devenit conștientă de unele fenomene care erau greu de explicat prin teoriile matriceale, cum ar fi memoria imunologică (abilitatea de a răspunde la contactul repetat cu un antigen cu formare de anticorpi mai rapidă, mai puternică și mai specifică) și toleranța imunologică (abilitatea de a nu reacționează la propriile antigene). Toate aceste fenomene sugerau prezența unui mecanism mai subtil decât teoriile matricelor logice și mecaniciste.

În 1948, cercetătorul suedez Astrid Fagreus a arătat că sursa anticorpilor sunt limfocitele B activate - plasmocite, iar un an mai târziu, în 1949, virologul australian Frank Burnet (Fig. 5), împreună cu Frank Fenner, au publicat monografia „Producția de Anticorpi”, unde a fost prezentat prima dată ipoteza matricei indirecte. Potrivit acestuia, antigenele sunt capabile să schimbe structura ARN (matricea cea mai probabilă pentru sinteza proteinelor) în celulele producătoare de antigen, ceea ce duce la sinteza anticorpilor specifici. Teoria avea multe „pete goale” - de exemplu, mecanismul de modificare a structurii ARN a rămas complet neclar.

Figura 7. Schema generala obţinerea unui hibridom. Celulele producătoare de anticorpi sunt izolate din splina unui șoarece imunizat și fuzionate cu celule de mielom. Ca urmare a fuziunii, se formează hibridoame, care sunt cultivate într-un mediu special pentru selecția celulelor hibridom care produc anticorpi.

Tehnologia de producere a hibridoamelor care sintetizează anticorpi monoclonali a fost dezvoltată de Cesar Milstein și Georges Köhler (Fig. 8) în anii 1970. Puteți citi despre cum se întâmplă acest lucru în articolul lui Harry Izrailevich Abelev „Anticorpi monoclonali”.

Tehnologia de producere a hibridoamelor nu a fost brevetată, iar metoda s-a răspândit rapid și ușor în multe laboratoare din întreaga lume, catalizand dezvoltarea industriei imunologice. Metoda hibridomului a pus bazele unei întregi familii de tehnologii imunologice, pe care le-am descris în articolul „ Tehnologii imunologice» proiect special « ". Apropo, acesta nu a fost doar un refuz de a breveta, ci o neglijare și cu consecințe destul de puternice, inclusiv politice.

La acel moment, în Marea Britanie, o organizație căuta potențiale produse biomedicale pentru brevetare. Consiliul de Cercetare Medicală (M.R.C.), fără a avea dreptul de a se breveta; brevetarea a fost gestionată de o altă organizație - Corporația Națională de Dezvoltare a Cercetării (NRDC).

În iulie 1975, Tony Vickers, agent MRC, a observat tehnologia lui Milstein, care era extrem de tentantă pentru comercializare, și i-a cerut acestuia din urmă să-i trimită o versiune nepublicată a unui articol care descrie metoda, care la acea vreme aștepta revizuirea într-un jurnal. Natură. Vickers a depus imediat cererea la NRDC întrebând despre posibilitatea obținerii unui brevet, dar organizația nu a răspuns. În august 1975 în Natură A fost publicat un articol al lui Milstein și Koehler, iar abia în octombrie 1976 NRDC a onorat autorii cu un răspuns, care spunea că metoda de producere a hibridoamelor nu poate fi brevetată, deoarece fusese publicată anterior într-o jurnal științific.

Eșecul NRDC de a breveta tehnica Koehler și Milstein a devenit subiect de controverse majore la sfârșitul anilor 1970. Situația economică și politică dificilă din Marea Britanie a adăugat foc focului. Unul dintre cei mai vocali critici ai refuzului organizației de brevete a fost Margaret Thatcher, chimist de pregătire, care a fost aleasă prim-ministru în 1979. Furia „Doamnei de Fier” a fost mult intensificată de vestea brevetării anticorpilor monoclonali împotriva antigenelor tumorale de către Hilary Koprowski (șeful companiei americane Wistar), Carlo Croce și Walter Gerhard, iar mai târziu a anticorpilor împotriva antigenelor virusului gripal. Acestea au fost primele brevete privind tehnologia de producere a anticorpilor monoclonali. Nu m-a făcut fericit Guvernul englezși faptul că brevetele lui Wistar afirmă că anticorpii monoclonali au fost creați folosind linia celulară de mielom X63, pe care Milstein însuși i-a furnizat-o lui Hilary Koprowski în septembrie 1976.

Furnizarea unei linii celulare a fost în conformitate cu tradiția multor oameni de știință din acea vreme. Puținele cerințe pentru destinatari au fost să indice sursa culturilor în publicații, să ceară permisiunea dacă intenționează să transfere cultura către terți și să refuze să breveteze orice produse obținute din culturile acestor celule. Și, după cum a demonstrat practica, ultima cerință în special s-a dovedit a fi dificil de îndeplinit, deoarece nu a fost formalizată legal.

Într-un fel sau altul, Milstein nu a experimentat dezamăgiri amare și i-a spus odată unui jurnalist care îl deranja: „Nu, nu am fost nefericită, a fost Margaret Thatcher.”. La fel ca mulți oameni de știință ai vremii, Milstein a privit brevetarea cu o doză sănătoasă de dezgust și a simțit că și-a făcut datoria trimițând lucrarea nepublicată la Vickers în iulie 1975. Milstein a recunoscut mai târziu că lipsa unui brevet a fost o binecuvântare care l-a ajutat să lucreze fructuos și liber și să-și împărtășească rezultatele științifice. Ca un adevărat om de știință, Milstein a preferat să nu creadă că a avea un brevet l-ar face milionar. Și în 1984, lucrările lui Koehler și Milstein au fost distinse cu Premiul Nobel cu formularea „ pentru descoperirea și dezvoltarea principiilor pentru producerea de anticorpi monoclonali folosind hibridoame» .

Capitolul 3. Anticorpi pentru protejarea sănătății: aplicare în diagnosticul de laborator și medical

Timp de mai bine de un secol, medicii și oamenii de știință au lucrat pentru a transforma anticorpii într-un „glonț magic” - un medicament extrem de sensibil, precis și eficient pentru tratarea pacienților. Realizarea acestui vis a fost facilitată de descoperirea și producerea de anticorpi monoclonali care interacționează în mod specific cu un anumit antigen. Unele medicamente bazate pe anticorpi monoclonali au devenit adevăratul standard de aur al tratamentului.

Cu toate acestea, tratamentul nu este singurul lucru pentru care anticorpii monoclonali pot fi utilizați în practică. Astăzi, există multe metode de biodiagnostic care folosesc anticorpi monoclonali ca instrument.

Citometrie în flux

Citometria în flux este o tehnică importantă care vă permite să obțineți informații complexe despre mai multe celule simultan. Folosind această metodă, puteți afla dimensiunea celulei, conținutul de ADN sau ARN și mulți alți parametri. Și dacă în trecut doar centrele academice mari își puteau permite citometri de flux, acum multe spitale generale au deja astfel de echipamente. Citometrele moderne în flux au devenit mult mai mici, mai ieftine și mai ușor de utilizat. „Biomolecule” a vorbit în detaliu despre această tehnologie în articolul „ Citometrie în flux» proiect special « 12 metode biologice în imagini» .

Să explicăm puțin esența tehnicii. Suspensia celulară este pre-marcată cu anticorpi monoclonali legați încrucișați la o etichetă luminiscentă și plasată într-un flux de fluid trecut printr-o celulă de curgere. Celulele studiate sunt aliniate într-un lanț și, în această ordine, traversează un fascicul de fascicule de lumină (de obicei laser), care sunt folosite pentru a analiza fiecare celulă individuală. Lumina care iese este focalizată folosind un sistem optic și apoi separată în componente specifice. Semnalele luminoase recepţionate sunt convertite în impulsuri electrice şi analizate cu ajutorul unui aparat special software. Astfel, rezultatul analizei citometrice este de a determina starea fiecărei celule din probă cu capacitatea de a împărți proba în populații de celule.

Gama de aplicații ale acestei tehnici este neobișnuit de largă: este utilizată în imunologie, oncologie, citologie, hematologie, farmacologie și agricultură. În anii 1990, datorită acestei metode, cromozomii individuali au fost sortați, tetran(hibridoame hibride care produc anticorpi bifuncționali), etc. Un impuls uriaș pentru dezvoltarea citometriei în flux a fost dat de descoperirea tehnologiei hibridomului și, drept consecință, de producerea de anticorpi monoclonali la un număr mare de antigeni atât pe suprafața celulară. iar în citoplasmă. Majoritatea aplicațiilor clinice ale citometriei în flux sunt efectuate folosind anticorpi monoclonali. Astfel, s-au obținut anticorpi disponibili comercial care permit determinarea antigenelor de suprafață ale leucocitelor umane. Astfel de anticorpi monoclonali sunt utilizați pentru a detecta tumori, leucemie și pentru a diagnostica diverse boli autoimune, studii de activare a celulelor sistemului imunitar: limfocite, celule natural killer, monocite/macrofage etc.

Un alt pas important pentru studierea celulelor a fost producerea de anticorpi monoclonali la diferiți fosfoepitopi, deoarece informațiile despre fosforilarea proteinelor fac adesea posibilă determinarea funcției acesteia. Pentru prima dată, anticorpii policlonali dependenți de fosforilină au fost obținuți în 1981. Acum, prezența anticorpilor similari, dar monoclonali oferă un studiu mai eficient al funcționării celulelor. Anticorpii marcați cu diferite proteine ​​fluorescente sunt acum disponibili comercial. Acest lucru permite cercetătorului să le folosească în așa fel încât să obțină informații maxime despre ele folosind un volum mai mic de probe.

Imunohistochimie

Un alt important metoda de diagnostic, care utilizează anticorpi monoclonali, este imunohistochimia. Toate țesuturile, inclusiv tumorile, conțin molecule care servesc ca markeri ai unui anumit țesut sau populație de celule. Colorarea unei secțiuni de țesut cu anticorpi monoclonali vă permite să determinați tipul de tumoră și să selectați tratamentul necesar. Ca și în cazul citometriei în flux, metoda hibridomului a permis cercetătorilor să obțină anticorpi monoclonali la diferite antigene de țesut și tumori asociate, ceea ce a contribuit la utilizarea pe scară largă a imunohistochimiei. În secolul al XX-lea, analiza imunohistochimică a început să fie utilizată în diagnostic boli oncologice. Astăzi, o astfel de analiză este adesea obligatorie pentru a confirma diagnosticul primar, mai ales dacă tratamentul necesită utilizarea de medicamente scumpe. Și, deși imunohistochimia există de aproximativ 50 de ani, este încă destul de dificil să standardizezi această procedură. Prin urmare, este extrem de important în această tehnică să se utilizeze anticorpi monoclonali, care au o probabilitate scăzută de a reacționa încrucișat cu alte proteine ​​și de a provoca semnale nespecifice.

Capitolul 4. „Walk of Fame” farmaceutic: modul în care anticorpii au ocupat poziții de lider pe piața medicamentelor

În 1985, la doar un an după ce Köhler și Milstein au primit Premiul Nobel pentru dezvoltarea tehnicilor de anticorpi monoclonali, FDA a aprobat primul medicament cu anticorpi monoclonali de șoarece, muromonab sau OKT3. Și-a primit numele de la abrevierea numelui său lung original - Anticorp MONoclonal MURine care vizează CD3, care se traduce prin „anticorp monoclonal de șoarece care recunoaște CD3”. Anticorpul a interacționat cu o moleculă specială CD3 de pe suprafața limfocitelor T, care este, de asemenea, importantă pentru dezvoltarea respingerii unui organ transplantat (de exemplu, un rinichi). În consecință, prin blocarea CD3, este posibil să se realizeze o grefare mai bună a organului în corpul primitorului. Cu toate acestea, acest medicament a dezvăluit ulterior multe efecte secundare, care au fost cauzate de răspunsul sistemului imunitar al pacientului la proteinele străine de șoarece care intră în corpul uman împreună cu medicamentul. Prin urmare, următorul pas a fost obținerea de anticorpi monoclonali reținând în același timp cea mai mică cantitate de material de șoarece străin de oameni în preparat.

Acum aproape toate medicamentele se bazează pe așa-numiții anticorpi himeric sau umanizați. ÎN anticorpi himerici regiunile care recunosc direct antigenul sunt de origine la șoarece, iar restul (și majoritatea) anticorpului este de origine umană. Și în anticorpi umanizați proporția de material de șoarece este și mai mică și, prin urmare, este și mai puțin probabil să provoace reacții negative din corpul pacientului.

Pe lângă anticorpii monoclonali, există și alte tipuri de anticorpi. Să le aruncăm o privire mai atentă.

Pozițiile de lider pe piață rămân în continuare la clasicul anticorpi monoclonali. Conform datelor din 2014, dintre cele 47 de medicamente cu anticorpi monoclonali aprobate și comercializate în Statele Unite și Europa la acel moment, 31 sunt anticorpi monoclonali cu lungime completă. Un medicament este un anticorp bispecific, trei sunt anticorpi conjugați, trei sunt anticorpi Fab și nouă sunt proteine ​​de fuziune Fc (Tabelul 1). Cel mai probabil, acest lucru se datorează faptului că este destul de dificil să se optimizeze producția și funcționarea constructelor modificate genetic, deși numărul acestor medicamente continuă să crească în fiecare an.

ÎN ultimii ani Ritmul de dezvoltare a pieței anticorpilor monoclonali este în continuă creștere. În 2015, veniturile globale din vânzările de astfel de medicamente au fost puțin sub 90 de miliarde de dolari - aproape 60% din vânzările totale ale tuturor produselor biofarmaceutice. Cu toate acestea, șase dintre cele mai bine vândute zece produse biofarmaceutice în 2015 au fost anticorpi monoclonali.

Se știe că la 31 octombrie 2016 există deja 71 de medicamente pe bază de anticorpi monoclonali pe piețele din SUA și Europa. Tot în 2010, 10 noi medicamente au fost aprobate pentru utilizare în Statele Unite și Europa. Începând cu 1 decembrie 2017, nouă anticorpi monoclonali terapeutici sunt supuși unor teste de reglementare, iar utilizarea lor va deveni cunoscută la sfârșitul anului 2018. De asemenea, la sfârșitul anului 2018 se vor depune cereri de autorizație de introducere pe piață pentru încă 12 medicamente noi, dintre care patru sunt destinate tratamentului bolilor oncologice.

Humira, Remicade, Enbrel, Rituxan, Avastin și Herceptin sunt cele mai bine vândute șase medicamente cu anticorpi monoclonali (Figura 9). Să vă spunem mai multe despre fiecare dintre ele.

Figura 9. Dinamica vânzărilor preparatelor comerciale de anticorpi monoclonali. Comparația vânzărilor a șase medicamente cu anticorpi monoclonali în comparație cu medicamentele cu proteine ​​recombinate Avonex și Rebif din 2006 până în 2015. În 2016, veniturile din vânzările fiecăruia dintre cele șase medicamente au depășit 6,5 miliarde de dolari.

Humira (adalimumab) este un anticorp care se leagă de molecula factorului de necroză tumorală (TNF) și reduce astfel inflamația. Medicamentul este utilizat pentru a trata artrita reumatoidă, psoriazisul, boala Crohn și alte boli autoimune. Medicamentul a generat vânzări de 14 miliarde de dolari în 2015, făcându-l cel mai bine vândut medicament din lume. Remicade (infliximab) și Enbrel ( etanercept) - de asemenea medicamente pe bază de anticorpi care se leagă de molecula TNFα. Datorită faptului că aceste medicamente au intrat pe piață ceva mai târziu decât Humira, volumele lor de vânzări sunt ceva mai mici: aproximativ 8 miliarde de dolari fiecare.

Rituxan (rituximab) este un anticorp care se leagă de proteina CD20, care este exprimată numai pe suprafața celulelor B. În plus, mai mult de 90% din limfoamele non-Hodgkin cu celule B exprimă și CD20. Medicamentul ucide literalmente majoritatea limfocitelor B. S-ar părea că acest lucru este extrem de dăunător pentru organism, deoarece limfocitele B sunt jucători importanți în apărarea imunitară. Cu toate acestea, nu trebuie să uităm că majoritatea celulelor B din sângele pacienților sunt celule tumorale. Scăpând de ele, oferim organismului șansa de a începe să producă noi celule sănătoase, iar după 12 luni nivelul limfocitelor B este complet restabilit. Tratamentele clasice pentru limfomul non-Hodgkin, cum ar fi chimioterapia și radioterapia, sunt extrem de toxice și au, de asemenea, specificitate scăzută pentru tumoră, deoarece distrug un număr mare de celule sănătoase. În timp ce terapia cu anticorpi este mai selectivă și mai puțin distructivă pentru organism. Descoperirea rituximabului, un medicament mai puțin agresiv și mai blând, a devenit o piatră de hotar importantă în dezvoltarea medicinei și a făcut posibilă aducerea tratamentului bolnavilor de cancer la un nivel calitativ nou. De aceea, rituximab a fost aprobat în 1997 pentru tratamentul limfomului non-Hodgkin cu celule B, iar în 2010 ca terapie de întreținere după tratamentul primar al limfomului folicular. Rituximab se află pe Lista OMS de medicamente esențiale, o listă a celor mai importante medicamente necesare unui sistem de sănătate de bază. Pentru unele boli (cum ar fi granulomatoza cu poliangita și poliangita microscopică), rituximabul este singurul tratament aprobat de FDA. Rituximab este, de asemenea, utilizat în mod activ în tratamentul artritei reumatoide în combinație cu metotrexat, care la jumătate dintre pacienți duce la ameliorarea simptomelor în decurs de șase luni. Dacă pacienții iau numai metotrexat, se observă o ameliorare la numai 18%. Avastin (bevacizumab) este un anticorp monoclonal care blochează activitatea factorului de creștere endotelial A (VEGF-A). În 1989, Napoleon Ferrara, un biolog molecular care lucra în laboratorul Genentech Corporation, a descoperit molecula VEGF ( Factorul de creștere a endoteliului vascular () - o proteină care promovează creșterea rețelei). În 1993, Ferrara a arătat că blocarea VEGF cu anticorpi monoclonali specifici duce la o încetinire bruscă a creșterii diferitelor tumori. Cercetările sale au susținut ipoteza propusă anterior de Judah Volkmann, care a afirmat că oprirea angiogenezei ar putea fi o modalitate eficientă de a lupta împotriva tumorilor pe măsură ce acestea încep să primească mai puține. nutrienti si mori. A devenit clar că era necesar să se obțină un medicament care să blocheze molecula VEGF. Acest lucru ar duce la inhibarea proliferării rețelei de vase de sânge din jurul tumorii, iar tumora, neprimind suficient aport de sânge, ar înceta să crească și să metastazeze.

Și acum, munca intensivă a cercetătorilor a dat roade - s-au obținut mai mulți anticorpi monoclonali care recunosc factorul VEGF-A. Fiecare dintre acești anticorpi s-a legat la diferite site-uri sau, cu alte cuvinte, limbaj științific, epitopi, molecule VEGF-A, . Dar un singur anticorp a fost capabil să recunoască și să neutralizeze toate izoformele acestei molecule. Pe baza sa, a fost dezvoltat medicamentul bevacizumab - primul inhibitor utilizat clinic al creșterii vaselor de sânge. Importanța și natura revoluționară a acestui medicament constă în faptul că înainte de descoperirea sa nu existau medicamente care să vizeze combaterea directă a angiogenezei. În 1997, au început primele studii clinice cu Avastin (denumire comercială bevacizumab), iar în 2004 s-a primit aprobarea în Statele Unite pentru utilizarea acestui medicament în terapia combinată pentru tratamentul cancerului de colon metastatic.

Mai târziu, Avastin a început să fie folosit pentru a trata alte tumori. Adăugarea acestuia la chimioterapia standard cu 5-fluorouracil crește speranța de viață a pacienților. De asemenea, utilizarea Avastin împreună cu 5-fluorouracil prelungește semnificativ perioada de timp în care tumora crește la dimensiunea inițială. Și, cel mai important, Avastin, împreună cu chimioterapia standard, reduce dimensiunea tumorii în sine: 45% față de 35%.

Apare o întrebare firească: de ce piața anticorpilor monoclonali este atât de populară și în dezvoltare rapidă? Faptul este că acum anticorpii sunt unul dintre cele mai convenabile și eficiente instrumente pentru rezolvarea diferitelor probleme biomedicale. Anticorpii sunt în general bine tolerați de către organismul uman și au o specificitate ridicată pentru antigen, reducând riscul de complicații neașteptate în studiile clinice. Adesea, pentru multe aplicații farmaceutice, anticorpii monoclonali sunt primii produse candidați care pot fi testați relativ rapid în studiile clinice. Dacă studiile preliminare de eficacitate clinică au succes, atunci un astfel de medicament inovator poate fi comercializat și introdus rapid pe piață.

De asemenea, în general, există o creștere globală a pieței farmaceutice, creșterea populației globale și în țările cu economie dezvoltată are loc o creștere a nivelului de trai - toți acești factori asigură o cerere crescută pentru noi produse biologice. ÎN conditii moderne Există o cerere pentru un număr mare de medicamente antireumatoide și antiastmatice relativ ieftine, iar anticorpii monoclonali pot face față acestei sarcini în cel mai bun mod posibil. În fiecare an, industria biofarmaceutică crește și se dezvoltă și apar tot mai multe oportunități pentru a atenua și corecta cursul multor boli, inclusiv cu ajutorul anticorpilor monoclonali.

În Rusia, cea mai de succes companie implicată în producția și eliberarea de medicamente pe bază de anticorpi monoclonali este. Compania produce deja aproximativ 20 de medicamente destinate tratamentului diferitelor tumori maligne, inclusiv analogi ai trastuzumabului și bevacizumabului. Peste 40 de medicamente sunt în curs de dezvoltare, două dintre ele sunt planificate să fie înregistrate în 2018 (unul dintre medicamente va fi un biosimilar cu cel mai bine vândut adalimumab). BIOCAD a fost prima companie rusă care a devenit lider în vânzările de medicamente destinate tratamentului bolilor oncologice. Conform unui audit al pieței farmaceutice din Rusia, realizat de compania de analiză IMS Health pentru perioada ianuarie–decembrie 2017, compania de biotehnologie BIOCAD deține liderul pe segmentul achizițiilor bugetare în ruble la prețuri finale pentru al doilea an consecutiv (informații privind au fost luate în considerare toate medicamentele) și, de asemenea, a depășit pentru prima dată clasamentul furnizorilor pe segmentul achizițiilor publice de medicamente anticancer atât în ​​cadrul programului 7VZN, cât și în afara acestuia.

7VZN este programul „Șapte nozologii cu cost ridicat”, care furnizează medicamente persoanelor cu boli rare. Ponderea BIOCAD în achizițiile publice de medicamente în 2017 a fost de 4,2%, cu venituri de 15,66 miliarde de ruble. Primele trei au inclus și NOVARTIS și Sanofi-Aventis cu cifre de 3,5%, respectiv 3,2%. Lista este completată de Generium JSC, a doua companie rusă inclusă în top 10 companii farmaceutice, furnizori de medicamente instituțiilor medicale guvernamentale. Pe segmentul medicamentelor anticancerigene, BIOCAD detine 14,2% fara a lua in calcul 7VZN si 18,9% tinand cont de program.

Deci acum știm că anticorpii monoclonali sunt adevărate „magie” într-o sticlă. Fără ele, ar fi dificil, și uneori imposibil, să vindeci sau să îmbunătățești cursul multor boli, inclusiv cancerul și bolile autoimune. Au trecut aproximativ 50 de ani de la dezvoltarea tehnologiei hibridomului și în acest timp o mare cantitate de medicamente importante. Cererea uriașă de anticorpi monoclonali arată cât de populare și eficiente sunt aceste medicamente. Articolele ulterioare din serie vor descrie modul în care biotehnologii „îmbunătățesc” activitatea anticorpilor monoclonali, care dintre ei medicamentele moderne create pe baza lor și cum funcționează BIOCAD este o companie națională de succes pentru dezvoltarea și producerea de anticorpi monoclonali.

Tabelul 1. Medicamente cu anticorpi monoclonali disponibile comercial (2014)

Nume, marcă comercială si anul inregistrarii	Tip de anticorp	Companie/companii de producție din SUA și Europa	Vânzări globale pentru 2013 („–” - produsul a fost înregistrat la sfârșitul anului 2013–2014), milioane USD	Ţintă	Indicatii
Raxibacumab („Abtrax”), 2012	Monoclonal	Științe ale genomului uman / Glaxo Smith Kline (SUA)	23	Toxine B. antracis	antraxul prin inhalare
Tocilizumab („Actemra”), 2009	Monoclonal	Roche / același (SUA, Europa)	1,119	IL-6R
Brentuximab vedotin („Adcetris”), 2011	Conjugat	Seattle Genetics / același (SUA) / Takeda Pharmaceutical Co. (Europa)	253	CD30	Limfom Hodgkin, limfom anaplazic cu celule mari
Proteina de fuziune factor IX Fc, ("Alprolix"), 2014	proteina de fuziune Fc	Biogen Idec. / același (SUA)	–	Factorul IX	Hemofilie de tip B
Rilonacept („Arkalyst”), 2008	proteina de fuziune Fc	Regeneron Pharmaceuticals / același (SUA)	17	Fc-IL1R	Sindromul autoinflamator la rece familial, sindromul Muckle-Wales
Ofatumumab, („Arzerra”), 2009	Monoclonal	GlaxoSmithKline / același (SUA, Europa)	117	CD20	Leucemie limfocitară cronică
Bevacizumab, („Avastin”), 2004	Monoclonal		6,748	VEGF	Cancer colorectal metastatic, cancer mamar, cancer pulmonar non-squamos non-mici, cancer renal, glioblastom, cancer ovarian epitelial, trompe uterineși cancerul peritoneal primar
Belimumab, („Benlysta”), 2011	Monoclonal	Științe ale genomului uman / GlaxoSmithKline (SUA, Europa)	228	BLyS	Lupus eritematos sistemic
Certolizumab pegol („Cimzia”), 2008	Fab conjugat	UCB / același (SUA, Europa)	789	TNFa	Artrita reumatoida, boala Crohn, spondiloartrita axiala, artropatia psoriazica si enteropatica
Ramucirumab („Siramza”), 2014	Monoclonal	Eli Lilly and Co. / același (SUA)	–	VEGFR2	Cancer gastric, cancer pulmonar fără celule mici, cancer colorectal
Proteina de fuziune a factorului VIII Fc („Eoctate”), 2014	proteina de fuziune Fc	Biogen Idec / același (SUA)	–	Factorul VIII	Hemofilie de tip A
Etanercept (Enbrel), 1998	proteina de fuziune Fc	Immunex/Amgen (SUA) și Pfizer (Europa)	8,325	TNFa	Artrita reumatoida, artrita idiopatica juvenila, artrita psoriazica, forma axiala de spondiloartrita, psoriazis
Vedolizumab („Entyvio”), 2014	Monoclonal	Takeda Pharmaceutical Co. / același (SUA, Europa)	–	α4β7-integrină	Colita ulcerativă, boala Crohn
Cetuximab („Erbitux”), 2004	Monoclonal	ImClone Systems / Bristol-Myers Squibb (SUA) și Merck KGaA (Europa)	1,926	EGFR	Cancer colorectal metastatic, carcinom cu celule scuamoase la cap și gât
Aflibertsep t („Eylea”), 2011	proteina de fuziune Fc	Regeneron Pharmaceuticals / același (SUA) și Bayer Healthcare Pharmaceuticals (Europa)	1,851	VEGF-A	Ocluzii vasculare retiniene, degenerescență maculară, retinopatie diabetică
Obinutuzumab („Gazyva”), 2013	Monoclonal	Genentech/Roche (SUA, Europa)	3	CD20	Leucemie limfocitară cronică, limfom folicular
Trastuzumab (Herceptin), 1998	Monoclonal	Genentech/Roche (SUA, Europa)	6,559	Her2/neu	Cancer mamar
Adalimumab (Humira), 2002	Monoclonal	Abbott Laboratories/AbbVie (SUA, Europa)	10,659	TNFa	Artrita reumatoida, artrita idiopatica juvenila, artrita psoriazica, spondilita anchilozanta activa, psoriazisul, colita ulcerativa, boala Crohn, hidradenita supurativa
Canakinumab („Ilaris”), 2009	Monoclonal		119	IL-1p	Artrita gutoasă acută, sindromul autoinflamator familial la rece, sindromul Muckle-Wales, boală inflamatorie multisistem infantilă
Infliximab („Inflectra”), 2013	Monoclonal	Hospira / același (Europa)	<1	TNFa	Artrita reumatoida, artrita psoriazica, boala Crohn
Trastuzumab emtansine („Kadcyla”), 2013	Conjugat	Genentech/Roche (SUA, Europa)	252	HER2	Cancer de sân metastatic
Pembrolizumab („Kitruda”), 2014	Monoclonal	Merck & Co. / același (SUA)	–	PD-1	Melanom metastatic inoperabil, cancer pulmonar fără celule mici
Alemtuzumab („Lemtrada”), 2013	Monoclonal	Genzyme Therapeutics/Sanofi (Europa)	3	CD52	Leucemie limfocitară cronică
Ranibizumab (Lucentis), 2006	Fragment de anticorp Fab	Genentech/Roche (SUA) și Novartis Pharmaceuticals (Europa)	4,205	VEGF	Forma neovasculară de degenerescență maculară legată de vârstă, edem macular diabetic, miopie patologică, retinopatie diabetică
Romiplostim (Enplate), 2008	proteina de fuziune Fc	Amgen / același (SUA, Europa)	427	Receptor de trombopoietină cMpl	Purpura trombocitopenică cronică idiopatică (imună).
Belatacept („Nulogix”), 2011	proteina de fuziune Fc		26	CD80 și CD86
Abatacept („Orencia”), 2005	proteina de fuziune Fc	Bristol-Myers Squibb / același (SUA, Europa)	1,444	CTLA4	Artrita reumatoida, artrita idiopatica juvenila
Pertuzumab (Perjeta), 2012	Monoclonal	Genentech/Roche (SUA, Europa)	352	HER2	Cancer de sân inoperabil metastatic sau recurent local
Denosumab („Prolia”), 2011	Monoclonal	Amgen/same (SUA) și GlaxoSmithKline (Europa)	824	RANKL	Osteoporoza postmenopauză, pierderea osoasă la femeile care primesc terapie cu inhibitori de aromatază pentru cancerul de sân și la bărbații cu cancer de prostată care primesc terapie de privare hormonală
Infliximab (Remicade), 1998	Monoclonal	Centoco/Johnson & Johnson (SUA) și Merck & Co. (Europa)	8,944	TNFa
Catumaxomab („Removab”), 2009	Bispecific	Fresenius Biotech / NeoPharm Group (Europa)	5	EpCAM și CD3	Ascita carcinomatoasa
Infliximab („Remisima”), 2013	Monoclonal	Celltrion / același (Europa)	<1	TNFa	Artrita reumatoida, boala Crohn, colita ulcerativa, spondilita anchilozanta, artrita psoriazica, psoriazisul
Abciximab („ReoPro”), 1994	Fragment de anticorp Fab	Centocor/Lilly (SUA)	127	Receptorul glicoproteinelor plachetare de tip IIb/IIIa	Prevenirea ischemiei miocardice la pacienții cu risc ridicat care urmează să fie supuși angioplastiei percutanate cu balon coronarian, implantare de stent sau aterectomie
Rituximab („Rituxan”), 1997	Monoclonal	Genentech/Roche (SUA, Europa)	7,500	CD20	limfoame non-Hodgkin cu celule B
Golimumab („Simponi”), 2009	Monoclonal	Centocor Ortho Biotech / Johnson & Johnson (SUA) și Merck & Co (Europa)	1,432	TNFa	Artrita reumatoida, spondilita anchilozanta, artrita psoriazica
Basiliximab („Simulect”), 1998	Monoclonal	Novartis Pharmaceuticals / același (SUA, Europa)	30	CD25	Prevenirea respingerii grefei după transplantul de rinichi
Eculizumab („Soliris”), 2007	Monoclonal	Alexion Pharmaceuticals / același (SUA, Europa)	1,551	Complement componenta C5	Hemoglobinurie paroxistică nocturnă
Ustekinumab („Stelara”), 2009	Monoclonal	Janssen-Cilag International / Johnson & Johnson (SUA, Europa)	1,504	IL12 și IL23	Psoriazis in placi, artrita psoriazica
Siltuximab („Silvant”), 2014	Monoclonal	Janssen Biotech / Johnson & Johnson (SUA, Europa)	–	IL-6	boala Castleman
Palivizumab (Synagis), 1998	Monoclonal	Abbott Laboratories / AstraZeneca (SUA) și Abbvie (Europa)	1,887	Proteina F a virusului respirator sincițial	Prevenirea infecțiilor severe ale tractului respirator inferior cauzate de virusul respirator sincițial
Natalizumab („Tysabri”), 2004	Monoclonal	Biogen Idec / același (SUA, Europa)	1,527	Integrină	Scleroza multiplă
Panitumumab („Vectibix”), 2006	Monoclonal	Amgen / același (SUA, Europa)	389	EGF	Cancer colorectal metastatic
Denosumab („Ixgeva”), 2010	Monoclonal	Amgen / același (SUA, Europa)	1,030	RANKL	Prevenirea simptomelor asociate cu patologia osoasă la pacienții adulți cu metastaze ale tumorilor solide la țesutul osos.
Omalizumab („Xolair”), 2003	Monoclonal	Genentech/Roche (SUA) și Novartis (Europa)	1,465	Receptorul FcεRI	Astm bronșic atopic, urticarie cronică idiopatică
Ipilimumab („Yervoy”), 2011	Monoclonal	Bristol-Myers Squibb / același (SUA, Europa)	960	CTLA-4	Melanomul inoperabil sau metastatic
Aflibercept („Zaltrap”), 2012	proteina de fuziune Fc	Sanofi Aventis / Sanofi (SUA, Europa)	70	VEGF	Cancer colorectal metastatic, degenerescență maculară umedă legată de vârstă
Ibritumomab („Zevalin”), 2002	Conjugat	IDEC Pharmaceuticals / Spectrum Pharmaceuticals (SUA, Europa)	29	CD20	Limfom non-Hodgkin cu celule B, limfom folicular

Departamentul de Biologie Computațională a BIOCAD este sponsorul proiectului special

Una dintre cele mai mari companii internaționale de biotehnologie din Rusia, combinând centre de cercetare de clasă mondială, producție farmaceutică și biotehnologică modernă, studii preclinice și clinice de medicamente care îndeplinesc standardele internaționale. Compania implementează un ciclu complet de producție de medicamente: de la căutarea unei molecule medicinale până la producția de masă și sprijinul pentru marketing. Medicamentele dezvoltate sunt utilizate în tratamentul bolilor complexe precum cancerul, scleroza multiplă, HIV etc.

Compania crede în puterea de predicție a biologiei și consideră că modelarea matematică este baza dezvoltării biotehnologiei în prezent. Ceea ce înainte era posibil doar de realizat in vitroîntre zidurile laboratoarelor, astăzi poate fi implementat in silico prin puterea rațiunii pure. Aici au adunat una dintre cele mai bune echipe de bioinformatică din țară, care este angajată în cercetarea științifică, dezvoltând și implementând cele mai noi metode de extragere a datelor. Are la dispoziție unul dintre cele mai puternice clustere de calcul, iar dacă acum 2-3 ani se putea doar visa la rezolvarea problemelor de proiectare țintită a moleculelor de proteine, acum acesta este unul dintre domeniile de activitate ale Departamentului de Biologie Computațională.

Ni se pare că, ca parte a unui proiect special comun cu Biomolecule, cititorii vor fi interesați să se familiarizeze cu nuanțele umanizării anticorpilor și procesul de căutare a țintelor pentru o nosologie specifică.

Este foarte posibil să știți deja că, pe baza unei analize retrospective a celor mai cunoscute medicamente monoclonale, compania noastră a formulat cerințe moderne pentru denumirile comerciale neproprietate, care au fost luate în considerare și adoptate la o reuniune a OMS.

Extindem acest subiect, vom încerca să descriem diferitele tipuri de anticorpi și reprezentanții lor unici vhh, să atingem problema imunogenității și, prin aceasta, să trecem la subiectul necesității/dezirabilității umanizării. Și, de asemenea, vorbim despre structura spațială a anticorpilor și despre ce dificultăți se confruntă cercetătorii în păstrarea structurii atunci când introduc mutații.

Material oferit de partenerul nostru - Departamentul de Biologie Computațională al BIOCAD

Literatură

1. Primul „Nobel medical”;
2. Zielinska E. (2013). Teoria lanțului lateral, circa 1900;. . ;
3. Dotan E., Aggarwal C., Smith M.R. (2010). Impactul Rituximab (Rituxan) asupra tratamentului limfomului non-Hodgkin cu celule B. P.T. 35 , 148–157;
4. Domenico Ribatti. (2011). De la descoperirea factorului de creștere a endoteliului vascular până la introducerea lui Avastin în studiile clinice - un interviu cu Napoleone Ferrara. Int. J.Dev. Biol.. 55 , 383-388.

Lucrări de Landsteiner, Pauling

Teoria instructivă - mecanismul de formare a anticorpilor specifici se datorează acțiunii instructive a antigenelor. Dezvoltat între 1900 și 1940. Există credința că antigenul este cel care controlează formarea de anticorpi specifici, direcționând mecanismele sintezei proteinelor pentru a produce acele configurații moleculare unice care determină specificitatea imunologică. Într-un fel sau altul, antigenul trebuie să transmită informații despre specificitatea sa moleculei de proteină nou formată pentru a conferi acestei molecule funcția de anticorp.

Lucrare de F. Breinlem

Cea mai faimoasă dintre aceste teorii instrucționale, creată în 1930 de F. Breinl și F. Haurowitz, a susținut că antigenul joacă rolul unei matrice care asigură asamblarea secvențelor unice de aminoacizi ale lanțului polipeptidic al anticorpilor. Teoria instrucțională a fost dezvoltată ulterior de Linus Pauling, care a susținut-o cu toată autoritatea pe care o avea în domeniul chimiei fizice. S-a susținut că antigenul ar putea servi ca șablon pe care lanțul polipeptidic preformat se pliază pentru a forma configurația terțiară corespunzătoare, care întruchipează specificitatea stereochimică. Timp de câteva decenii, astfel de teorii șablon directe s-au bucurat de o mare popularitate, deoarece păreau să ofere singura explicație rezonabilă pentru diversitatea de anticorpi despre care Landsteiner și alții au arătat că pot fi produși la vertebrate.

Fără anticorpi, nu se vor forma variații ale acestuia. Timp de câteva decenii, astfel de teorii au fost populare, deoarece păreau să ofere o explicație rezonabilă pentru varietatea de anticorpi despre care Landsteiner a arătat că pot fi produși la vertebrate. Dar biologii nu și-au putut imagina cum ar putea continua formarea anticorpilor în absența aparentă a antigenelor și nici nu au încercat să înțeleagă de ce introducerea repetată a unui antigen ar trebui să provoace un răspuns secundar. Aceste teorii nu au putut explica deloc de ce, la imunizarea repetată, se produce o modificare a calității anticorpilor, care în unele cazuri duce la o scădere a specificității, iar în altele la o extindere semnificativă. Din punct de vedere biologic, teoriile matriceale au avut deficiențe, ceea ce l-a determinat pe virologul Burnet să creeze o altă versiune a teoriei instrucționale în 1941. El a sugerat că funcția antigenului poate fi de a stimula modificarea adaptivă a acelor enzime care sunt necesare pentru sinteza globulinei, rezultând în formarea unei molecule de proteină unice cu specificitatea dorită. Această teorie a enzimelor adaptive a explicat nu numai amploarea repertoriului imunologic, ci și producția prelungită de anticorpi și un răspuns imun secundar îmbunătățit. S-a presupus că aceste fenomene sunt asociate cu replicarea enzimelor adaptive într-o populație în creștere de celule fiice proliferante care păstrează capacitatea de a forma anticorpi.

Cu toate acestea, pe baza acestor teorii chimice, biologii nu și-au putut imagina cum ar putea continua formarea anticorpilor în absența aparentă a antigenului și nici măcar nu au încercat să înțeleagă de ce reintroducerea antigenului ar trebui să provoace un răspuns secundar (de rapel). Mai mult decât atât, aceste teorii nu au putut explica deloc cele mai recente date că în timpul imunizării repetate are loc o schimbare a calității anticorpilor, care în unele cazuri duce la o îngustare a specificității, iar în altele la o extindere semnificativă a gamei de încrucișări. reacții serologice.

Odată cu dezvoltarea ideilor despre posibilul rol genetic al lui NK, Burnet și Fenner au propus în 1949 o modificare a acestei teorii: un antigen poate introduce informații despre determinantul său specific direct în genom. Aceasta conduce apoi la formarea unui șablon indirect pentru anticorpi specifici. Noua copie a genei nu va rămâne doar în celulă, dar în condițiile proliferării celulare va fi reprodusă în celulele fiice, ceea ce explică formarea pe termen lung a anticorpilor și intensitatea crescută a răspunsului secundar.

Din punctul de vedere al unui biolog, teoriile matriceale au avut deficiențe semnificative, iar acest lucru l-a determinat pe virologul Macfarlane Burnet să creeze o altă versiune a teoriei instrucționiste în 1941. Odată cu recunoașterea din ce în ce mai mare a rolului pe care enzimele îl joacă în procesele de sinteză și degradare, Burnet a propus că funcția antigenului poate fi stimularea modificării adaptative a acelor enzime care sunt necesare sintezei globulinei, având ca rezultat formarea de o moleculă proteică unică cu specificitatea dorită. Această teorie a enzimelor adaptative a avut avantajul că, din punctul de vedere al rolului instructiv primar al antigenului, ea explica nu numai amploarea repertoriului imunologic, ci și formarea pe termen lung a anticorpilor și un răspuns imun secundar sporit. S-a presupus că aceste fenomene sunt asociate cu replicarea enzimelor adaptive într-o populație în creștere de celule fiice proliferante care păstrează capacitatea de a forma anticorpi. Acest ultim punct este de o importanță deosebită, deoarece Burnet pare a fi primul care subliniază rolul important al funcționării celulelor pe termen lung și al proliferării celulare în procesul de formare a anticorpilor.

Odată cu dezvoltarea ideilor despre posibilul rol genetic al acizilor nucleici, Burnet și Frank Fenner au propus în 1949 o modificare a acestei teorii, încă bazată pe considerații biologice. De data aceasta, ei au sugerat că antigenul ar putea introduce informații despre determinantul său specific direct în genom (ARN). Aceasta conduce apoi la formarea unui șablon indirect pentru anticorpi specifici. Noua copie a genei nu va rămâne doar în celulă, dar în condițiile proliferării celulare va fi reprodusă în celulele fiice, ceea ce explică formarea pe termen lung a anticorpilor și intensitatea crescută a răspunsului secundar.



Acest grup de deficiențe imunologice include afecțiuni cauzate de procese inflamatorii și toxice severe, deficit de proteine, inclusiv imunoglobuline, ca urmare a sângerării abundente și prelungite; la nou-născuți, din cauza activității slabe a sistemului imunologic, poate apărea insuficiență imunologică tranzitorie.

S-a identificat o formă autosomal recesivă de deficiență imunologică combinată (sindromul Louis-Bar), în care funcțiile sistemului imunitar T și B sunt profund afectate; este legat de gen (băieții sunt afectați) și este o consecință a tulburărilor metabolismului proteic.

În cazurile de deficiență imunologică, s-a observat o creștere accentuată a incidenței tumorilor maligne.

La administrarea frecventă a unui antigen sau atunci când acesta este administrat în doze mari, poate apărea inhibarea imunizării, în care organismul nu va răspunde la acțiunea antigenului prin dezvoltarea în continuare a imunității. Când antigenele puternice și slabe sunt introduse simultan în organism, poate apărea suprimarea răspunsului la antigenul slab.

Când un exces de antigen este introdus în organism, apare paralizia imunologică. Organismul își pierde capacitatea de a fi imunizat cu doze evident de vaccinare. Se crede că paralizia imunologică este cauzată de legarea anticorpilor de un antigen care persistă mult timp în organism. În acest caz, apare o blocare a sistemului limfoid-macrofag.

Formarea anticorpilor este foarte influențată de nutriție, radiații ionizante, producție de hormoni, răcire și supraîncălzire și intoxicație. În timpul postului sau al unei alimentații deficitare cu proteine, producția de anticorpi scade. Starea de hipovitaminoza intarzie si sinteza anticorpilor. Cele mai sensibile la efectele radiațiilor ionizante sunt celulele în faza inductivă a producției de anticorpi, adică în timpul perioadei de fixare celulară a antigenului. Starea de stres determină o scădere bruscă a rezistenței generale a organismului, inclusiv a imunității umorale. Producția de anticorpi la agenții patogeni ai bolilor infecțioase în unele cazuri este redusă sub influența antibioticelor administrate pentru tratarea pacienților în stadiile incipiente ale bolii.

Astfel, pentru dezvoltarea maximă a imunității au o importanță deosebită compoziția chimică, proprietățile fizico-chimice, condițiile de administrare, intervalele și doza antigenului, starea organismului și a mediului extern.

Teoriile actuale ale formării anticorpilor încearcă să explice acest proces complex din diferite perspective.

Orez. 1. Formarea anticorpilor.

1 - sub controlul unui antigen care actioneaza ca o matrice; 2 — sub controlul genelor clonelor de celule plasmatice.

Conform teoriei matricei directe Haurowitz-Polite, antigenele pătrund în câmpul sintezei proteice a celulei - în ribozomi (Fig. 1). Contactul cu moleculele de imunoglobulină nou formate duce la o modificare a structurilor sale primare și secundare, în urma căreia capătă o afinitate specifică pentru antigen și devine anticorp.

Teoria matricei indirecte Burnet-Fenner sugerează că un antigen, care acționează asupra ADN-ului sau ARN-ului, modifică în mod specific structurile nucleoproteice de autoreglare ale celulei. Antigenul în acest caz poate servi ca inductor în sinteza enzimelor adaptive, dezinhibând abilitățile imunologice reprimate în mod natural ale celulei.

Conform teoriei selecției naturale a lui Jerne, anticorpii se formează ca rezultat al selecției anticorpilor normali. Antigenul se combină cu anticorpii normali corespunzători din organism, complexul antigen-anticorp rezultat este absorbit de celule, care provoacă producerea de anticorpi.

Teoria selecției clonale a lui Burnet prevede că populația de celule limfoide este eterogenă genetic, fiecare clonă de celule (limfocite B) având o afinitate diferită pentru antigene. Ca urmare a contactului cu antigenul, clonele celulare cu cea mai mare afinitate pentru acesta proliferează intens, transformându-se în celule plasmatice care produc anticorpi. Conform acestei teorii, selecția celulelor imunocompetente are loc sub influența antigenelor. Ca urmare a imunizării, pot apărea mutații ale acestei clone, urmate de proliferarea lor. Această teorie explică în mare măsură fenomene necunoscute anterior în imunologie, dar nu este capabilă să dezvăluie mecanismul preexistenței a numeroase clone celulare, gata în avans să producă imunoglobuline.

Astfel, formarea anticorpilor este supusă legilor biosintezei proteinelor, are loc în ribozomii celulelor plasmatice și este controlată de sistemul ADN-ARN al celulei. Antigenul îndeplinește probabil o funcție de declanșare fără a participa apoi la formarea anticorpilor.

În complexul general de mecanisme ale imunității, specifice și nespecifice, reacțiile de protecție celulare și umorale reprezintă un sistem eficient care asigură păstrarea constanței mediului intern al macroorganismului. Se manifestă la nivel molecular, celular și organism, ceea ce le oferă o gamă largă de acțiune împotriva agenților patogeni.

Alături de funcțiile de protecție, reacțiile imune în unele cazuri pot determina apariția unor afecțiuni patologice: procese autoimune, alergii etc.

Emil von Behring

Antigen - substanțe care pot provoca un răspuns imun, producerea de anticorpi.

Clasificare după origine: antigeni naturali, antigeni artificiali; AG obținute ca urmare a AG naturale MG; sintetic AG.

În ceea ce privește compoziția chimică, acestea sunt 1) proteine. Minim 8 AK. Dar orice mai puțin de 20 AA provoacă o reacție imună cu o probabilitate foarte mică. 2) carbohidrați. 3) NK. 4) unele lipide - steroizi NP, colesterol, dar trigliceridele (puternic bipolare) sunt antigene foarte rele, antigene nu sunt produse împotriva lor.

După relația perechii donor-recipient: 1) auto-AG (a propriului corp), 2) izo-AG (de la un individ identic genetic: clonă sau geamăn), 3) allo-AG (de același tip). ) probabilitatea unui astfel de contact la un adult în condiții naturale este extrem de mică, de exemplu, în timpul transfuziei de sânge; La ascidie coloniale - ușor4) xeno-AG (o altă specie) - orice altceva! – șoareci, vaci, viruși, bacterii. Pe scurt, cel mai interesant lucru este auto- și xeno-AG.

Antigenicitate– o măsură a calității antigenice, capacitatea de a provoca o producție mai mare sau mai mică de anticorpi.

Imunogenitate– aceasta este capacitatea de a crea o stare de imunitate, adică imunitatea organismului la contactul repetat cu un antigen.

Cel mai frapant exemplu când a2 aceste proprietăți nu coincid este salmonella. Producția de AT este uriașă, dar imunitatea împotriva acestuia nu este dezvoltată. + ITS (infectii cu transmitere sexuala).

Imunogenitatea este asociată cu prezența așa-numitului antigen la suprafață. determinanti antigenici (=epitopi).

domnul Karl Landsteiner (NP1930). Experienţă:

MABS - metaaminobenzen sulfonat - a fost administrat la șoareci - nu a existat niciun efect.

MABS a fost reticulat cu proteina ovalbumun - injectată la șoareci - s-au obținut două tipuri de anticorpi: la ovalbumină și la MABS.

Termeni: „haptenă” și „purtător”. O haptenă este un grup mic cu care AT se leagă și de aici a apărut conceptul de epitop. Deci, cu cât dimensiunea este mai mare și eterogenitatea moleculei AG este mai mare, cu atât răspunsul va fi mai puternic. Adică răspunsul imun este cauzat nu de întreaga moleculă, ci de anumite grupuri de pe suprafața sa.

Cealaltă experiență a lui Landsteiner:

Am cusut grupurile laterale în diferite poziții MABS (orto/meta/para)

Șoarecele a fost imunizat cu conjugat ovalbumină-MABS. Și a arătat AT introducând diferite substanțe (vezi tabel). Cea mai puternică legare este în poziția meta.

S-a demonstrat că AT-urile sunt specifice unui grup foarte mic, care corespunde destul de exact cu structura paratopului (situl de recunoaștere AG). Deci, dimensiunea acestui grup (epitop) este foarte mică. Regiuni diferite ale aceleiași molecule pot îndeplini atât funcțiile unui purtător, cât și ale unei haptene.

AG-uri spațiale (sau criptale).

Molecule de anticorpi constau din două lanțuri proteice: greu și ușor. Ele aparțin fracțiunii γ-globulină a serului sanguin.

Porter și Edelman, anii 1960. Au fost determinate AK și secvența de nucleotide. Modelele au fost construite folosind analiza structurală cu raze X. S-a demonstrat că IG constă din două lanțuri H grele și două lanțuri L ușoare. Lanțurile constau din domenii IG, în fiecare domeniu există regiuni alfa-helicoidale, iar în fiecare domeniu există cel puțin o legătură disulfură. Lanțul și lanțurile ușoare sunt legate prin două legături disulfurice, iar lanțurile grele sunt legate între ele printr-un număr variabil de legături disulfurice. Joncțiunea lanțurilor L și T este secțiunea balamalei.

Numai regiunile variabile VH și VL sunt supuse modificărilor.

Tipuri de lanțuri grele:(in ordinea deschiderii)

lanțul y – IgG (4 domenii)

μ – IgM (5 domenii)

α – IgA (4 domenii)

δ – IgD (4 domenii)

ε – IgE (5 domenii)

Legarea componentelor C' are loc între domeniile 2 și 3. Locurile de glicozilare sunt asociate cu domeniul C2 al IgG - această zonă a regiunii balama este acoperită. Prezența unei componente carbohidrate duce la variabilitatea masei diferiților anticorpi cu o diferență de până la 30 kDa.

Mai multe conformații ale structurii paratopului.

Buzunar – recunoașterea peptidelor, lungime maximă 7 AA, de obicei = 3-5 AA.

• Suprafață extinsă (de exemplu, recunoașterea lizozimelor)

  Inițial, toate aceste trei modele au fost derivate matematic - și ulterior confirmate experimental.

(poza)

CDR – Regiunea determinată complementar – zone care determină complementaritatea – termenul se referă la zona de contact cu AG. În cadrul CDR se pot schimba diferite piese. Deci, există trei CDR-uri pe lanțul greu și două pe lanțul ușor. Aceste. Nu întregul antigen se modifică, ci doar aceste zone (la nivel de genă - hipermutație).

Anticorpi- proteine ​​din serul sanguin și alte fluide biologice care sunt sintetizate ca răspuns la introducerea unui antigen și au capacitatea de a interacționa în mod specific cu antigenul care a determinat formarea lor, sau cu un grup determinant izolat al acestui antigen (haptenă).

Rolul protector al lui A. ca factori umorali imunitate datorită recunoașterii antigenului și activității de legare a antigenului și a unui număr de funcții efectoare: capacitatea de a activa sistemul complement, de a interacționa cu diferite celule și de a îmbunătăți fagocitoza. Funcțiile efectoare ale antigenelor sunt realizate, de regulă, după ce sunt combinate cu un antigen, după care agentul străin este îndepărtat din organism. În timpul infecțiilor, apariția în sângele pacientului a antigenelor împotriva agentului infecțios indică rezistența organismului la această infecție, iar nivelul anticorpilor servește ca măsură a intensității sistemului imunitar.

Prima apariție în sângele animalelor a unor substanțe care au interacționat în mod specific cu toxine bacteriene introduse anterior a fost descoperită în 1890. . Behring și Kitasato (E. Behring, S. Kitasato). Substanța a provocat neutralizarea toxinei și a fost numită antitoxină. Termenul mai general „anticorpi” a fost propus atunci când s-a descoperit apariția unor astfel de substanțe atunci când au fost introduși în organism orice agenți străini. Inițial, aspectul și acumularea A. a fost evaluată după capacitatea serurilor de testat de a produce atunci când sunt combinate cu antigene reacții serologice vizibile sau prin activitatea lor biologică - capacitatea de a neutraliza o toxină, virus, bacterii de liză și celule străine. S-a presupus că fiecare fenomen corespunde unui A special. Cu toate acestea, s-a dovedit ulterior că tipul reacții antigen - anticorpi este determinată de proprietățile fizice ale antigenului - solubilitatea acestuia, iar anticorpii cu specificitate și origine diferită din specii aparțin fracției gamma globuline a sângelui sau, conform nomenclaturii OMS, imunoglobulinelor (Ig). Imunoglobulinele sunt o colecție de proteine ​​​​serice care poartă activitate de anticorpi. Mai târziu, s-a descoperit heterogenitatea proprietăților fizico-chimice și afinitatea pentru antigenul anticorpilor cu aceeași specificitate izolați de la un individ și s-a demonstrat că aceștia sunt sintetizați în organism de diferite clone de plasmocite. Un pas important în studierea structurii anticorpilor a fost utilizarea în acest scop a proteinelor de mielom - imunoglobuline omogene sintetizate de o clonă de celule plasmatice care au suferit malignitate.

Clase de imunoglobuline și proprietățile lor fizico-chimice. Imunoglobulinele reprezintă aproximativ 30% din toate proteinele serice. Numărul lor crește semnificativ după stimularea antigenică. Anticorpii pot aparține oricăreia dintre cele cinci clase de imunoglobuline (lgA, lgG, lgM, lgD, lgE). Moleculele de imunoglobuline din toate clasele sunt construite din două tipuri de lanțuri de eptide: ușoare (L) cu o greutate moleculară de aproximativ 22.000, aceeași pentru toate clasele de imunoglobuline și grele (H) cu o greutate moleculară de 50.000 până la 70.000, în funcție de pe clasa imunoglobulinelor. Caracteristicile structurale și biologice ale fiecărei clase de imunoglobuline sunt determinate de caracteristicile structurale ale lanțurilor lor grele. Unitatea structurală principală a imunoglobulinelor din toate clasele este un dimer din două perechi identice de lanțuri ușoare și grele (L-H) 2.

Imunoglobulina G (lgG) are o greutate moleculară de aproximativ 160.000, molecula constă dintr-o subunitate (L-H) 2 și conține doi centri de legare a antigenului. Aceasta este clasa principală de anticorpi, reprezentând până la 70-80% din toate imunoglobulinele din serul sanguin. Concentrația serică de IgG 6-16 g/l. În timpul răspunsului imun primar (după administrarea inițială a antigenului), acesta apare mai târziu decât anticorpii IgM, dar se formează mai devreme în timpul răspunsului imun secundar (după administrarea repetată a antigenului). IgG este singura clasă de anticorpi care pătrund în placentă și oferă protecție imunologică fătului, activează sistemul complementului și au activitate citofilă. Datorită conținutului său ridicat în serul sanguin, IgG are cea mai mare importanță în imunitatea antiinfecțioasă. Prin urmare, eficacitatea vaccinării este judecată de prezența acesteia în serul sanguin.

Imunoglobulina M (lgM) are o greutate moleculară de 900.000 Molecula constă din 5 (L-H) 2 subunități ținute împreună prin legături disulfurice și un lanț peptidic suplimentar (lanțul J). lgM reprezintă 5-10% din toate imunoglobulinele serice; concentrația sa în serul sanguin este de 0,5-1,8 g/l. Anticorpii din această clasă sunt formați în timpul răspunsului imun primar. lgM are activitate aglutinantă mare, un efect opsonizant puternic și activează sistemul complementului. Sub formă de monomer, este un receptor de legare a antigenului al limfocitelor B.

Imunoglobulina A (IgA) reprezintă 10-15% din imunoglobulinele serice; concentrația sa în ser este de 1-5 g/l sânge. lgA există ca subunitate monomer, dimer, trimer (L-H) 2. Sub formă de lgA secretorie (slgA), rezistentă la proteaze, este principala globulină a secrețiilor extravasculare (salivă, lichid lacrimal, secreții nazale și bronșice, suprafața mucoaselor tractului gastrointestinal). Anticorpii lgA au activitate citofilă, aglutinează bacteriile, activează sistemul complementului, neutralizează toxinele și creează o barieră de protecție în locurile în care agenții infecțioși sunt cel mai probabil să pătrundă. Nivelul de lgA din serul sanguin crește odată cu infecțiile perinatale și bolile tractului respirator.

Imunoglobulina E (lgE) are forma unei subunități monomer (L-H) 2 și o greutate moleculară de aproximativ 190.000. Se găsește în urme în serul sanguin. Are activitate homocitotropă ridicată, adică se leagă strâns de mastocite ale țesutului conjunctiv și de bazofilele din sânge. Interacțiunea IgE legată de celule cu un antigen înrudit provoacă degranularea mastocitelor, eliberarea de histamină și alte substanțe vasoactive, ceea ce duce la dezvoltarea unei hipersensibilități imediate. Anterior, anticorpii din clasa IgG erau numiți reagine.

Imunoglobulina D (IgD) există ca anticorp monomeric cu o greutate moleculară de aproximativ 180.000. Concentrația sa în serul sanguin este de 0,03-0,04 g/l. lgD este prezent ca receptor pe suprafața limfocitelor B.

Structura anticorpilor și specificitatea lor. Structura generală a macromoleculei este de obicei considerată în raport cu anticorpii IgG. inclusiv o subunitate (L-H) 2. Cu proteoliza limitată de către papaină, moleculele A din această clasă se descompun în două fragmente Fab identice și un fragment Fc. Fiecare fragment Fab conţine un situs activ, sau antideterminant, deoarece se leagă de antigen, dar nu-l poate precipita. Regiunile variabile ale lanțurilor ușoare și grele participă la organizarea centrului activ.

Fragmentul Fc nu leagă antigenul. Conține regiuni constante de lanțuri grele. Fragmentul Fc conține centrii responsabili pentru funcțiile acide eficiente, comune tuturor A. din aceeași clasă. Schematic, molecula de anticorp IgG poate fi reprezentată ca litera Y, ale cărei brațe superioare sunt fragmente Fab identice, iar extensia inferioară este fragmentul Fc.

Sistemul imunitar al vertebratelor este capabil să sintetizeze 10 5 - 10 8 molecule de A. cu specificitate diferită. Specificitatea este cea mai importantă proprietate a antigenelor, permițându-le să reacționeze selectiv cu antigenul care a stimulat organismul. Specificitatea lui A. este determinată de structura unică a anti-determinantului și este rezultatul corespondenței spațiale (complementarității) dintre determinantul antigen și resturile de aminoacizi care căptușesc cavitatea anti-determinantului. Cu cât este mai mare complementaritatea, cu atât este mai mare numărul de legături necovalente care apar între determinantul antigenului și resturile de aminoacizi ale antideterminantului și cu atât complexul imun rezultat este mai puternic și mai stabil. Se face o distincție între afinitatea anticorpilor, care este o măsură a puterii de legare a unui antideterminant la un determinant, și aviditatea anticorpului, care este puterea totală de interacțiune a unui antigen polivalent cu un antigen polideterminat. Deși A. sunt capabili să distingă modificări minore în structura antigenului, se știe că pot reacționa și cu determinanți ai unei structuri similare. Anticorpii de aceeași specificitate sunt reprezentați de un grup de molecule cu greutăți moleculare diferite, mobilitate electroforetică și afinități diferite pentru antigen.

Pentru a obține anticorpi omogene ca specificitate și afinitate pentru antigen, se utilizează un hibridom - un hibrid al unei celule producătoare de anticorpi monoclonali cu o celulă de mielom. Hibridomul dobândește capacitatea de a produce cantități nelimitate de A. monoclonal, absolut identice ca clasă și tip de molecule, ca specificitate și afinitate pentru antigen. Monoclonal A. este cel mai promițător agent diagnostic și terapeutic.

Tipuri de anticorpi și sinteza lor. Se face o distincție între A complet și incomplet. A. complet are cel puțin doi centri activi în moleculă și, atunci când sunt combinați cu antigeni, dau reacții serologice vizibile. Pot exista A. complet cald și rece, care reacționează cu antigenul, respectiv, când t° 37° sau la 4°. Sunt cunoscute bifazice, biotermale A se combină cu antigenul la temperaturi scăzute, iar efectul vizibil al conexiunii apare la 37°. Complet A. poate aparține tuturor claselor de imunoglobuline. A. incomplet (monovalent, neprecipitator, blocant, aglutinoizi) conțin un antideterminant în moleculă, al doilea antideterminant este fie mascat, fie are afinitate scăzută;

Incomplete A. nu dau reactii serologice vizibile atunci cand sunt combinate cu un antigen. Ele sunt identificate prin capacitatea lor de a bloca reacția unui antigen specific cu A. complet de aceeași specificitate sau folosind un test antiglobulinic – așa-numitul test Coombs. Incomplete A. includ anticorpi la factorul Rh.

Normal (natural) A. se găsesc în sângele animalelor și al oamenilor în absența infecției sau imunizării evidente. Antibacterian normal A. apar probabil ca urmare a contactului constant, imperceptibil cu aceste bacterii. Se presupune că acestea pot determina rezistența individuală a organismului la infecții. Anticorpii normali includ izoanticorpi sau aloanticorpi (vezi. Grupele sanguine ). Normal A., de regulă, sunt reprezentate de lgM.

Sinteza moleculelor de imunoglobuline are loc în celulele plasmatice. Lanțurile grele și ușoare ale moleculei sunt sintetizate pe diferiți cromozomi și sunt codificate de diferite seturi de gene.

Dinamica producției de A. ca răspuns la un stimul antigenic depinde dacă organismul întâlnește acest antigen pentru prima dată sau în mod repetat. În timpul răspunsului imun primar, apariția A. în sânge este precedată de o perioadă latentă care durează 3-4 zile. Primul A. format aparțin lgM. Apoi cantitatea de A. crește brusc și sinteza trece de la anticorpi IgG la anticorpi IgG. Conținutul maxim de A. în sânge apare în ziua a 7-11, după care cantitatea acestora scade treptat. Răspunsul imun secundar se caracterizează printr-o perioadă de latentă scurtă, o creștere mai rapidă a titrurilor de A. și o valoare maximă mai mare. Formarea imediată a anticorpilor IgG este caracteristică. Capacitatea de a produce un răspuns imun secundar persistă de mulți ani și este o manifestare a memoriei imunologice, exemple dintre care sunt imunitatea anti-rujeolă și anti-variola.

Teoriile moderne ale formării anticorpilor. Formarea lui A. este rezultatul interacțiunii intercelulare care are loc sub influența unui stimul imunogen. Trei tipuri de celule participă la cooperarea celulară: macrofagele (celule A). limfocitele de origine timică (limfocitele T) și limfocitele de origine măduvă osoasă (limfocitele B). Limfocitele T și B au pe suprafața lor receptori determinați genetic pentru antigene de cea mai diversă specificitate. Astfel, recunoașterea antigenului se reduce la selecția (selecția) clonelor de limfocite T și B purtătoare de receptori cu o specificitate dată. Răspunsul imun se realizează conform următoarei scheme. Antigenul, care intră în organism, este absorbit de macrofage și procesat de acestea într-o formă imunogenă, care este recunoscută de receptorii de tip imunoglobuline ai limfocitelor T (ajutoare) specifici acestui antigen. Moleculele de antigen legate de receptorii de imunoglobuline sunt desprinse din limfocitele T și atașate de macrofage prin receptorii Fc de imunoglobuline. În acest fel, pe macrofage se formează un „clip” de molecule antigenice, care este recunoscut de receptorii specifici ai limfocitelor B. Doar un astfel de semnal masiv poate provoca proliferarea și diferențierea unui limfocit B (precursor) într-o plasmocite. În consecință, limfocitele T și B vor distribui diferiți determinanți pe o moleculă de antigen. Cooperarea celulară este posibilă numai în prezența recunoașterii duble.

Fenomenul recunoașterii duble este că limfocitele T și B recunosc un determinant antigenic străin numai în combinație cu produsele genice ale complexului major de histocompatibilitate al corpului lor. Se știe că nu are loc cooperarea celulară între celulele alogene. Probabil, asocierea determinantului antigenic cu structurile sale de suprafață are loc pe suprafața macrofagelor în timpul procesării antigenului într-o formă imunogenă, precum și pe suprafața limfocitelor.

Izolarea și purificarea anticorpilor. Există metode nespecifice și specifice pentru izolarea A. Metodele nespecifice includ fracționarea serurilor imune, care are ca rezultat fracții îmbogățite cu A., cel mai adesea fracțiunea de anticorpi IgG. Acestea includ sărarea imunoglobulinelor cu sulfat de amoniu sau sulfat de sodiu, precipitarea imunoglobulinelor cu alcool, metode de electroforeză preparativă și cromatografia de schimb ionic și cromatografia pe gel. Purificarea specifică se bazează pe izolarea lui A. dintr-un complex cu un antigen și duce la producerea de A. de aceeași specificitate, dar heterogene ca proprietăți fizico-chimice. Procedura constă în următoarele etape: obținerea unui precipitat specific (complexul antigen-anticorp) și spălarea acestuia din componentele rămase ale serului; disociere precipitată; separarea antigenelor de antigene pe baza diferențelor de greutate moleculară, sarcină și alte proprietăți fizico-chimice. Pentru izolarea specifică a A. se folosesc pe scară largă imunosorbanții - purtători insolubili pe care se fixează antigenul. În acest caz, procedura de obținere a A. este simplificată semnificativ și include trecerea serului imun printr-o coloană cu un imunosorbant, spălarea imunosorbantului de proteinele serice nelegate, eluarea A. fixată pe imunosorbent la valori scăzute ale pH-ului și îndepărtarea agent de disociere prin dializă.

Bibliografie: Weisman I.L., Hood L.E. și Wood W.B. Introducere în imunologie, trad. din engleză, p. 13, M., 1983; Imunologie, ed. W. Paul, trad. din engleză, p. 204, M., 1987; Kulberg A.Ya. Imunologie moleculară, M., 1985; Formarea anticorpilor, ed. L. Glynn și M. Steward, trad. din engleză, p. 10, M., 1983, Petrov R.V. Imunologie, p. 35, M., 1987.