Produzione di anticorpi monoclonali
VALENTINA FOGLIZZO
NOBEL PER LA MEDICINA 1984
Niels K. Jerne
Cesar Milstein
Georges J. F. Kohler
[7]
UN PO’ DI STORIA…
1890 Behring e Kitasato scoprono molecole anticorpali
nel siero di animali immunizzati e dimostrano la
loro specificità
DUNQUE TUTTE LE CELLULE PRODUCONO ANTICORPI
Verso la fine degli anni ‘50 è stato dimostrato che solo i LINFOCITI
sono in grado di produrre anticorpi
1955 Niels Jerne pubblica la sua prima importante teoria
sulla preesistenza di molecole anticorpali in grado di
riconoscere migliaia di antigeni non-self
?
UN PO’ DI STORIA…
Durante gli anni 60 avvengono moltissime scoperte nel campo
dell’immunologia:
3. Viene chiarita la struttura primaria degli anticorpi
4. E’ dimostrato che un linfocita produce molecole anticorpali
identiche fra loro
5. I linfociti vengono suddivisi in due classi: linfociti T (TH – TK) e
linfociti B
1971 Niels Jerne teorizza l’esistenza di un’immunità
tessuto-specifica
Nel 1974 Jerne enuncia la sua terza teoria: esistono
molecole anti-anticorpo che bilanciano l’azione degli
anticorpi stessi
CIO’ IMPLICA CHE…
GLI ANTICORPI POSSONO ESSERE ESSI STESSI
DEGLI ANTIGENI
!
Kunkel e successivamente Jacques Oudin
dimostrarono che:
Le regioni variabili non possiedono solo
il sito combinatorio per l’antigene
ma
mostrano anche un profilo antigenico detto
IDIOTIPO
Tra il 1975 ed il 1976 Kohler e
Milstein sviluppano una tecnica
con cui poter produrre anticorpi
monoclonali in grande quantità
FUSIONE
VANTAGGI
1. Singola specificità
2. Immortalità degli ibridi
3. Antigeni impuri generano
anticorpi puri
4. Elevata secrezione di anticorpi
5. Possibilità di mutare gli ibridomi
per generare anticorpi non
presenti in natura
[7]
ANTICORPO POLICLONALE vs ANTICORPO MONOCLONALE
Miscela di anticorpi in grado di
Riconoscere epitopi diversi di
una stessa molecola
Miscela di anticorpi prodotta
da una selezione clonale di
linfociti diretta contro lo
stesso epitopo di un antigene
1. Basso titolo
1. Singola specificità
3. Popolazioni anticorpali eterogenee
2.Immortalità degli ibridi
5. la stessa combinazione di anticorpi
è impossibile da riottenere in un
nuovo animale
3.Antigeni impuri generano anticorpi
puri
4.Elevata secrezione di anticorpi
5.Possibilità di mutare gli ibridomi per
generare anticorpi non presenti in
natura
LA STRUTTURA
Struttura a forma di Y costituita da
2 catene pesanti e 2 catene leggere
unite da ponti disolfuro
CDR (complementary determining regions)
Regioni variabili (VH e VL):
mediano la specificità e rendono
la molecola divalente
Taglio verticale: è una molecola
simmetrica
Taglio orizzontale: porzione costante Fc
porzione variabile
[1]
ANTICORPI INGEGNERIZZATI E TERAPIA
Inibizione vie
di segnale
Induzione citotossicità
Cellulo-mediata
Anticorpo-dipendente
Citotossicità
Complemento-mediata
Prolungamento dell’emivita nel siero
Veicolo di agenti
citotossici
Rapida eliminazione
degli anticorpi
non coniugati
ANTICORPI INGEGNERIZZATI PER:
1. Alterarne le dimensioni
2. Migliorarne la farmacocinetica
3. Eliminare la loro immunogenicità
1. ALTERAZIONE DELLE DIMENSIONI
IgG intere
Permanenza nel circolo
sanguigno
Mielotossicità
I° APPROCCIO: digestione con Papaina
a formare Fab’ o F(ab’)2
Aumento della Clereance
[1]
Penetrazione omogenea nei tumori
Stessa affinità per l’antigene
1. ALTERAZIONE DELLE DIMENSIONI
II° APPROCCIO: minimalista
Espressione in sistemi pro/eucariotici
di frammenti anticorpali codificati da singoli geni
ScFvs: VH-VL unite da linker peptidici
PRO
CONTRO
Piccole dimensioni
Piccole dimensioni
Monovalenza
Breve emivita nel siero
Breve emivita nel siero
[1]
1. ALTERAZIONE DELLE DIMENSIONI
CURIOSITA’!
I camelidi producono Ig chiamate ANTICORPI A CATENA PESANTE
Loop delle CDR molto
pronunciati
VHH o NANOBODIES
Aumentata penetrazione
negli epitopi criptici
[1]
Alta stabilità termica
Alta solubilità
Alta affinità
Alta stabilità intracellulare
(utile per target
citoplasmatici)
1. ALTERAZIONE DELLE DIMENSIONI
TUTTAVIA IN GENERALE ScFvs E NANOBODIES HANNO UN’EMIVITA
TROPPO BREVE
Sfruttando linker peptidici di
varia lunghezza
è possibile generare anticorpi
multimerici!
[2]
2. MIGLIORAMENTO DELLA FARMACOCINETICA
Anticorpi inibitori
Aumento dell’emivita nel circolo
Anticorpi veicolatori
di agenti citotossici
Aumento velocità di escrezione
degli anticorpi non legati a
all’antigene
MODIFICAZIONE DELLE DIMENSIONI
3. DIMINUZIONE DELL’IMMUNOGENICITA’
HAMA (human anti-mouse antibodies)
Mouse moAbs
Alterazione della Biodistribuzione
Clearance accelerata
1. ANTICORPI CHIMERICI UOMO-TOPO
3. SOSTITUZIONE RESIDUI DI SUPERFICIE NELLE REGIONI VARIABILI
5. DEIMMUNIZZAZIONE
7. SVILUPPO DI ANTICORPI UMANI ATTRAVESO TOPI TRANSGENICI
BIBLIOGRAFIA
1.
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www.nobelprize.org
