Antikor Fabrikası

Bir hücre klonundan üretildikleri için "monoklonal" olarak adlandırılır. ^(1,4) Monoklonal antikor teknolojisi ile antikorların saf halde ve oldukça büyük miktarlarda üretilmesi olanaklı hale gelmiş bulunuyor. Bu amaç için kullanılan yöntem basitçe şöyle;

Öncelikle, istenen antikorları doğal olarak üreten hücreler elde edilir. Daha sonra bu hücrelere sonsuz bölünme yeteneği kazandırılır ve kültür ortamında, istenen antikoru üretecek hibrid (melez) hücreler geliştirilir. Böylece, melez hücreler laboratuvarda geliştirildiğinde vücutta normal antikor üreten hücrelerden daha hızlı kopyalanır ve özel melez hücre belirsiz bir zaman periyodu içinde özel antikorlar üretir.  Buşekilde doğal hücreler, kültür ortamında birer antikor fabrikasına dönüştürülmüş olur. Örneğin, myeloma, kemik iliğinde oluşan ve hücre kültüründe üretilmeye uygun olan bir tümörtipi. Myeloma hücreleri, antikor üretme yeteneğine sahip olan dalak hücreleri ile kaynaştırıldıklarında, oluşan hibrid (melez) hücreler büyük miktarlarda monoklonal antikor üretebilir.Bu şekilde, iki farklı hücre tipininistenen özellikleri birleştirilmiş olur: sürekli olarak bölünme yeteneğive büyük miktarlarda saf antikor üretebilme yeteneği.⁽²⁾

Bu teknolojide, sonsuz bölünme yeteneğine sahip tümör hücreleriyle antikor üretebilen memeli hücreleri kaynaştırılarak, sürekli olarak antikor üreten “hibridoma” adı verilen hücreler elde edilir. Bu hücreler tek bir tip hibrid hücreden türedikleri için de “monoklonal hücreler” olarak adlandırılırlar. Geleneksel yöntemlerle üretilen antikorlarsa, birçok hücreden elde edildikleri için, “poliklonal” olarak adlandırılırlar. Örneğin, kültür ortamında fare hibridoma hücreleri.⁽²⁾

Monoklonal tekniğinde, seçilen hibrid hücreler tek bir tip özellikli antikor üretirler. Bu nedenle de, hastalıklarla savaşmada, klasik tekniklerle üretilen poliklonal antikorlardan potansiyel olarak çok daha etkili olurlar. Çünkü ilaçlar, yabancı maddenin yanı sıra, vücudun kendi hücrelerine de etki ederek mide bulantısı ve alerjik reaksiyonlar gibi istenmeyen yan etkilere yol açabilirler. Radyoaktif kimyasal ya da toksin ile işaretlenmiş olan monoklonal antikorlarsa yalnızca hedef moleküle yönelmeleri nedeniyle, oldukça az bir yan etkiye neden olurlar.⁽²⁾

Monoklonal antikorların klasik üretim yöntemi 1975 yılında Georges J. F. Köhler ve César Milstein isimli iki immünolog tarafından keşfedilmişti. İngiltere’deki Cambridge Tıbbi Araştırmalar Konseyi Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’nda çalışan bu iki bilim adamı, bu buluşlarıyla 1984 Fizyoloji-Tıp Nobel Ödülüne layık görülmüşlerdi. Temel süreç, bir fareye antijen enjekte edilmesi yoluyla, farenin antikor üretici hücreleri olan B lenfositlerin, verilen antijene karşı antikor üretmelerini sağlama esasına dayanır.⁽²⁾

1. Fareye antijen verilmesinden sonra, antikor üreten B lenfositler dalaktan toplanır.

2. Fareden alınan B lenfosit hücreleri, sonsuz üreme potansiyeline sahip hücrelerle (örneğin; myeloma hücreleri) kaynaştırılır.

3. Kültür ortamında hibridoma adı verilen hücreler elde edilir. Kaynaşamayan hücreler, bu aşamada ölür.

4. Hibridomalar ayrı ayrı kültür ortamına alınır ve bölünerek çoğalmaları sağlanır.

5. Orjinal antijene bağlama özelliğine sahip antikoru üreten hibridoma kültürü seçilir.

6. Seçilen hibridomalar, laboratuvar koşullarında ya da farenin vücudu içerisinde çoğaltılır.

7. En son işlem olarak, antikoarlar saflaştırılır.

Ancak bu özel hibridomalar, insan bağışıklık sistemi tarafından “yabancı” (antijen) olarak algılanan fare kökenli antikorların oluşumuna neden olurlar. Fare antikoru aşılanan hastalarda genellikle, eklem bölgelerinde şişlik ve kızarıklıklarla kendini gösteren HAMA cevabı (insanda anti-fare antikorlarının oluşumu) görülür. Böbrek yetmezliğine de neden olan HAMA, yaşamsal tehlike oluşturmasının yanı sıra, verilen antikorların vücut tarafından yok edilmesine de yol açar.

Bu nedenle, hem HAMA cevabının oluşmasını hem de fare antikorlarının bağışıklık sistemi tarafından vakitsiz bir şekilde etkisizleştirilmesini önlemek amacıyla, fare antikorlarının “insanlaştırılması” için çeşitli teknikler geliştirilmiş bulunuyor.Fare monoklonal antikorlarının insanlaştırılması ve tamamen insansı olan monoklonal antikorların geliştirilmesi,immün cevap oluşturmamaları nedeniyle önemli.Bu nedenle ticari firmalarınneredeyse tamamınca üretilenantikorların insanlaştırılması ya da tamamen insansı hale getirilmesi üzerinde yoğunlaşılmaktadır.⁽²⁾

“Y” şeklinde moleküller olan antikorlar, kol uzantılarında bulunan FAb (Antijen Bağlayıcı Bölge) ile antijenlere bağlanırlar. “Y”’nin boyun kısmında bulunan Fc almaç bölgesiyse, immün sistemin hücreleriyle etkileşir. FAb bölgesiyle bakteriye bağlanan antikor, Fc bölgesiyle mikrop yok edici hücreleri kendilerine çekerek, bakterinin parçalanmasını sağlar.⁽²⁾

Bir diğer yaklaşım, fare monoklonallerinin, antikor bağlayıcı bölgesi dışındaki tüm bölgelerinin insana ait parçalarla yer değiştirilmesidir. Amerika’da piyasaya sürülmüş olan monoklonal bazlı ilaçların 4 tanesi, bu tip kimerik (yarı insan yarı fare) antikorlar. Bunların arasında, Malvern’de bulunan Centocor firmasının ürünlerinden biri olan ReoPro da bulunuyor. Balon anjio plastisi ile temizlenen arterlerin sonradan tıkanmasını engelleyen bu ilacın, 2000 yılı içindeki satışı 418 milyon dolara ulaştı. ReoPro, onay alarak piyasaya sürülen ilk monoklonal ilaç.⁽²⁾

Bilim adamlarınca kabul gören bir başka stratejiyse, “insanlaştırma” yöntemi. Genentech tarafından üretilen ve göğüs kanseri tedavisinde kullanılan Herceptin isimli ilacı da içeren toplam 5 ürün, bu teknikle üretilmiş. Bu teknikte, fare monoklonallerinin tüm bölgeleri, gen mühendisliği teknikleri yardımıyla insan proteinleriyle seçici olarak değiştirilir. Bu yolla üretilen ilk “insanlaştırılmış” antikor, Cambridge’de bulunan Millenium Pharmaceutics tarafından üretilen Campath isimli ilaç. Diğer tedavilerin işe yaramadığı B hücresi kronik lenfatik lösemi hastalarında kullanılmak üzere, 2000 yılı Mayıs ayında FDA’dan onay almış bulunuyor. Bu ilaç, hem normal hücrelerin, hem de kanserli hücrelerin çoğunda bulunan bir almaca bağlanır. Ancak hastalarda, tedavinin tamamlanmasından sonra normal hücrelerin sayısında bir artış görülmüş. Piyasadaki diğer monoklonallerse, tümüyle saffare antikorlarından oluşur.⁽²⁾

Bir grup araştırmacı, fareleri kullanmaksızın seri monoklonal üretimi üzerinde çalışmakta. İngiltere’deki Cambridge Antikor Teknolojisi ve Münich’teki Morpho Sys AG tarafından kullanılan “phage(faj) display” tekniği, tam olarak bunu gerçekleştirmeye dayanır. Bu teknik ayrıca,tek bir antijene karşı en yüksek özgüllüğü gösteren monoklonallerin bulunmasınada yardımcı olur.⁽²⁾

Faj display tekniğinde, “ipliksi faj” adı verilen ve bakterileri enfekte etme özelliği taşıyan, uzun ve ipliksi bir virüsten yararlanılır. Araştırıcılar, insan B-lenfosit hücrelerinden yalıttıkları DNA’yı bir bakteri virüsü’nün (faj) değişikliğe uğratılmış genetik yapısına (genomuna) (ör. Escherichia coli) ekleyerek, bakterinin ipliksi fajlarca enfekte edilmesini sağlamış bulunuyorlar.⁽²⁾

• B lenfositin antijen bağlayıcı antikor parçasının genleri eklenen bakteri, fajlarca enfekte edilir.
• Enfekte olan bakteride kendini kopyalayan faj, B lenfositin antikor genlerince kodlanan proteinleri deotomatik olarak sentezleyerek, her birinin ucuna farklı antikor parçası bulunan yeni fajlar oluşturur.
• İStenen hedef antijene (örnepğin; kanser hücrelerinin yüzeyindeki almaçlara) özgül olarak bağlanabilen antikor parçalarını taşıyan fajlar toplanır.
• İşlem birkaç kez tekrarlanarak, seçilen fajların genleri bakteriye yeniden eklenir ve özellikli antikor parçaları çoğaltılır.

 

Kaynaklar
Http://arsiv.indigodergisi.com/arsiv/gulsen_02_20.htm
Deniz candaş.  Bilim ve teknik dergisi (2002): 410.Sayı.
Fuat h.demirelli. Hedefe yönelik kanser tedavisi ve monoklonal antikorlar,ankem dergisi 2005;19(ek 2):123-125.
http://www.biyomedtek.com/bmt-konular-no3.htm
http://www.sciam.com
Suna Timur-Protein Çipleri
Christoph m hammers and john r stanley .antibody phage display: technique and applications. Journal of ınvestigative dermatology (2014) 134, e17; doi:10.1038/jid.2013.521