Neue Techniken in der Produktion von monoklonalen Antikörpern

In letzter Zeit ist deutlich geworden, dass wir schnelle und effektive Methoden zur Herstellung von monoklonalen Antikörpern (mAbs) brauchen, insbesondere während der COVID-19-Pandemie. Antikörper von Menschen, die sich von COVID-19 erholt haben, können helfen, Behandlungen und Testmethoden zu entwickeln. Diese Antikörper können anderen Patienten in Notfällen gegeben werden, ohne dass zusätzliche Schritte zur Anpassung für die menschliche Verwendung notwendig sind. Obwohl die Herstellung dieser Antikörper teuer sein kann, ist der Prozess dank verbesserter Techniken mit Säugetierzellen einfacher und schneller geworden.

#Traditionelle Methoden zur Isolierung von Antikörpern

Die klassische Methode zur Herstellung von mAbs nennt sich Hybridoma-Technologie. Die wurde 1975 erfunden und beinhaltet das Verschmelzen bestimmter Zellen, um Antikörper zu produzieren, die über einen langen Zeitraum funktionieren können. Obwohl diese Methode vertrauenswürdig und genau ist, kann sie viel Zeit in Anspruch nehmen und erfordert geschulte Techniker. Neue Techniken wurden entwickelt, um die Dinge zu beschleunigen, einschliesslich Methoden, um B-Zellen länger am Leben zu halten, sie auf Einzelzellebene zu analysieren und Tests mit Antikörperbibliotheken ohne lange Wartezeiten durchzuführen.

#Next-Generation Sequencing Technologie

Um die Isolierung von mAbs schneller zu machen, haben Forscher begonnen, Next-Generation Sequencing (NGS) zu verwenden. Diese Technologie erlaubt es, viele Gene von Immunzellen gleichzeitig zu betrachten. Zum Beispiel ist es mit neuen Methoden möglich, tausende von Genen, die mit bestimmten Zielen verbunden sind, schnell zu finden. Obwohl NGS diese Gene zügig analysieren kann, gab es bisher keinen guten Weg, um gleichzeitig zu testen, wie gut diese Antikörper wirken.

#Neue funktionale Screening-Methode

In dieser Studie wurde eine neue Methode entwickelt, die mit NGS arbeitet, um Klone von Antikörpern zu finden, die auf bestimmte Ziele reagieren. Durch die Erstellung eines speziellen Vektors, der beide Teile eines Antikörpers aus einer Zelle exprimieren kann, können die Forscher Antikörper schneller sammeln, die an die Ziele binden als mit traditionellen Methoden. Diese neue Technik wurde getestet, indem man Antikörper gegen das Influenza-Virus bei Mäusen suchte, was zur Entwicklung von Impfstoffen führen könnte, die gut gegen viele verschiedene Stämme des Virus wirken.

#Schnelles Screening-System

Traditionelle Methoden zum Screening von Antikörpern beinhalten mehrere zeitaufwändige Schritte. Ein neues System wurde jedoch eingerichtet, um diesen Prozess zu beschleunigen. Dabei werden alle antikörperproduzierenden Zellen gemischt und dann sortiert, um die zu finden, die sich an die richtigen Ziele binden. Dieser Bulk-Sortierungsansatz ermöglicht es den Forschern, schnell viele potenzielle Kandidaten zu sammeln, anstatt jede einzelne Zelle einzeln zu untersuchen.

#Aufbau einer Datenbank und Analyse von Antikörpern

Ein Experiment wurde mit verschiedenen Influenza-Virus-Proteinen durchgeführt, um breit reaktive Antikörper zu finden. Die Forscher haben viele Zellen gefunden und sortiert, die in der Lage sind, Antikörper zu produzieren. Die Idee war, diese Zellen zu sammeln und ihre genetische Zusammensetzung zu analysieren, um zu sehen, welche gut an die Influenza-Virus-Proteine binden. Die erfolgreiche Kombination von Genen und der Funktion des Antikörpers zeigte vielversprechende Ergebnisse und zeigte, dass eine vielfältige Palette von Antikörpern an verschiedene Influenza-Stämme binden kann.

#Testen der Antikörperreaktivität

Die Forscher schauten sich dann einige vielversprechende Kandidaten näher an, um zu sehen, wie gut sie auf verschiedene Influenza-Virus-Proteine reagierten. Indem sie eine geheime Form von Antikörpern produzierten, massen sie, wie fest jeder einzelne an verschiedene Ziele binden konnte. Es ging nicht nur darum, irgendeine Reaktion zu finden; das Ziel war es zu sehen, welche Antikörper effektiv an viele Stämme des Influenza-Virus binden konnten.

#Bedarf an effizienter Antikörperisolierung

Da die Nachfrage nach effektiven therapeutischen Antikörpern steigt, bleibt die Herausforderung, solche zu finden, die in medizinischen Behandlungen eingesetzt werden können. Traditionelle Methoden können nur eine begrenzte Anzahl an Antikörpern auf einmal produzieren. Neue Techniken, wie die Nutzung spezialisierter menschlicher Zelllinien zur Antikörperproduktion, gewinnen zunehmend an Beliebtheit. Diese Studie konzentrierte sich auf Gedächtnis-B-Zellen, die für ihre starke Reaktion während Infektionen bekannt sind.

#Neues Antikörper-Präsentationssystem

Um die Wirksamkeit eines Antikörpers direkt mit seinen genetischen Informationen zu verknüpfen, wurde ein neues System entworfen. Dieser Ansatz kombiniert die Vorteile traditioneller Methoden mit modernen Sequenzierungstechnologien. Die Idee ist, Antikörper auf eine Weise zu exprimieren, die es ermöglicht, ihre Bindungsmerkmale direkt mit den genetischen Daten zu verbinden, die sie codieren.

#Vorteile des neuen Systems

Das neue System hat mehrere Vorteile. Erstens ermöglicht die Fähigkeit, Antikörper an der Zelloberfläche zu exprimieren, den Forschern, das Bindungsmerkmal des Antikörpers direkt mit seiner genetischen Information zu verknüpfen. Dies vereinfacht den Prozess des Sortierens und Auswählens der Antikörper, die weiter untersucht werden sollen. Zweitens, indem die schweren und leichten Ketten der Antikörper verbunden werden, sparen die Forscher Zeit und Ressourcen im Vergleich zu Methoden, die sie getrennt halten. Schliesslich ermöglicht die zuverlässige und schnelle Klonierungstechnologie eine schnellere Erstellung von Antikörperbibliotheken, was den Forschern hilft, sich frühzeitig auf die vielversprechendsten Kandidaten zu konzentrieren.

#Breite Auswirkungen auf die Impfstoffentwicklung

Durch die Kombination dieses neuen Systems mit robotergestützter Automation können Forscher an der Isolierung nützlicher mAbs effizienter arbeiten. Das hat enorme Auswirkungen auf die Entwicklung von Impfstoffen gegen eine Vielzahl von Krankheiten und könnte schneller auf Ausbrüche reagieren.

#Fazit

Die Fortschritte in der Isolierung und Herstellung von monoklonalen Antikörpern ebnen den Weg für neue Behandlungen und Diagnosewerkzeuge. Die Integration von Next-Generation Sequencing mit funktionalen Screening-Methoden bietet einen vielversprechenden Weg nach vorn und macht es machbarer, die richtigen Antikörper im Kampf gegen Infektionskrankheiten zu finden. Die fortdauernde Entwicklung dieser Techniken wird wahrscheinlich zu effektiveren Reaktionen auf gesundheitliche Herausforderungen in der Zukunft führen.