Создание иммунотоксинов иммунобиотехнологическими методами

25.10.2015

Существенные успехи в иммуноинженерии и в изучении тонких механизмов формирования и развития иммунологических реакций привели к разработке ряда иммунобиотехнологических продуктов, основанной на применении антител, и перспективных для использования в различных областях биологии и медицины. Для этих целей применяют различные иммунобиотехнологические приемы, предполагающие ту или иную модификацию иммуноглобулинов. Одни из них направлены на создание антител, обладающих какими-либо дополнительными функциями, например ферментативными. Отражением этих приемов явилось создание антител, Fab-фрагменты которых соединены со стафилококковой нуклеазой, или антител, Fc-фрагменты которых заменены на молекулы каких-либо эффекторных ферментов. Наиболее характерным примером эффективного применения методов иммунобиотехнологии этого направления является создание так называемых эбзаймов (Abzymes) — антител с ферментативной активностью, которые могут применяться для разных целей: в качестве лекарственных средств для онкологии, наркологии, вирусологии и др. и очистки их от примесей, разрушения микробов и различных клеток, расщепления и сплайсинга белковых молекул и др. С помощью эбзаймов возможно также активировать лекарственный предшественник (prodrug) в момент его доставки к ткани или органу-мишени. Эбзаймы относятся не только к категории искусственных, но и природных антител.
Другие иммунобиотехнологические приемы направлены на придание антителам функций носителя различных токсических веществ, поражающих связывающие их клеточные элементы, например опухолевые клетки. Такие комбинированные препараты (антитела с присоединенными к ним молекулами токсинов) получили наименование иммунотоксинов. В качестве токсинов в комбинированных молекулах используют различные соединения — антибиотики, ферменты, яды. Наиболее часто используемым соединением является сильный токсин — рицин. Препараты, полученные в результате его соединения (конъюгации) с моноклональными антителами к тем или иным маркерным структурам лимфоцитов, являются эффективным средством для направленной элиминации из общей популяции клеток определенных клеточных субпопуляций известной функциональной активности.
Примером эффективного иммунотоксина, нашедшего применение в трансплантологии, является конъюгат моноклональных антител к мембранным структурам Т-лимфоцитов (антиген CD5) с α-цепью рицина. Предоперационная обработка конъюгатом почечных трансплантатов эффективно удаляла из обрабатываемого органа лимфоциты-«пассажиры» донорского типа, развивающие реакции тканевой несовместимости при их попадании в организм реципиента вместе с пересаживаемым органом. В результате пересадки обработанной иммунотоксином аллогенной почки клинически значимые или токсические эффекты отсутствовали, кризы отторжения были более редкими, наблюдалась меньшая их тяжесть. 5-летняя выживаемость трансплантатов увеличилась до 70% по сравнению с 25% в группе сравнения по усредненным мировым данным.

Создание иммунотоксинов иммунобиотехнологическими методами

Несмотря на высокую эффективность иммунотоксинов, их направленная доставка к клеткам-мишеням имеет ряд недостатков, основной из них — неспецифическое действие конъюгата на различные клетки организма, включая нормальные, экспрессирующие эпитопы аналогичной специфичности. Эти же недостатки являются одной из основных причин ограниченного терапевтического применения моноклональных антител, характеризующихся высокими диагностическими свойствами. В этом отношении более эффективными являются респекрины, т.е. молекулы с экранированным токсином (рис. 19.5).
Препараты респекринов представляют собой выделенные поверхностные антигены клеток-мишеней, их эпитопы или растворимые антигены, секретируемые клетками-мишенями, соединенные с молекулой физиологически активного фактора (токсина). Такой комплекс соединяется с антителами, специфическими к целевому эпитопу и экранирующими физиологически активный фактор (токсин). При введении в организм антитела иммунокомплекса связываются соответствующими антигенами (эпитопами) клеток-мишеней. При этом токсин освобождается и поражает клетку-мишень (рис. 19.5).