Hibridoma Teknolojisi ile Monoklonal Antikor Üretimi



Şekil 1: Hibridoma hücrelerinin oluşumu[1].


Organizmalar oldukça güçlü bir savunma mekanizması ile korunur. Bu mekanizmanın çeşitli bileşenleri vardır. Bunlar, organizmaya yabancı gelen patojenlerle karşılaşmaları halinde ilk olarak fagositleri ve makrofajları devreye sokarlar. Yeterli gelememeleri durumunda ise B ve T hücreleri olarak bilinen lenfositleri aktive ederler. Antijen varlığında sitotoksik T hücreleri antijenleri öldürmeye çalışırken B hücreleri ise antikor sentezine başlar[2].


Antikorlar, immünoglobülinler olarak da bilinen ve B hücreleri tarafından üretilen glikoproteinlerdir. Virüs, bakteri gibi patojenlere karşı humoral bağışıklığın ana elemanıdır. Kan veya plazmada çözünür formda bulunabilecekleri gibi membrana bağlı formda da bulunabilirler. Yapıları ağır ve hafif iki zincirden oluşur. Ağır zincir; bir değişken ve üç sabit bölge içerirken hafif zincir; bir değişken ve bir sabit bölgeye sahiptir[2].


Antikorların beş alt sınıfı bulunur: IgG, IgM, IgA, IgD ve IgE. Bunlar arasında serumda en yaygın bulunan (%80 oranında) ve terapötik etkisi en yüksek olanı IgG’dir. Antikorların yüksek afinitesi ve seçici bağlanma potansiyelinin yüksek olması terapötik yaklaşımlarda kullanılmasının en önemli sebebidir[2].


Son yıllarda çeşitli amaçlarla kullanılan monoklonal antikorları duymuşsunuzdur. Monoklonal antikorlar in vivo ve in vitro tanı sistemlerinde, teşhis ve tedavide yaygın olarak kullanılan biyomoleküllerdir. Monoklonal antikorların hibridoma teknolojisi ile üretilmesi 1970’li yıllara uzanmaktadır. İlk olarak 1975 yılında Georges Kohler ve Cesar Milstein’ ın yapmış olduğu çalışmalarda hibridoma teknolojisini icat etmişlerdir ve bu başarılarına karşılık 1984’te Nobel Tıp Ödülüne layık görülmüşlerdir. Günümüzde ise FDA onaylı antikorların %90’ından fazlası hibridoma teknolojisi ile üretilmektedir[3].


Şimdi hibridoma teknolojisini yakından inceleyelim. Hibridoma teknolojisinin temeli iki somatik hücrenin sitoplazma ve çekirdeğinin tamamen kaynaşmasına dayanmaktadır. Hibridoma hücreleri, kısa süreli antikor üreten B hücresi ile sonsuz bir ömre sahip myelom (kanser) hücresinin füzyonuyla üretilir. Her bir hibridoma hücresi spesifik ve ölümsüz mAb ifade eder. Hibridoma teknolojisinde konak hayvanın yüksek afiniteli ve bir epitopa özgü mAb üretme yeteneğinden yararlanılır. Elde edilen mAb’ler çeşitli hastalıkların tanısı, önlenmesi ve tedavisinde kullanılmaktadır. Çalışmaların çoğunda konak olarak insan immün sistemine en benzer yapıdaki hayvan olan fare tercih edilmektedir ve genellikle de kendi içinde melezlenmiş BALB/c türü kullanılır[4].


Şekil 2: Monoklonal antikor üretiminin şematik gösterimi[4].


Adım adım gidecek olursak ilk olarak konak hayvanımız olan fare antikor üretebilmesi için antijenle enfekte edilir. Sonrasında farenin dalağından B lenfosit hücreleri izole edilir. Kanser hücresi olan myeloma hücreleri toplanır. Hücreler hibridoma oluşturmak üzere birleştirilir. Bunu başaramayan hücreler daha sürecin başında ölürler. Diğer hibridoma hücreleri hücre kültüründe çoğalmaları için bekletilir. Antikor sentezini başarıyla gerçekleştirdikleri gözlemlenen hibridomalar ELISA yöntemiyle belirlendikten sonra daha büyük miktarda elde etmek için çoğaltılırlar. Saflaştırılan antikorlar kullanım amacına göre değerlendirilirler[4].


Yaklaşık 3-4 ay kadar zaman alan bu sürecin kusursuz işleyebilmesi için laboratuvar şartlarının çok iyi olması ve son derece hassas bir inceleme yapılması gerekmektedir. Hibridoma yönteminde yüksek verimlilikle mAb üreten hibridomaların elde edilmesi için konağın doğru bir şekilde immünize edilmesi önemli bir husustur[5].


Monoklonal antikorlar ile poliklonal antikorları kıyaslarsak poliklonal antikorlar organizmada B hücrelerinin antijenle karşılaşmaları sonucunda oluşan ve IgG, IgM, ve IgA gibi antikor izotiplerini içeren özgüllüğü düşük antikorlardır. Bir antijenin birden çok epitopuna karşı aktivite gösterdiklerinden dolayı antijenlerle çapraz reaksiyona girmeleri gibi istenmeyen durumlara sebep olabilirler. Hibridoma teknolojisi ile poliklonal antikorların sebep olduğu olumsuz sonuçlar iyileştirilmiştir[6].



Şekil 3: Monoklonal antikor üretiminde kullanılan hibridoma teknolojisi[3].


Bazı Ticari mAb’ ler ve Etkili Oldukları Kanser Türleri

  • Transtuzumab ( Herceptin), metastatik meme kanseri

  • Rituximab (Rituxan), Non-Hodgkin lenfoma

  • Bevacizumab (Avastin), kalın bağırsak kanseri

  • Alemtuzumab, kronik lenfoid lösemi

  • Cetuximab, kalın bağırsak ve boyun kanseri


Şekil 4: mAb yapısının istenen etki mekanizmasına göre değiştirilmesi[5].


(mAb’ler antijenelere bağlanırken onların yapısını bozmaz. Ayrıca vücuda girmiş olan yabancı moleküllerin yerini belirleyerek hedefli bir şekilde onlara bağlanır. Bu sayede yapılarına katılmış olan çeşitli ajanlar yardımıyla patojeni ya da kanser hücresini yok edebiliyor.)


Şekil 5: Deri altı bağışıklama yöntemi[4].


(Deney hayvanlarının bağışıklanması genellikle enjeksiyon şeklinde deri altı ya da kas altına uygulanır.)


Şekil 6: Terapötik Antikor Üretim Marketinin yıllara göre getirileri[3].


(Şekilde yıllara göre antikor üretim şirketlerinin tahmini olarak piyasa değerleri gösterilmiştir. Monoklonal antikor pazarının 2025 yılında 300 milyar dolarlık gelir elde etmesi tahmin ediliyor.)



Kaynakça


  1. http://www.adaltis.net/services/hybridomas-cell-lines-monoclonal-antibody-production/ , Hibridoma Teknolojisi ve Monoklonal Antikorlar, Erişim Tarihi 23.11.2020

  2. https://www.cancer.org/treatment/treatments-and-side-effects/treatment-types/immunotherapy/monoclonal-antibodies.html , Monoklonal Antikorlar, Erişim Tarihi 20.11.2020

  3. ‘Hybridoma technology a versatile method for isolation of monoclonal antibodies, its applicability across species, limitations, advancement and future perspectives’ ,H.Ahmed PARRAY, S.SHUKLA, S.AHMED , 2020 May.

  4. Hibridoma Teknolojileri, Fatima YUCEL, Bölüm 7, Ocak 2010.

  5. Building Better Monoclonal Antibody-based Therapeutics, George J. Weiner, MD. , Jun 2015.

  6. Passive Immunity in Prevention and Treatment of Infectious Diseases, Margaret A. Keller, E. Richard Stiehm, 0ct 2000.

119 görüntüleme0 yorum

Son Paylaşımlar

Hepsini Gör

NÜKLEER TIP