Monoklonale Antikörper (mAbs) sind eine neue Errungenschaft in der Molekularbiologie, sie haben schnell Anwendung bei der Behandlung vieler Krankheiten gefunden, und Therapien mit ihrer Verwendung zeigen vielversprechende Ergebnisse. Es lohnt sich herauszufinden, was monoklonale Antikörper sind und für wie viele Krankheiten sie nützlich sind.
Inhaltsverzeichnis
- Produktion von monoklonalen Antikörpern
- Monoklonale Antikörper in der Onkologie
- Monoklonale Antikörper und Autoimmunerkrankungen
- Monoklonale Antikörper: andere Verwendungen
- Monoklonale Antikörper in der Labordiagnostik
- Monoklonale Antikörper: Therapieeinschränkungen
Monoklonale Antikörper (mAb - Monoclonal AntiBodies) verdanken ihren Namen einem bestimmten Ursprung - sie werden von einer Linie produziert - einem Klon von B-Lymphozyten, sind also alle identisch und binden mit derselben Stärke an dasselbe Antigen - sie haben denselben gleiche Affinität.
Antikörper ist ein Protein, das von B-Lymphozyten produziert wird. Seine Aufgabe ist es, Krankheitserreger zu bekämpfen, die in unseren Körper gelangt sind.
Antikörper entstehen, wenn sich im Körper Fremdstoffe befinden. Dies ist, wenn B-Lymphozyten "lernen", gegen sie gerichtete Antikörper zu produzieren, und sich dann an den neuen Erreger "erinnern" und ihn erneut bekämpfen, wenn sie damit in Kontakt kommen.
Diese Partikel erfüllen ihre Aufgabe, indem sie sich an einen bestimmten Ort auf einem Mikroorganismus anlagern, meistens auf der Zellmembran, der als Antigen bezeichnet wird.
Es gibt dann verschiedene Mechanismen zur Zerstörung des Erregers:
- Mikroorganismen werden nach dem Anbringen einer großen Menge an Antikörpern (Beschichtung) abgetötet, da sie die Funktion der Zellmembran beeinträchtigen
- Wenn der Antikörper gebunden ist, wird das sogenannte Komplementsystem aktiviert, das den Erreger direkt zerstört
- Am häufigsten gibt die Bindung des Antikörpers ein Signal an phagozytische Zellen, einen bestimmten Mikroorganismus zu "verschlingen".
Antigene können beispielsweise auch Enzyme sein. In diesem Fall führt die Anlagerung des Antikörpers normalerweise zu einer Inaktivierung. In unserem Körper haben wir unzählige ständig produzierte Antikörper gegen unzählige Mengen an Antigenen, und der Kontakt mit neuen verursacht die Produktion von Antikörpern gegen diese, so dass dieser Pool ständig wächst.
Es ist zu beachten, dass jeder Stamm von B-Lymphozyten unterschiedliche Antikörper produziert, die an unterschiedliche Antigene binden. Die Anzahl der B-Zellgruppen ist daher so groß wie viele Antigene, an die sich der Körper "erinnert".
Produktion von monoklonalen Antikörpern
Für die Herstellung solcher Antikörper ist ein B-Lymphozyt erforderlich, der spezifische Antikörper gegen das Zielantigen produziert. Woher kommen solche Lymphozyten?
Sie stammen von Mäusen, die mit einem vorbestimmten Antigen geimpft wurden und Antikörper dagegen produziert haben.
Dieser Maus-Lymphozyt bindet dann an die Myelomzelle. Es handelt sich um eine Krebszelle, die sich ständig teilen kann. Man sagt, sie sei unsterblich.
Eine solche Fusion erzeugt eine Hybridzelle, die sich teilt, um viele B-Lymphozyten zu produzieren, und die von ihnen produzierten Antikörper binden nur an das Antigen, gegen das die primären B-Lymphozyten sie produziert haben.
Dann werden die Hybridome, die Produkte der Zellverbindung, vom Rest getrennt und zur Produktion von Antikörpern stimuliert. Letztere werden isoliert und in getrennte Gefäße gegeben, um monoklonale Antikörper zu erhalten.
Im Laufe der Produktion können sie auf verschiedene Arten modifiziert werden, um Folgendes zu synthetisieren:
- Immuntoxine - Dies sind Kombinationen von Antikörpern mit pflanzlichen oder bakteriellen Toxinen, dank derer das Toxin bei Bindung die Zelle zerstört, an die der Komplex gebunden hat
- Antikörper mit Arzneimitteln - auf diese Weise wird das Arzneimittel direkt in den geschädigten Bereich abgegeben, wodurch beispielsweise das Auftreten von Nebenwirkungen von Arzneimitteln verringert und die Konzentration des Arzneimittels im Zielbereich maximiert werden kann
- Antikörper mit Isotopen - solche Fusionen ermöglichen die "Bestrahlung" von Tumorzellen mit Minimierung von Nebenwirkungen und Schädigung gesunder Zellen
- chimäre und humanisierte Antikörper - in ihnen wurde in unterschiedlichem Maße das murine Antikörperprotein durch das humane ersetzt, wodurch die Exposition gegenüber fremden Proteinspezies verringert wird und das Risiko schwerer allergischer Reaktionen (einschließlich Schock) eine große Einschränkung bei der Anwendung dieser Therapie darstellt
- Abzyme - dies sind Antikörper, die als Katalysatoren wirken, d. h. eine chemische Reaktion beschleunigen oder ermöglichen
Die Modifikationsmöglichkeiten sind daher sehr groß, sie erleichtern die Wirkung von Antikörpern nicht nur auf der Oberfläche der Zelle, sondern auch innerhalb der Zelle. Darüber hinaus ermöglicht der Produktionsprozess die Produktion von Antikörpern gegen praktisch jedes Partikel.
Gleichzeitig sind monoklonale Antikörper sehr präzise Moleküle, sie binden nur an eine bestimmte Struktur, ihre Spezifität und die Vielzahl von Modifikationen führen zu ihren zahlreichen Anwendungen in der Medizin, nicht nur zur Behandlung.
Monoklonale Antikörper in der Onkologie
Die bekannteste und breiteste Verwendung dieser Partikel ist die Behandlung von Krebs, hauptsächlich weil sie die Zerstörung spezifischer Zellen ermöglichen.
Die Bedingung ist jedoch das Vorhandensein von Antigenen auf Krebszellen, an die der Antikörper binden und die Zerstörung initiieren kann.
Diese Antigene müssen einzigartig sein und nur auf Tumorzellen auftreten, da ihre Anwesenheit in gesunden Geweben ihre Zerstörung und Schädigung ordnungsgemäß funktionierender Organe verursacht.
Der Name der Behandlungsmethode unter Verwendung monoklonaler Antikörper ist nicht überraschend - es handelt sich um eine gezielte Therapie, da Sie den Wirkort des Arzneimittels und die Zerstörung bestimmter Zellen genau planen können.
Andererseits ist die Einzigartigkeit von Antigenen eine Einschränkung - diese Therapie kann nicht bei jeder Krebsart angewendet werden - nicht alle haben spezifische Antigene oder sie wurden noch nicht entdeckt, und diejenigen, die dies tun, ändern häufig ihre Struktur im Verlauf der Krankheit.
Die Variabilität von Neoplasmen ist so groß, dass selbst bei Krebs eines Organs nicht alle Patienten die gleichen Antigene haben, sodass nicht jeder monoklonale Antikörper verwenden kann.
Bei der Behandlung von Krebs wirken Antikörper auf unterschiedliche Weise:
- Aktivieren Sie Immunmechanismen, die die Zerstörung von Krebszellen ermöglichen
- sie verstärken die Apoptose, d. h. sie programmieren den Zelltod
- blockieren die Entwicklung von Blutgefäßen im Tumor
- Rezeptoren für Wachstumsfaktoren blockieren
- Sie liefern Medikamente oder radioaktive Elemente an die Zellen
Bei welchen Krankheitsentitäten wird eine gezielte Therapie eingesetzt?
Monoklonale Antikörper werden am häufigsten bei Leukämien und Lymphomen verwendet, z. B. bei chronischer myeloischer Leukämie - Imatinib, Dasatinib, d. H. Inhibitoren von Tyrosinkinasen, einem Enzym, das für die Regulation der Zellteilung verantwortlich ist.
Bei chronischer lymphatischer Leukämie und bei Lymphomen bindet Rituximab an das auf B-Lymphozyten vorhandene CD20-Antigen.
Es wird bei "kranken" und gesunden Lymphozyten gefunden, alle B-Lymphozyten werden durch die Rituximab-Therapie zerstört, aber ihre Knochenmarkvorläufer haben keinen CD20-Rezeptor und bleiben daher unbeschädigt.
Nach Abschluss der Behandlung stellen diese Zellen normale Lymphozyten wieder her.
Auch bei soliden Tumoren werden monoklonale Antikörper verwendet, z. B. Trastuzumab bei Brustkrebs (es bindet an das HER2-Antigen) oder Bevacizumab bei Darmkrebs, der wiederum an VEGF bindet und die Entwicklung von Blutgefäßen im Tumor hemmt.
WichtigMonoklonale Antikörper werden auch in der Transplantologie eingesetzt
Nach einer Organtransplantation ist es wichtig, die Immunantwort zu unterdrücken, die eine Organabstoßung verursacht.Es kommt vor, dass nur eine bestimmte Gruppe von Leukozyten ein neues Organ angreift. Nach ihrer Identifizierung ist es möglich, Antikörper zu verabreichen, die diese Aktivität hemmen. Die verbleibenden weißen Blutkörperchen erfüllen weiterhin ihre Aufgabe, vor Infektionen zu schützen.
Monoklonale Antikörper und Autoimmunerkrankungen
Monoklonale Antikörper werden auch häufig bei entzündlichen Erkrankungen mit Autoimmunerkrankungen (Autoimmunerkrankungen) verwendet. In diesem Fall handelt es sich um sogenannte biologische Arzneimittel, die zur Behandlung von beispielsweise rheumatoider Arthritis, systemischem Lupus erythematodes und ankylosierender Spondylitis bestimmt sind.
Auch monoklonale Antikörper werden zur Behandlung von Hautkrankheiten - Psoriasis oder Darmkrankheiten - Morbus Crohn und Colitis ulcerosa eingesetzt.
Alle diese Krankheiten beruhen auf einer unangemessenen Aktivierung des Immunsystems, und die Durchführung einer biologischen Behandlung ermöglicht es, genau diesen Prozess in der Immunantwort zu unterdrücken, der für das Auftreten einer bestimmten Krankheit verantwortlich ist.
Bei diesen Krankheiten werden Medikamente wie Adalimumab, Anakinra, Etanercept verwendet. Die Kardiologie ist ein weiteres Gebiet, das die Errungenschaften der Molekularbiologie nutzt.
Monoklonale Antikörper: andere Verwendungen
Abciximab ist ein Antikörper, der die Fähigkeit zur Aggregation von Blutplättchen blockiert. Dieses Medikament kann ein Bestandteil der Therapie sein, die nach einer Angioplastie der Koronararterien durchgeführt wird. Es ist immer noch nicht sehr beliebt, aber seine Verwendung nimmt zu.
Die Behandlung der Vergiftung und Neutralisation von bakteriellen Toxinen wie Tetanus erfolgt ebenfalls unter Verwendung von monoklonalen Antikörpern, die durch Kombination mit dem Schadstoff dessen Wirkung blockieren.
In ähnlicher Weise können bei der Behandlung von Osteoporose Antikörper verwendet werden. Eine der Behandlungsmethoden ist die Verabreichung eines Antikörpers Denosumab, der die Aktivität von Osteoklasten blockiert - Zellen, die für den Knochenabbau verantwortlich sind.
Monoklonale Antikörper in der Labordiagnostik
Neben einer Vielzahl von Arzneimitteln, die auf der Wirkung von Antikörpern beruhen, werden in der Labordiagnostik in ELISA- und RIA-Tests auch monoklonale Antikörper verwendet.
Sie werden hauptsächlich zur Diagnose von Infektionskrankheiten eingesetzt und ermöglichen den Nachweis von Antikörpern gegen den untersuchten Erreger.
Die Bestätigung der Diagnose von beispielsweise Lyme-Borreliose besteht darin, eine Blutprobe mit monoklonalen Antikörpern zu kombinieren, die sich mit Antikörpern kombinieren, die zur Bekämpfung dieser Krankheit entwickelt wurden.
Ziemlich kompliziert, aber die Interpretation ist etwas einfacher - wenn die Reaktion stattfindet, bedeutet dies, dass der Patient mit der Lyme-Borreliose in Kontakt gekommen ist und Antikörper gegen dieses Bakterium hat, also krank war oder ist.
ELISA- und RIA-Tests können auch verwendet werden, um die Spiegel von Hormonen, Tumormarkern, allergiebezogenen IgE-Antikörpern und Medikamenten zu bestimmen.
Monoklonale Antikörper: Therapieeinschränkungen
Monoklonale Antikörper sind moderne Präparate, die möglicherweise viele Vorteile haben und bei einer Vielzahl von Krankheiten eingesetzt werden. Sie werden jedoch recht selten und am häufigsten in den fortgeschrittensten Krankheitsstadien eingesetzt. Warum?
Ihre Verwendung unterliegt mehreren Einschränkungen: Erstens handelt es sich um recht neue Medikamente, und für viele wissen wir nicht, welche langfristigen Auswirkungen ihre Verwendung hat und ob sie auf lange Sicht wirklich sicher sind.
Darüber hinaus können monoklonale Antikörper gesunde Zellen schädigen, wenn sie das gleiche Antigen aufweisen wie diejenigen, gegen die die Behandlung durchgeführt wird.
Es ist auch nicht ungewöhnlich, dass sie störende Nebenwirkungen wie Übelkeit und Erbrechen, Durchfall verursachen. Am gefährlichsten sind jedoch allergische Reaktionen, einschließlich anaphylaktischer Schocks.
Leider bleibt dieses Risiko bestehen, solange in diesen Antikörpern ein Protein einer fremden Spezies vorhanden ist (monoklonale Antikörper werden tatsächlich von Mäusen produziert).
Der letzte Faktor ist der Preis, der Produktionsprozess ist sehr kompliziert und wird von spezialisierten Labors durchgeführt.
All dies macht die Produktionskosten für monoklonale Antikörper hoch - sie sind die teuersten aller hergestellten Medikamente.
Es sollte auch beachtet werden, dass monoklonale Antikörper nur in Krankenhäusern verabreicht werden, unter anderem aufgrund möglicher Nebenwirkungen und der Notwendigkeit einer intravenösen Anwendung.
Es ist also nicht möglich, sie in einer Apotheke zu kaufen, auch nicht mit einem Rezept.
WissenswertMonoklonale Antikörper sind Gegenstand intensiver Forschung und die Anzahl der verfügbaren Medikamente wird zunehmen. Wir hoffen, dass wir dank ihnen viele Krankheiten wirksamer bekämpfen können.
Gegenwärtig haben sie eine Reihe von Anwendungen, obwohl sie aufgrund der relativ kurzen Zeit ihrer Verfügbarkeit wie jede Neuheit in der Medizin mit wenig Zurückhaltung behandelt werden.
Leider haben monoklonale Antikörper auch Einschränkungen bei der Verwendung, und manchmal sind sogar diese nicht immer wirksam bei der Bekämpfung der Krankheit.
Es kann jedoch nicht überschätzt werden, dass die Therapien mit ihrer Anwendung Leben gerettet oder die Schwere von Krankheiten bei vielen Patienten mit Krankheiten, die über viele Jahre hinweg nicht aufzuhalten schienen, signifikant verringert haben.
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