Основные биологические характеристики антител

1 Специфичность – способность антитела взаимодействовать с определенным (своим) антигеном (соответствие эпитопа антигена и активного центра антитела).

2 Валентность – количество способных реагировать с антигеном активных центров (это связано с молекулярной организацией – моно- или полимер). Иммуноглобулины могут быть двухвалентными (IgG) или поливалентными (пентамер IgM имеет 10 активных центров). Двух- и более валентные антитела называют полными антителами. Неполные антитела имеют только один участвующий во взаимодействии с антигеном активный центр (блокирующий эффект на иммунологические реакции, например, на агглютинационные тесты). Их выявляют в антиглобулиновой пробе Кумбса, реакции угнетения связывания комплемента.

3 Афинность – прочность связи между эпитопом антигена и активным центром антитела, зависит от их пространственного соответствия.

4 Авидность - интегральная характеристика силы связи между антигеном и антителами, с учетом взаимодействия всех активных центров антител с эпитопами. Поскольку антигены часто поливалентны, связь между отдельными молекулами антигена осуществляется с помощью нескольких антител.

5 Вариабильность структуры иммуноглобулинов. Все иммуноглобулины построены из разного количества сходных четырехцепочечных субъединиц и могут иметь варианты трех видов:

– изотипические варианты, обусловленные экспрессией гаметных генов, присутствующие у всех особей данного вида и кодирующие тяжелые и легкие цепи, а также «каркасные» аминокислотные остатки в составе их V-областей (подгруппы);

– аллотипические варианты, обусловленные внутривидовой аллельной изменчивостью;

– идиотипические варианты, представляющие разнообразие антигенсвязывающих центров (паратопов) и обусловленные, в частности, изменчивостью гипервариабельных V-областей.

Даже тогда, когда антитела к конкретному антигену относятся к одному классу, субклассу и даже аллотипу, они характеризуются специфическими отличиями друг от друга (идиотипом). Это зависит от особенностей строения V- участков H- и L- цепей, множества различных вариантов их аминокислотных последовательностей.

Моноклональные антитела

Моноклональные антитела являются продуктами одного из множества клонов антителообразующих клеток (АОК) и обладают строгой специфичностью по отношению к определенной антигенной детерминанте (эпитопу) того или иного антигена. Технология получения моноклональных антител разработана Георгом Келлером и Цезарем Мельштаймом, которые в 1984 г. получили Нобелевскую премию за их открытие. Сущность метода заключается в получении неограниченно долгоживущего клона клеток, продуцирующего антитела узкой специфичности. Для этого лабораторные животные (млекопитающие, например, мыши) подвергаются иммунизации, обычно, путем нескольких инъекций антигена в течение 1-2 месяцев. Затем из селезенки получают клетки, из которых выделяют лимфоциты. Их сливают с клетками миеломы, которую выбирают так, чтобы она сама по себе не производила антитела и не имела гена гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазы (HHPТ), что делает ее чувствительной к селектирующему агенту НАТ (гипоксантин, аминоптерин и тимидин). Слияние клеток производится с помощью нарушающего мембраны агента, такого, как полиэтиленгликоль или вирус Сёндай.

После слияния клетки в течение 10-14 дней поддерживают в среде, содержащей НАТ (гипоксантин, аминоптерин и тимидин). Аминоптерин блокирует синтез нуклеотидов, поэтому клетки материнской миеломы погибают. В отличие от миеломы, гибридные клетки и В-лимфоциты, имеющие ген ГГФТ, выживают за счет использования гипоксантина как источника пуринов, но продолжительность жизни обычных лимфоцитов ограничена, и через несколько недель в культуре остаются только клетки гибридомы. Поскольку не все из них образованы путем слияния миеломы с лимфоцитами, производящими нужные антитела, клетки делят на линии, которые поддерживают в отдельных ячейках 96-луночных планшетов. Далее в среде над клетками определяют антитела и отбраковывают клеточные линии, не производящие антитела или недостаточно быстро размножающиеся. При достаточно хорошем разведении клеточной суспензии в одну лунку попадает не более одной гибридной клетки, но для гарантированного качества и стабильности культуры отобранные клеточные линии могут быть еще раз клонированы с тем, чтобы антитела производились потомками одной гибридной клетки, то есть были моноклональными.

Клонированную культуру гибридомы затем пересевают из лунки 96-луночной плашки в сосуды большей емкости для размножения, хранения в жидком азоте и получения большего количества антител для дальнейших исследований. Из культуральной среды можно получить от 1 до 60 µg/ml моноклональных антител. Большее количество можно получить путем введения клеточной суспензии в брюшную полость мышей, где гибридома размножается подобно раковым клеткам материнской миеломы, секретируя антитела во внутриполостную жидкость с образованием асцита (скопление жидкости в брюшной полости).

Моноклональные антитела могут использоваться для разных практических целей:

• для идентификации клеток – выявления Т- и В-лимфоцитов и других клеток, определения их свойств;

• для осуществления современных радиоиммунных, иммуноферментных и иммунолюминесцентных методов выявления антигенов и антител;

• для определения локализации антигенов в организме и доставки к ним (например, в опухоль) лекарственных веществ, присоединенных к антителам;

• для приготовления иммуносорбентов, позволяющих выделить ели удалить из организма антигены или клетки данной специфичности.