Лекарственная иммунная гемолитическая анемия. Лекарственные средства антител Лекарственные средства содержащие антитела

Сегодня они стали необходимым реагентом в биологических лабораториях. Продажи препаратов, в которых встречаются моноклональные антитела, направленные на терапию тяжелейших заболеваний (псориаз, рак, артрит, склероз), имеют многомиллиардный оборот. Хотя в 1975 году, когда была опубликована статья про метод получения гибридом, лишь единицы поверили в их практическое применение.

Что такое моноклональные антитела

Они вырабатываются иммунными клетками, происходящими от одной предшественницы, принадлежащими к одному клону. Это явление наблюдается при выращивании В-лимфоцитов в культуре. Такие антитела могут вырабатываться против почти любого природного антигена (к примеру, бороться с чужеродным белком и полисахаридами), который они будут специфически связывать. Далее они используются для обнаружения этого вещества или его очистки. Моноклоны широко применяются в биохимии, молекулярной биологии, медицине. Производить антитела нелегко, что напрямую влияет на их стоимость.

Получение моноклональных антител

Этот процесс начинается с иммунизации животных, как правило, мышей. Для этого вводят специфический антиген, который синтезирует антитела против него. Затем у мыши удаляется селезенка и гомогенизируется для получения суспензии клеток. Она содержит B-клетки, продуцирующее антитело. Затем их смешивают с миеломой (мышиной плазмоцитомы), которая имеет непрерывную способность синтезировать себе подобных в культуре (опухолевые клоны).

Благодаря слиянию образуются гибриды опухолевых и нормальных клеток (гибридомы), непрерывно растущие и способные производить смесь антител заданной специфичности. Следующий шаг после получения гибридом - клонирование и отбор. В каждую лунку специального планшета помещают около 10 слитых клеток и культивируют их, проверяя на выработку специфических иммуноглобулинов. Гибридомы из лунок, содержащих нужные идентичные антитела (парапротеины), клонируют и вновь проверяют. Так делают 1-2 раза.

В результате получают клетки, способные производить собственные иммуноглобулины только одной нужной уникальной специфичности. Далее клоны можно заморозить и сохранять. Или же культивировать, накапливать, привить мышам, где они также будут расти. Впоследствии полученные молекулы иммуноглобулина разными методами очищаются от посторонних примесей и используются для диагностики в лабораториях или терапевтического применения.

Важно отметить, что полученный с помощью гибридомы клеточный клон является мышиным иммуноглобулином, который при попадании в организм человека вызовет реакцию отторжения. Выход нашли благодаря рекомбинантным технологиям. Взяв фрагмент мышиного моноклона, соединили его с фрагментом человеческого иммуноглобулина. В результате были получены гибридомы, получившие название химерных, которые были уже более близкими для человека, но все равно провоцировали иммунные реакции организма, отличающиеся от требуемых.

Следующий шаг был сделан благодаря генной инженерии и связан с созданием, так называемых гуманизированных антител, на 90% гомологичных человеческому иммуноглобулину. От первоначального гибридомного мышиного моноклона осталась лишь маленькая часть от слияния клеток, которые отвечают за специфическое связывание. Они и используются в клинических испытаниях.

Применение

Моноклоны успешно вытесняют иммунные сыворотки. Гибридомы создали удивительные возможности в аналитике: их применяют как «микроскоп» с необычайно высоким разрешением. С их помощью можно обнаружить уникальные антигены, характерные для раковых клеток конкретных тканей, получить к ним моноклоны определенной специфичности и использовать для диагностики и типирования новообразований. Применяют их еще при лечении псориаза, рассеянного склероза, артритов, болезни Крона, раке молочной железы и многих других.

При псориазе

Для терапии псориаза тяжелых форм назначают прием системных глюкокортикостероидов (стероидные гормоны), влияющих на гормональный фон человека и подавляющих местный иммунитет. Моноклональные антитела при псориазе воздействуют исключительно на активные клетки псориатического воспаления, не подавляя иммунную систему полностью. Терапевтический эффект – снижение активности воспаления, нормализация деления клеток кожи и исчезновение псориазных бляшек.

При ревматоидном артрите

Моноклональные антитела при ревматоидном артрите оказались эффективны в тех ситуациях, где другие средства не оказали лечебного действия. В европейских странах сегодня основным терапевтическим направлением при этом недуге являются такие препараты. Терапевтический курс длительный по времени, ведь лекарства действуют хоть и эффективно, но медленно. Из-за сложностей в диагностике артритов за лечебной помощью стоит обращаться как можно раньше, при первых же симптомах и подозрениях.

Для лечения рака

Для большого числа пациентов с онкологией фармпрепараты, в составе которых содержатся моноклоны, стали надеждой на выздоровление и возврат к нормальной жизни. Многие люди с крупными злокачественными опухолями тела, множеством опухолевых клеток и малоутешительными прогнозами после курса терапии почувствовала улучшение состояния. Моноклональные антитела для лечения рака имеют очевидные преимущества:

1. Прикрепляясь к злокачественным клеткам, они не только делают их более заметными, но и ослабляют, нарушают их структуру. С ними человеческому организму бороться гораздо легче.
2. Обнаружив свою цель, они способствуют блокировке рецепторов роста опухоли.
3. Разработка антитела осуществляется в условиях лабораторий, где они намеренно соединяются с малым количеством радиоактивных частиц. Перенося эти частицы по организму, они доставляют их прямо к опухоли, где те и начинают действовать.

Принцип лечения

Действие моноклонов простое: они распознают определенные антигены и связываются с ними. Благодаря этому иммунная система быстро замечает проблему и вступает с ней в борьбу. Они помогают организму человека самостоятельно справиться с антигенами. Еще одно их огромное преимущество – воздействие исключительно на патологически измененные клетки, не нанося при этом вреда здоровым.

Препараты с моноклональными антителами

Хотя изобретены гибриды нормальных и опухолевых клеток такого типа были не очень давно, спектр препаратов, содержащих их в своем составе, уже выглядит внушительно. Новинки фармацевтики появляются регулярно. Такие препараты, как и большинство лекарственных средств, имеют различные побочные эффекты. Нередко после применения моноклональных веществ поступают жалобы на проявление аллергических реакций в виде зуда, сыпи. Изредка терапия сопровождается тошнотой, рвотой или кишечным расстройством. Далее об эффективных препаратах подробнее.

Стелара

Используется при терапии тяжелых форм бляшечного псориаза. Фармпрепарат состоит из моноклонов человека, что сводит риск возникновения побочных эффектов к минимуму. Форма выпуска – раствор для подкожного введения во флаконе или в шприце. Рекомендованная дозировка составляет 45 мг в сутки. Вторую инъекцию вводят через 4 недели после первой, далее уколы делают 1 раз в 12 недель. Терапевтический эффект от Стелара проявится уже через 15-20 дней. Поддерживающее лечение обеспечивает продолжительность ремиссии. После 2 инъекций кожа очищается на 75%.

Ремикейд

Представляет собой химерные антитела на основе моноклонов мыши и человека. Препарат снижает воспаление эпидермиса, регулирует деление кожных клеток. Форма выпуска – порошок лиофилизированный для приготовления парентерального раствора или во флаконах 20 мл. Состав для инфузий вводят внутривенно на протяжении 2-х часов со скоростью до 2 мл в минуту. Дозировка зависит от степени тяжести болезни. Повторные инъекции делают через 2 и 6 недель после первой. Для поддержки эффекта терапию повторяют каждые 1,5-2 месяца.

Хумира

Рекомбинантный моноклон с пептидной последовательностью, идентичной человеческой. Препарат эффективен при терапии сложных форм псориаза, тяжелом активном ревматоидном и псориатическом артрите. Применяется в виде подкожных инъекций в область живота или переднюю бедренную поверхность. Форма выпуска – раствор для подкожного введения. Уколы по 40 мг вводятся 1 раз в 2 недели.

Классификация препаратов, содержащих антитела

Лечебные сыворотки.

Иммуноглобулины.

Гамма-глобулины.

Препараты плазмы.

Различают два источника получения специфических сывороточ­ных препаратов:

гипериммунизация животных (гетерологичные сывороточные пре­параты);

вакцинация доноров (гомологичные препараты).

2.1. Гетерологичные сывороточные препараты.

Для изготовления гетерологичных сывороточных препаратов исполь­зуют в основном крупных животных лошадей. Лошади обладают высокой иммунологической реактивностью, от них в срав­ нительно короткий срок можно получить сыворотку, содержащую анти­тела в высоком титре. Кроме этого, введение лошадиного белка челове­ку дает наименьшее количество побочных реакций. Животные других видов используются редко. Годные к эксплуатации в возрасте от 3 лет и выше животные подвергаются гипериммунизации, т.е. процессу мно­гократного введения возрастающих доз антигена с целью накопления в крови животных максимального количества антител и поддержания его на достаточном уровне в течение возможно более длительного време­ни. В период максимального нарастания титра специфических антител в крови животных осуществляют 2-3 кровопускания с интервалом в 2дня. Кровь берут из расчета 1 литр на 50 кг веса лошади из яремной ве­ны в стерильную бутыль, содержащую антикоагулянт. Полученная от лошадей-продуцентов кровь передается в лабораторию для дальней­шей обработки. Плазма отделяется на сепараторах от форменных эле­ментов и дефибринируется раствором хлористого кальция. Использо­ вание цельной гетерологичной сыворотки сопровождается аллергичес­кими реакциями в форме сывороточной болезни и анафилаксии. Одним из путей уменьшения побочных реакций сывороточных препаратов, а также повышения их эффективности является их очистка и концентра­ция. Сыворотку очищают от альбуминов и некоторых глобулинов, ко­торые не относятся к иммунологически активным фракциям сывороточ­ных белков. Иммунологически активными являются псевдоглобулины с электрофоретической подвижностью между гамма- и бета-глобулина­ми, к этой фракции относятся антитоксические антитела. Также к им­мунологически активным фракциям относятся гамма-глобулины, в эту фракцию входят антибактериальные и антивирусные антитела. Очистка сывороток от балластных белков проводится по методу «Диаферм-3». При использовании этого метода сыворотка очищается путем осажде­ния под влиянием сернокислого аммония и путем пептического переваривания.Помимо метода «Диаферм 3»,разработаны и другие (Ультраферм, Спиртоферм, иммуносорбцииидр.), имеющие ограниченное при­менение

Содержание антитоксина в антитоксических сыворотках выражает­ся в международных единицах (ME), принятых ВОЗ. Например, 1 ME противостолбнячной сыворотки соответствует ее минимальному коли­честву, нейтрализующему 1000 минимальных смертельных доз (DLm) столбнячного токсина для морской свинки массой 350 г. 1 ME противоботулинического антитоксина - наименьшее количество сыворотки, нейтрализующее 10000 DLm ботулинического токсина для мышей мас­сой 20 г. 1 ME противодифтерийной сыворотки соответствует ее мини­мальному количеству, нейтрализующему 100 DLm дифтерийного токси­на для морской свинки массой 250 г.

В препаратах иммуноглобулинов IgG является основным компонен­том (до 97%). lgA, IgM, IgD входят в препарат в очень малых количес­твах. Выпускаются также препараты иммуноглобулинов (IgG), обога­щенные IgM и IgA. Активность препарата иммуноглобулина выражает­ся в титре специфических антител, определяемых одной из серологичес­ких реакций и указывается в наставлении по применению препарата.

Гетерологичные сывороточные препараты применяют для лечения и профилактики инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями, их токсинами, вирусами. Своевременное раннее применение сыворотки мо­жет не дать развиться болезни, удлиняется срок инкубации, появивше­еся заболевание имеет более мягкое течение, снижается смертность.

Существенным недостатком использования гетерологичных сыво­роточных препаратов является возникновение сенсибилизации организ­ма к чужеродному белку. Как указывают исследователи, к глобулинам сыворотки лошади в России сенсибилизировано более 10% населения. В связи с этим повторное введение гетерологичных сывороточных пре­паратов может сопровождаться осложнениями в виде различных аллер­гических реакций, самой грозной из которых является анафилактичес­кий шок. Для выявления чувствительности пациента к лошадиному бел­ку ставят внутрикожную пробу с разведенной 1:100 лошадиной сыво­роткой, которую специально изготавливают для этой цели. Перед вве­дением лечебной сыворотки пациенту внутрикожно на сгибательную по­верхность предплечья вводят 0,1 мл разведенной лошадиной сыворотки и наблюдают за реакцией в течение 20 минут.

2.2. Гомологичные сывороточные препараты из крови доно­ров.

Гомологичные сывороточные препараты получают из крови доноров, специально иммунизированных против определенного возбудителя или его токсинов. При введении таких препаратов в организм человека антитела циркулируют в организме несколько дольше, обес­печивая пассивный иммунитет или лечебный эффект в течение 4-5 не­дель. В настоящее время применяют донорские иммуноглобулины нормальные и специфические и донорскую плазму. Выделение иммунологически активных фракций из донорских сывороток производят с использованием спиртового метода осаждения.

Гомологичные иммуноглобулины практичес­ки ареактогенны, поэтому реакции анафилактического типа при повтор­ных введениях гомологичных сывороточных препаратов возникают ред­ко.

2.3.Препараты для бактериальной терапии (эубиотики).

Препараты для бактериальной терапии содержат живые антагонис­тически активные штаммы бактерий - представителей нормальной мик­рофлоры. Примером таких препаратов являются лактобактерин, бифи-думбактерин, колибактерин, бификол, бактисубтил и др. Микроорганизмы, содержа­щиеся в таких препаратах, обладают антагонистическими свойствами по отношению к различным микроорганизмам, прежде всего, к пато­генным кишечным микробам. Подобные препараты получаются путем выращивания соответствующих микроорганизмов или их спор в жид­ких питательных средах с последующим высушиванием под вакуумом из замороженного состояния. Препараты используют для лечения дисбактериоза.

2.4.Препараты лечебных бактериофагов.

Бактериофаги представляют собой вирусы бактерий. Они проника­ют в бактериальную клетку, размножаются в ней и лизируют ее. На этом основано их применение для лечения и профилактики инфекционных за­болеваний. Действие бактериофагов строго специфично и проявляется в отношении определенных видов и типов возбудителя.

Для получения препаратов бактериофагов используют производствен­ные штаммы фагов и соответствующие культуры бактерий. Выращен­ную в реакторах с жидкой питательной средой бактериальную культу­ру заражают маточной взвесью фага. При репродукции фаги лизируют бактерии и выходят в питательную среду, такой состав получил название фаголизата. Питательную сре­ду пропускают через бактериальные фильтры для освобождения от ос­татков бактериальных клеток (фильтрат фаголизата). Фильтрат с бак­териофагами консервируют и контролируют на стерильность, безвредность и активность. Готовый препарат, представляющий собой прозрач­ную жидкость желтого цвета, расфасовывают во флаконы. Наряду с жидким выпускают сухие таблетированные фаги с кислотоустойчивым покрытием, свечи с фагами.

Фаги применяют с лечебной и профилактической целью. В нашей стране выпускаются препараты сальмонеллезного, дизентерийного, ко-ли-протейного, стафилококкового, пиофага и др. В зависимости от за­болевания фаги применяют местно в виде орошений, полосканий, при­мочек, тампонирования, для введения в полость ран, брюшную, плев­ральную и др. полости, перорально, а также подкожно, внутрикожно и внутримышечно.

2.5 Препараты цитокинов.

Цитокины – это вещества, продуцируемые различными клетками организма и оказывающие неспецифическое иммуностимулирующее действие. Цитокины очень многочисленны и разнообразны, они отличаются механизмами действия, при этом они нормализуют гуморальные и клеточные факторы неспецифической резистентности и влияют на разные стадии и звенья иммунитета. Цитокины могут использоваться в качестве адъювантов в вакцинах и могут быть использованы как самостоятельные препараты.

Патогенез .

а. Образование иммунных комплексов. Иммунные комплексы, состоящие из лекарственного средства и антитела, неспецифически связываются с мембранами эритроцитов с последующей активацией комплемента. Прямая проба Кумбса с антителами к комплементу обычно положительна, а с антителами к IgG — отрицательна. Антитела к препарату можно обнаружить с помощью инкубации сыворотки больного с нормальными эритроцитами в присутствии комплемента и данного препарата. Большинство случаев лекарственной иммунной гемолитической анемии обусловлены именно этим механизмом. Повторное назначение препарата даже в небольшой дозе вызывает острый внутрисосудистый гемолиз, проявляющийся гемоглобинемией, гемоглобинурией и ОПН .

б. Образование цитотоксических антител. При связывании с эритроцитами препарат становится иммуногенным и стимулирует образование антител, обычно IgG . Положительна лишь прямая проба Кумбса с антителами к иммуноглобулинам. Антитела к препарату определяют следующим образом. После инкубации нормальных эритроцитов с этим препаратом их смешивают с сывороткой больного. При наличии антител к препарату развивается гемолиз. Классическим примером иммунной гемолитической анемии, вызванной цитотоксическими антителами, служит анемия при применении бензилпенициллина. Она возникает редко и только при назначении препарата в высоких дозах (более 10 млн ед/сут в/в ): прямая проба Кумбса с антителами к иммуноглобулинам положительна примерно у 3% больных, гемолиз развивается еще реже. Бензилпенициллин вызывает внесосудистый гемолиз. Появление IgG к бензилпенициллину не связано с аллергией к пенициллинам, обусловленной IgE .

в. Некоторые лекарственные средства, например цефалоспорины, вызывают агрегацию неспецифических IgG и комплемента, хотя это редко сопровождается гемолитической анемией. Прямая проба Кумбса может быть положительной, непрямая проба Кумбса всегда отрицательна.

г. Образование аутоантител. Лекарственные средства могут стимулировать образование аутоантител к антигенам системы Rh . Вероятно, это происходит за счет угнетения активности T-супрессоров и пролиферации клонов B-лимфоцитов, продуцирующих соответствующие антитела. Прямая проба Кумбса с антителами к иммуноглобулинам положительна. Инкубация сыворотки больного с нормальными эритроцитами в отсутствие лекарственного средства приводит к абсорбции IgG на эритроцитах. Синтез аутоантител к эритроцитам вызывают метилдофа, леводофа и мефенамовая кислота. Прямая проба Кумбса положительна примерно у 15% больных, принимающих метилдофу, однако гемолитическая анемия развивается менее чем у 1% больных. Влияние метилдофы на образование аутоантител к эритроцитам, по-видимому, дозозависимо. Анемия развивается постепенно, в течение нескольких месяцев применения препарата, и обусловлена внесосудистым гемолизом.

2. Лечение. Первый и наиболее важный этап лечения лекарственной иммунной гемолитической анемии — отмена препарата, вызвавшего ее. При гемолизе, вызванном иммунными комплексами, после этого быстро наступает выздоровление. В тяжелых случаях наблюдается ОПН . При гемолизе, вызванном аутоантителами, выздоровление более медленное (обычно несколько недель). Проба Кумбса может оставаться положительной в течение 1—2 лет.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Одну из самых существенных опасностей для здоровья человека представляют бактерии. Но и у бактерий есть противники: вирусы-бактериофаги, которые используют микробную клетку в качестве гостиницы, где всё включено, а покидая пристанище, нередко убивают хозяина. Изобретение метода фагового дисплея позволило использовать свойства бактериофагов в поиске новых антител, которые чрезвычайно востребованы для совершенствования диагностики и терапии многих опасных заболеваний.

Обратите внимание!

Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни ». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon .

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science .

Антитела как лекарства

В фармакологии используются два основных понятия: лекарство и мишень . Мишень - это структура организма, связанная с определенной функцией, нарушение которой приводит к заболеванию. В случае болезни на мишень можно оказать определенное воздействие, которое должно привести к лечебному эффекту. Лекарством называется вещество, специфически взаимодействующее с мишенью и влияющее на состояние клетки, ткани, организма . В качестве мишени может выступать рецептор на поверхности клеточной мембраны, фермент или канал, проводящий в клетку различные соединения. Однако путь к потребителю для любого лекарства долог: после подтверждения его функциональной активности следуют стадии доклинических и клинических испытаний, на которых малые молекулы подстерегает опасность так никогда и не стать лекарством. Под действием ферментных систем пациента они могут стать ядовитыми, или их изомеры окажутся токсичными. Низкомолекулярное вещество может выводиться слишком быстро или, напротив, накапливаться в организме, отравляя его. Поэтому в последние годы всё бóльшую долю на рынке лекарственных средств занимают макромолекулы, и среди них важнейшую роль играют антитела - защитные белки организма (рис. 1).

Рисунок 1. Структура антитела. Антитело состоит из двух тяжелых (HC) и двух легких (LC) аминокислотных цепей, соединенных между собой. Каждая из этих цепей имеет вариабельный домен (V H или V L) , который ответственен за связывание антигена. Вариа бельным он называется именно потому, что эти участки наиболее сильно отличаются у разных антител, то есть представлены множеством вариа нтов. Участок, который отщепляется ферментом папаином , называется Fab-фрагментом.

Когда в кровь попадает антиген - компонент бактерии или вируса, - он моментально оказывается под пристальным вниманием двух основных типов иммунных клеток: Т- и В-лимфоцитов . В-клетки после стимуляции со стороны Т-клеток или при непосредственном контакте с чужеродным агентом синтезируют антитела к нему. Некоторые из активированных В-лимфоцитов - плазматические клетки - специализируются на продукции антител, а остальные становятся клетками памяти , чтобы при встрече с тем же антигеном в будущем дать ему быстрый и эффективный отпор. Синтезированное плазматической клеткой антитело связывается с «чужаком», тем самым обезвреживая его. Происходит это несколькими путями: антитела специфически связываются с токсичными участками антигена, агглютинируют (слипаются) с крупными частицами, которые несут антигены на своей поверхности, или даже напрямую вызывают разрушение бактериальной клетки. Кроме того, «облепленный» антителами антиген становится уязвимым для других компонентов иммунитета - например, для макрофагов или системы комплемента .

От структуры антитéла зависят такие важные свойства, как связывание им антигена, прочность этого связывания и стабильность молекулы. Однако природа создания антител в организме очень сложна, и никто не может гарантировать, что в ответ даже на идентичные антигены образуются одинаковые по структуре антитела. Если же для создания лекарства или диагностического набора используются антитела к одному и тому же антигену, но обладающие разной структурой, то из-за разницы в стабильности и специфичности о стандартизации и воспроизводимости результатов работы можно будет забыть. Это означает, что такие антитела никак не могут стать диагностическими или лекарственными. Отсюда вывод: нужны антитела с идентичной структурой .

Антитела-«клоны» получают при помощи методов клеточной биологии из одной клетки-предшественницы. Такие антитела называются моноклональными . Их использование в качестве терапевтических агентов стало для медицины стратегическим этапом в смене концепции лечения - от неспецифической терапии к направленной. На сегодняшний день моноклональные антитела наиболее активно используются в онкогематологии, лечении опухолей, аутоиммунных заболеваний, а особенно широко - в диагностике .

Получение антител для нужд человека, как правило, начинается с иммунизации животных. Проводится несколько инъекций антигена, и в сыворотке крови накапливаются специфические антитела. Эти антитела, полученные напрямую из сыворотки иммунизированного животного, произведены разными плазматическими клетками, то есть они поликлональны . Для получения совершенно идентичных - моноклональных - антител в семидесятых годах прошлого века учеными Георгом Кёлером и Сéсаром Мильштейном был разработан метод гибридóм . Он основан на слиянии плазматических лимфоцитов (продуцируют антитела, но не живут в культуре) и клеток миеломы (это опухолевые клетки, которые ничего не продуцируют, но зато замечательно культивируются), в результате чего такая гибридная клетка от В-лимфоцита наследует способность выделять нужные исследователям антитела, а от опухолевой - бессмертие (практически бесконечное деление).

Гибридома стала выдающимся достижением, открывшим огромные возможности для исследователей . Однако антитела, которые можно получить с помощью гибридомного метода, всё же нарабатываются животными и не годятся для терапии человека. Поэтому перед исследователями встала задача получения полностью человеческих антител. Для ее решения была разработана группа методов, названная дисплейной . Общим для всех этих методов является то, что они предполагают работу со «сцепкой» нуклеотидной и аминокислотной последовательностей каждого конкретного варианта антитела. Название «дисплейные» происходит от английского display - выставлять напоказ, демонстрировать. Неотъемлемой стадией этих методов является «выставление» на поверхности фаговой частицы фрагментов антител для дальнейшего отбора нужных вариантов антигенами.

Библиотека в пробирке

Метод, который был назван фаговым дисплеем , основан на способности бактериофагов (вирусов, поражающих бактерии) выставлять на своей поверхности случайные пептидные последовательности в составе поверхностных белков . Бактериофаг представляет собой ДНК, окруженную белковой оболочкой - капсидом, - и способен размножаться только внутри клетки-хозяина. Проникая туда, он беззастенчиво пользуется ферментными системами несчастной бактерии, предоставляя ей свою ДНК для синтеза необходимых для его размножения белков . Инфицированная фагом бактериальная клетка послушно воспроизводит всё, что закодировано в геноме вируса, чтобы его потомство собрало свою оболочку из готовых строительных блоков. Если в геном фага-прародителя исследователем внедрена нуклеотидная последовательность, кодирующая нужный пептид, у его потомства на поверхности вирусной частицы появляется несколько копий гибридного капсидного белка, состоящего из собственной полипептидной цепи и фрагмента антитела. Множество бактериофагов, на поверхности которых представлены случайные фрагменты антител, называется фаговой библиотекой (рис. 2).

Рисунок 2. Создание синтетических и природных библиотек антител. За основу библиотеки берутся нуклеотидные последовательности вариабельных доменов антител (иммуноглобулинов, Ig), природные или синтетические. Далее их случайным образом комбинируют, и в результате образуется множество фрагментов антител, на основе которых можно создать фаговую библиотеку .

В современных библиотеках репертуар антител может достигать 10 миллиардов уникальных вариантов . Как же выбрать из этого разнообразия всего несколько молекул, специфичных к одному-единственному антигену? В случае дисплейной библиотеки вирусные частицы работают «библиотекарями», а «читателями» становятся бактериальные клетки. Если бы поиск книг в обычной библиотеке осуществлялся так же, как антител в дисплейной, выглядело бы это весьма необычно. Допустим, перед нами стоит задача выбрать все книги об интересующем нас предмете из библиотеки, в которой находится 10 миллиардов книг: исторические, художественные, сказки, любовные романы в ярких обложках... Для поиска в дисплейной библиотеке не нужно путаться в карточках и заполнять заявку, а нужно всего лишь принести с собой сам этот предмет! И тогда к нему (антигену) тут же начнут подходить библиотекари (фаги) с книгами в руках. Специфичные книги (антитела), которые написаны только о том, что мы принесли с собой, «приклеятся» к антигену намертво, а те, в которых о предмете упоминается вскользь, можно будет без труда унести обратно на полку. После того как с помощью антигена (предмета) были найдены наиболее специфичные молекулы (книги), они передаются бактериям-«читателям». «Читатели» оказываются настолько добросовестными, что не только воспринимают информацию, но и многократно копируют ее. Отбор фагов с фрагментами антител, специфичных к антигену, называется селекцией (рис. 3).

Рисунок 3. Схема селекции. Создание фаговой библиотеки из синтетического или природного источника предполагает образование структур, объединяющих в себе как нуклеотидные, так и аминокислотные последовательности фрагмента антитела (генотип-фенотип-структура ). Затем обеспечивается контакт с антигеном (привязанным к пластику дисплейной библиотеки), который специфически связывается с определенными фрагментами антител, экспонированными на фаговой частице.

Обычно проводится 3–4 раунда селекции, в результате чего отбирается ДНК уже сравнительно небольшого количества фагов, и на ее основе в бактериальных клетках нарабатываются фрагменты антител для дальнейшего анализа. По источнику материала дисплейные библиотеки можно разделить на три группы.

Каждый из перечисленных видов библиотек имеет свои достоинства и недостатки. Например, синтетические библиотеки базируются на небольшом количестве структур вариабельных доменов антител, поэтому работать с ними гораздо проще, чем с природными, которые содержат разнообразные по термодинамическим и экспрессионным характеристикам последовательности. Зато при использовании вариантов из природных библиотек ниже вероятность развития иммунного ответа .

Полученные таким способом молекулы можно подвергнуть изменениям, совершенствуя их свойства. Кроме того, из одного и того же фрагмента антитела можно создать целый ряд терапевтических агентов. В зависимости от цели терапии его можно связать с токсином (например, для борьбы с опухолью), с цитокином (для адресной доставки к больному месту) или с другим фрагментом-помощником, даже с радионуклидом.

Успех современной фармакологии во многом зависит от развития таких областей науки, как молекулярная биология, биоинформатика и генная инженерия. Благодаря этим дисциплинам стало возможным синтезировать нужные последовательности ДНК, комбинировать и изменять их, а также получать животные белки в бактериальных системах. Несомненным достоинством современных технологий является то, что с их помощью можно не только получать аналоги уже существующих антител, но и создавать совершенно новые .

Рано праздновать победу!

Несмотря на все преимущества антител перед малыми молекулами, с их применением возникли проблемы. В 2004 году было обнаружено, что в нескольких случаях прием инфликсимаба (ремикейда, Remicade) - противовоспалительных моноклональных антител - сопровождался развитием у пациентов лимфом. В мае 2006 года в журнале Американской медицинской ассоциации (JAMA ) опубликовали данные, что ремикейд усиливает риск развития рака в три раза . В июне 2008 года FDA сообщило о возможной связи развития лимфом и других видов опухолей у детей и подростков с приемом ремикейда.

Установлено увеличение риска смертельного исхода у онкологических больных при приеме авастина (2,5%) - блокатора фактора роста эндотелия (VEGF) - по сравнению с использованием только химиотерапии (1,7%). Дело в том, что сам по себе Avastin (бевацизумаб) не взаимодействует с раковыми клетками. Он блокирует фактор роста эндотелия (клеток выстилки сосудов), который выделяет опухоль, чтобы создать вокруг себя больше кровеносных сосудов для интенсивного питания. Опухоль выделяет такой же VEGF, как и другие, здоровые части организма, поэтому блокирование роста определенной доли нужных организму сосудов (например, сосудов для питания сердца) оказывается неизбежным. Таким образом, в случае применения авастина повышение смертности пациентов связано не с основным заболеванием, а с сердечной недостаточностью .

Развитие подобных побочных эффектов предсказуемо. Живой организм - очень сложная система, и вмешательство, направленное на одну его часть, влечет за собой изменения в других. Поэтому даже с появлением такого тонкого инструмента, как терапевтические антитела, нельзя говорить об изобретении «идеального лекарства».

Современные протоколы уже основаны на комбинированном подходе к лечению, включая вакцины, химиотерапию и моноклональные антитела. Исследователям еще предстоит разработать такие препараты и схемы терапии, которые обеспечат эффективное и безопасное лечение пациентов.

Рисунки предоставлены российской биофармацевтической компанией «Антерикс».

Литература

1. Драг-дизайн: как в современном мире создаются новые лекарства ;. J. Mol. Biol. 376 , 1182–1200;
2. Lee C.V., Liang W.C., Dennis M.S., Eigenbrot C., Sidhu S.S., Fuh G. (2004). High-affinity human antibodies from phage-displayed synthetic Fab libraries with a single framework scaffold . J. Mol. Biol. 340 , 1073–1093;
3. Lonberg N. (2005). Human antibodies from transgenic animals . Nat. Biotech. 23 , 1117–1125;
4. Иванов А.А. и Белецкий И.П. (2011). Терапия моноклональными антителами - панацея или паллиатив ? Ремедиум . 3 , 12–16..

Пассивный иммунитет – стимулируется искусственными методами, а также развивается естественным образом через такой способ, как передача антител. О способах борьбы с инфекциями, о том, почему важен пассивный иммунитет, предлагаю, дорогие друзья, прочитать в настоящей статье.

Формы иммунитета

Пассивный иммунитет формируется искусственно при введении лечебных сывороток в организм. Своя защита при этом не задействуется, антитела против антигенов поступают в активном виде.

К приобретенному иммунитету относятся виды иммунной защиты, создающиеся в организме при переливании крови.

Пассивная иммунизация позволяет достичь быстрого результата, но эффект достигается на короткое время, а вот активный вид иммунной защиты возникает на длительный срок. Введенные антитела используются для лечения от аутоиммунных заболеваний, онкологии, тяжелейших бактериальных заражений, когда собственная защита человека не срабатывает.

Искусственный иммунитет начитает действовать сразу после ввода иммунных факторов, а действие заканчивается после того, как введенные антитела или клеточные, гуморальные факторы разрушатся. Для этого процесса может потребоваться 3 недели или даже несколько месяцев.

Примерами иммунитета, возникающего при использовании готовых антител, служит применение препаратов интерферона человека. Для защиты больным выписывают Альтевир, Лаферобион. Подобными средствами лечат от вирусного гепатита, меланомы, лимфомы. Гамунекс, Флебогамму вводят для укрепления иммунитета при эпидемиях гриппа.

Сыворотки с барьерными факторами применяют при отравлении сильными ядами, такими как ботулотоксин, при лечении тяжелых инфекций или снижении собственной иммунной активности человеческого организма.

Примером пассивной иммунизации служит введение сыворотки для лечения дифтерии, при отравлении сильными ядами, змеиных укусах или укусах пауков. Сыворотку для создания временного пассивного иммунитета вводят при подозрении на бешенство, цитомегаловирусной инфекции.

Пассивный иммунитет , конечно, не приводит к созданию стойкого пожизненного барьера от инфекций. Однако свою задачу по нейтрализации инфекции готовые антитела выполняют.

Естественная форма

К плацентарному относится иммунитет у новорожденных, который они получили при внутриутробном развитии. От рождения жизнь младенца до 6-8 месяцев защищается антителами, передающимися с грудным молоком.

Собственный иммунный барьер начинает формироваться у человека еще во время внутриутробного развития. Начало клеточным/гуморальным видам иммунитета ребенка закладывается на 4 неделе беременности, затем всю беременность идет постепенное становление всех факторов собственной защиты.

Плацентарная форма

Пассивная защита плода происходит через плацентарный барьер. От материнского организма ребенок получает IgG, а также антитела к инфекциям, которыми переболела мать.

Ребенок еще до рождения узнает при помощи факторов, полученных от мамы, о существовании:

* ветряной оспы;

* стафилококковых токсинов;

* дифтерии;

* столбняка.

Иммунный барьер – это сложнейшая система, продолжающая совершенствоваться после рождения очень продолжительное время. Зрелости иммунная система достигает лишь к 16-летнему возрасту.

Заботу о сохранности целостности организма ребенка берут на себя готовые иммунные факторы, полученные от матери. Мощный барьер создается за счет иммуноглобулинов молозива. 36 часов после родов в организме женщины вырабатываются повышенные концентрации IgA.

Увеличенное количество IgA в первые часы служат мощной защитой от заражения:

* кишечными палочками;

* стрептококками;

* пневмококками;

* вибрионами холеры;

* полиомиелитом.

Необходимость такой защиты вызвана тем, что с первым глотком, вдохом воздуха малыш вводит в свой организм бесчисленные полчища микробов. Кишечник новорожденного начинает заселяться микрофлорой.

Среди множества бактерий и грибов, которые колонизируют кишечник новорожденного, есть полезные симбиотики, а также опасные патогены. Самостоятельно иммунные механизмы малыша действовать еще не способны. На помощь приходят факторы иммунной защиты его мамы.

В кишечнике с участием гуморальных факторов иммунитета создается основа будущей микрофлоры кишечника ребенка – особого содружества организма человека с микроорганизмами. Микрофлора уникальна, она сосуществует с человеком, участвуя в метаболизме витаминов, белков и других жизненно важных компонентов для организма.

Материнские секреторные IgA нейтрализуют большинство опасных инфекций. Они представляют собой первую линию обороны пассивного вида естественной формы иммунитета . Подобная реактивность организма развивается сразу после внедрения инфекции. Она защищает малыша, пока идет формирование его собственной специфической иммунной защиты.

Иммунитет у новорожденного

Защита новорожденного от внешних инфекций и внутренних сбоев в делении клеток на 80% идет при помощи материнских:

* интерферонов;

* иммуноглобулинов;

* лизоцима.

Снижение материнских факторов защиты в грудном молоке отмечается после 6 месяца от рождения. К этому времени иммунитет новорожденного уже способен противостоять инфекции, учится отражать атаки болезнетворных бактерий самостоятельно.

Уже со 2 недели у малыша начинают вырабатываться собственные защитные полезные вещества, а необходимость пассивного барьера от микробов снижается.

Хочу еще раз остановить внимание на важности грудного вскармливания. Этот безусловный рефлекс обеспечивает связь матери с младенцем. При кормлении мать передает ребенку микрофлору и оказывает иммунную поддержку.

Пассивным врожденным иммунитетом называют разновидность иммунной защиты, которая является врожденным качеством каждого человека. Такой вид еще называется абсолютным. Примером его может служить невозможность заразиться чумой рогатого скота.

Барьер от этой болезни человек получает от рождения, так как создавалась такая защита в процессе эволюции, а затем передавалась веками через поколения.

Разнообразные способы, которые организм использует, чтобы защищаться – активные, пассивные разновидности иммунитета , контактируют, отражая беспрерывные атаки вирусов, бактерий, о чем предлагаю посмотреть видео.

Здоровья всем!