www.wikidata.uk-ua.nina.az

Нанотіла Однодоменні антитіла або нанотіло фрагмент антитіла що складається з одного мономерного варіабельного домену ан

Нанотіла

Однодоменні антитіла або нанотіло - фрагмент антитіла , що складається з одного мономерного варіабельного домену антитіла. Як і ціле антитіло, воно здатне вибірково зв’язуватися зі специфічним антигеном. Маючи молекулярну масу лише 12–15 кДа, однодоменні антитіла набагато менші, ніж звичайні антитіла (150–160 кДа), які складаються з двох важких білкових ланцюгів і двох легких ланцюгів, і навіть менші, ніж фрагменти Fab (~50 кДа, один легкий ланцюг і половина важкого ланцюга) і одноланцюгові варіабельні фрагменти(~25 кДа, два варіабельні домени, один від легкого, а інший від важкого ланцюга).

Перші однодоменні антитіло були сконструйовані з важких ланцюгів антитіл, знайдених у верблюдів; вони називаються фрагментами VH . Хрящові риби також мають антитіла важкого ланцюга (IgNAR, «рецептор нового антигену імуноглобуліну»), з яких можна отримати однодоменні антитіла, які називаються фрагментами V NAR . Альтернативний підхід полягає у відокремленні димерних варіабельних доменів від звичайного імуноглобуліну G(IgG) людини або миші в мономери. Хоча більшість досліджень однодоменних антитіл в даний час базується на варіабельних доменах важкого ланцюга, було також показано, що нанотіла, отримані з легких ланцюгів, специфічно зв’язуються з цільовими епітопами.

Було показано, що нанотіла верблюдів такі ж специфічні, як і антитіла, а в деяких випадках вони більш стійкі. Їх легко виділити за допомогою тієї ж процедури фагового пенінгу, яка використовується для антитіл, що дозволяє культивувати їх in vitro у великих концентраціях. Менший розмір і єдиний домен полегшують трансформацію цих антитіл у бактеріальні клітини для масового виробництва, що робить їх ідеальними для дослідницьких цілей.

Однодоменні антитіла досліджуються для багатьох фармацевтичних застосувань і мають потенціал для використання в лікуванні гострого коронарного синдрому , раку , хвороби Альцгеймера і Covid-19. </ref> and Covid-19.


Нанотіло – це пептидний ланцюг довжиною близько 110 амінокислот , що включає один варіабельний домен (VH ) антитіла важкого ланцюга або звичайного IgG. Ці пептиди мають таку ж спорідненість до антигенів, як і цілі антитіла, але є більш термостійкими та стійкими до миючих засобів і високих концентрацій сечовини. Антитіла, отримані з верблюжих і рибних антитіл, є менш ліпофільними і краще розчиняються у воді завдяки своїй визначальній комплементарності області 3 (CDR3), яка утворює розширену петлю, що охоплює ліпофільну ділянку, яка зазвичай зв’язується з легким ланцюгом. На відміну від звичайних антитіл, у дослідженні 1999 року два з шести однодоменних антитіл витримали температуру 90 °C (194 °F), не втрачаючи своєї здатності зв'язувати антигени. Стійкість до шлункової кислоти та протеаз залежить від послідовності амінокислот. Було показано, що деякі види активні в кишечнику після перорального застосування , але їх низька абсорбція з кишечника перешкоджає розвитку системно активних однодоменних антитіл при пероральному введенні.

Однодоменні антитіла дозволяють застосовувати широкий спектр як у біотехніці, так і в терапії завдяки їх малому розміру, простому виробництву та високій спорідненості.

Біотехнологічні та діагностичні

Злиття флуоресцентного білка з нанотілом генерує так зване хромотіло. Хромотіла можна використовувати для розпізнавання та відстеження мішеней у різних компартментах живих клітин. Таким чином, вони можуть розширити можливості мікроскопії живих клітин і дозволять проводити нові функціональні дослідження.  З’єднання анти - GFP нанотіла з моновалентною матрицею, яка називається GFP-nanotrap, дозволяє ізолювати білки GFP-злиття та їх взаємодіючі партнери для подальшого біохімічного аналізу. Локалізація однієї молекули за допомогою методів візуалізації з надвисокою роздільною здатністю вимагає спеціальної доставки флуорофорів у безпосередній близькості від цільового білка. Через їх великий розмір використання антитіл, поєднаних з органічними барвниками, часто може призвести до оманливого сигналу через відстань між флуорофором і цільовим білком. Злиття органічних барвників з анти-GFP нанотілами, націленими на GFP-мічені білки, забезпечує нанометрову просторову роздільну здатність і мінімальну помилку зв’язування через малий розмір і високу спорідненість.  Дивіденд розміру нанотіл також сприяє кореляційній світлоелектронній мікроскопії дослідження. Без будь-якого пермеабілізуючого агента цитоплазма хімічно фіксованих клітин легко доступна для нанотіл, позначених флуорофором. Їх невеликий розмір також дозволяє їм глибше проникати в об’ємні зразки, ніж звичайні антитіла. Висока ультраструктурна якість зберігається в тканині, яка зображена флуоресцентним мікроскопом, а потім електронним мікроскопом. Це особливо корисно для нейронаукових досліджень, які потребують як молекулярного маркування, так і електронно-мікроскопічного зображення.

У діагностичних застосуваннях біосенсорів нанотіла можуть використовуватися перспективно як інструмент. Завдяки невеликому розміру їх можна щільніше з’єднувати на поверхнях біосенсорів. На додаток до їх переваг у націленні на менш доступні епітопи, їх конформаційна стабільність також призводить до більшої стійкості до умов регенерації поверхні. Після іммобілізації однодоменних антитіл на поверхнях датчиків , що сприймають простатоспецифічний антиген людини (hPSA), було протестовано. Нанотіла перевершили класичні антитіла у виявленні клінічно значущих концентрацій hPSA.

Щоб збільшити ймовірність кристалізації цільової молекули, нанотіла можна використовувати як шаперони кристалізації. Як допоміжні білки, вони можуть зменшити конформаційну неоднорідність шляхом зв’язування та стабілізації лише підмножини конформаційних станів. Вони також можуть маскувати поверхні, що перешкоджають кристалізації, одночасно розширюючи області, які утворюють кристалічні контакти.

Терапевтичний

Однодоменні антитіла були випробувані як новий терапевтичний засіб проти кількох мішеней. У мишей, інфікованих вірусом грипу А підтипу H5N1, нанотіла, спрямовані проти гемаглютиніну, пригнічували реплікацію вірусу H5N1 in vivo та знижували захворюваність і смертність.  Показано, що нанотіла, націлені на домен зв’язування клітинного рецептора факторів вірулентності токсину А та токсину В Clostridium difficile , нейтралізують цитопатичні ефекти у фібробластах in vitro . Кон’югати нанотіл, що розпізнають антигенпрезентуючі клітини, успішно використовувалися для виявлення пухлин або цілеспрямованої доставки антигену для створення сильної імунної відповіді.

Розроблено та успішно протестовано пероральні однодоменні антитіла проти діареї, викликаної E. coli у поросят. Інші захворювання шлунково-кишкового тракту , такі як запальні захворювання кишечника та рак товстої кишки , також є можливими мішенями для пероральних однодоменних антитіл.

Стійкі до миючих засобів види, спрямовані на поверхневий білок Malassezia furfur , були створені для використання в шампунях проти лупи .

Як підхід до фототермічної терапії нанотіла, що зв’язуються з антигеном HER2 , який надмірно експресується в клітинах раку молочної залози та яєчників, були кон’юговані з розгалуженими наночастинками золота. Пухлинні клітини знищували фототермічно за допомогою лазера в тестовому середовищі.

Каплацизумаб, однодоменне антитіло, націлене на фактор фон Віллебранда, проходить клінічні випробування для профілактики тромбозу у пацієнтів з гострим коронарним синдромом. У вересні 2009 року було розпочато дослідження II фази ALX-0081 при шкірному коронарному втручанні високого ризику . </ref> A Phase II study examining ALX-0081 in high risk percutaneous coronary intervention has started in September 2009.

Ablynx очікує, що їхні нанотіла можуть подолати гематоенцефалічний бар’єр і проникнути у великі солідні пухлини легше, ніж цілі антитіла, що дозволить розробити ліки проти раку мозку . 

Нещодавно було ідентифіковано нанотіла, які міцно зв’язуються з доменом RBD спайкового білка бетакоронавірусів (включаючи SARS-CoV-2 , який викликає COVID-19 ) і блокують взаємодію спайку з клітинним рецептором ACE2.

Повідомлялося про застосування різних однодоменних антитіл (нанотіл) для профілактики та лікування інфекції, викликаної різними високопатогенними коронавірусами людини (HPhCoV). Нещодавно було висвітлено перспективи, ефективність і проблеми використання нанотіл для зв’язування та нейтралізації SARS-CoV-2 і подібних.

Джерела

  1. Properties, production, and applications of camelid single-domain antibody fragments. Applied Microbiology and Biotechnology 77 (1): 13–22. November 2007. PMC 2039825. PMID 17704915. doi:10.1007/s00253-007-1142-2.  Проігноровано невідомий параметр |vauthors= (довідка)
  2. Intracellular activation of interferon regulatory factor-1 by nanobodies to the multifunctional (Mf1) domain. The Journal of Biological Chemistry 285 (49): 38348–61. December 2010. PMC 2992268. PMID 20817723. doi:10.1074/jbc.M110.149476.  Проігноровано невідомий параметр |vauthors= (довідка)
  3. Camelid nanobodies with high affinity for broad bean mottle virus: a possible promising tool to immunomodulate plant resistance against viruses. Plant Molecular Biology 87 (4–5): 355–69. March 2015. PMID 25648551. doi:10.1007/s11103-015-0282-5.  Проігноровано невідомий параметр |vauthors= (довідка)
  4. Gill, Victoria (22 вересня 2021). Covid: Immune therapy from llamas shows promise. BBC News. 
  5. Isolation of llama antibody fragments for prevention of dandruff by phage display in shampoo. Applied and Environmental Microbiology 71 (1): 442–50. January 2005. Bibcode:2005ApEnM..71..442D. PMC 544197. PMID 15640220. doi:10.1128/AEM.71.1.442-450.2005.  Проігноровано невідомий параметр |vauthors= (довідка)
  6. Crystal structure of a shark single-domain antibody V region in complex with lysozyme. Science 305 (5691): 1770–3. September 2004. Bibcode:2004Sci...305.1770S. PMID 15319492. doi:10.1126/science.1101148.  Проігноровано невідомий параметр |vauthors= (довідка)
  7. Nanobodies. Nanobody.org. 2006. 
  8. Specific cell targeting with nanobody conjugated branched gold nanoparticles for photothermal therapy. ACS Nano 5 (6): 4319–28. June 2011. PMID 21609027. doi:10.1021/nn1023363.  Проігноровано невідомий параметр |vauthors= (довідка)
  9. Номер клінічного дослідження NCT01020383 для "Comparative Study of ALX-0081 Versus GPIIb/IIIa Inhibitor in High Risk Percutaneous Coronary Intervention (PCI) Patients" на вебсайті ClinicalTrials.gov
  10. Structural Basis for Potent Neutralization of Betacoronaviruses by Single-Domain Camelid Antibodies. Cell 181 (5): 1004–1015.e15. 2020. PMC 7199733. PMID 32375025. doi:10.1016/j.cell.2020.04.031.  Проігноровано невідомий параметр |vauthors= (довідка)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Odnodomenni antitila abo nanotilo fragment antitila sho skladayetsya z odnogo monomernogo variabelnogo domenu antitila Yak i cile antitilo vono zdatne vibirkovo zv yazuvatisya zi specifichnim antigenom Mayuchi molekulyarnu masu lishe 12 15 kDa odnodomenni antitila nabagato menshi nizh zvichajni antitila 150 160 kDa yaki skladayutsya z dvoh vazhkih bilkovih lancyugiv i dvoh legkih lancyugiv i navit menshi nizh fragmenti Fab 50 kDa odin legkij lancyug i polovina vazhkogo lancyuga i odnolancyugovi variabelni fragmenti 25 kDa dva variabelni domeni odin vid legkogo a inshij vid vazhkogo lancyuga 1 Pershi odnodomenni antitilo buli skonstrujovani z vazhkih lancyugiv antitil znajdenih u verblyudiv voni nazivayutsya fragmentami VH Hryashovi ribi takozh mayut antitila vazhkogo lancyuga IgNAR receptor novogo antigenu imunoglobulinu z yakih mozhna otrimati odnodomenni antitila yaki nazivayutsya fragmentami V NAR Alternativnij pidhid polyagaye u vidokremlenni dimernih variabelnih domeniv vid zvichajnogo imunoglobulinu G IgG lyudini abo mishi v monomeri Hocha bilshist doslidzhen odnodomennih antitil v danij chas bazuyetsya na variabelnih domenah vazhkogo lancyuga bulo takozh pokazano sho nanotila otrimani z legkih lancyugiv specifichno zv yazuyutsya z cilovimi epitopami 2 Bulo pokazano sho nanotila verblyudiv taki zh specifichni yak i antitila a v deyakih vipadkah voni bilsh stijki Yih legko vidiliti za dopomogoyu tiyeyi zh proceduri fagovogo peningu yaka vikoristovuyetsya dlya antitil sho dozvolyaye kultivuvati yih in vitro u velikih koncentraciyah Menshij rozmir i yedinij domen polegshuyut transformaciyu cih antitil u bakterialni klitini dlya masovogo virobnictva sho robit yih idealnimi dlya doslidnickih cilej 3 Odnodomenni antitila doslidzhuyutsya dlya bagatoh farmacevtichnih zastosuvan i mayut potencial dlya vikoristannya v likuvanni gostrogo koronarnogo sindromu raku hvorobi Alcgejmera i Covid 19 lt ref gt and Covid 19 4 Nanotilo ce peptidnij lancyug dovzhinoyu blizko 110 aminokislot sho vklyuchaye odin variabelnij domen VH antitila vazhkogo lancyuga abo zvichajnogo IgG Ci peptidi mayut taku zh sporidnenist do antigeniv yak i cili antitila ale ye bilsh termostijkimi ta stijkimi do miyuchih zasobiv i visokih koncentracij sechovini Antitila otrimani z verblyuzhih i ribnih antitil ye mensh lipofilnimi i krashe rozchinyayutsya u vodi zavdyaki svoyij viznachalnij komplementarnosti oblasti 3 CDR3 yaka utvoryuye rozshirenu petlyu sho ohoplyuye lipofilnu dilyanku yaka zazvichaj zv yazuyetsya z legkim lancyugom 5 6 Na vidminu vid zvichajnih antitil u doslidzhenni 1999 roku dva z shesti odnodomennih antitil vitrimali temperaturu 90 C 194 F ne vtrachayuchi svoyeyi zdatnosti zv yazuvati antigeni Stijkist do shlunkovoyi kisloti ta proteaz zalezhit vid poslidovnosti aminokislot Bulo pokazano sho deyaki vidi aktivni v kishechniku pislya peroralnogo zastosuvannya ale yih nizka absorbciya z kishechnika pereshkodzhaye rozvitku sistemno aktivnih odnodomennih antitil pri peroralnomu vvedenni Odnodomenni antitila dozvolyayut zastosovuvati shirokij spektr yak u biotehnici tak i v terapiyi zavdyaki yih malomu rozmiru prostomu virobnictvu ta visokij sporidnenosti Biotehnologichni ta diagnostichniZlittya fluorescentnogo bilka z nanotilom generuye tak zvane hromotilo Hromotila mozhna vikoristovuvati dlya rozpiznavannya ta vidstezhennya mishenej u riznih kompartmentah zhivih klitin Takim chinom voni mozhut rozshiriti mozhlivosti mikroskopiyi zhivih klitin i dozvolyat provoditi novi funkcionalni doslidzhennya Z yednannya anti GFP nanotila z monovalentnoyu matriceyu yaka nazivayetsya GFP nanotrap dozvolyaye izolyuvati bilki GFP zlittya ta yih vzayemodiyuchi partneri dlya podalshogo biohimichnogo analizu Lokalizaciya odniyeyi molekuli za dopomogoyu metodiv vizualizaciyi z nadvisokoyu rozdilnoyu zdatnistyu vimagaye specialnoyi dostavki fluoroforiv u bezposerednij blizkosti vid cilovogo bilka Cherez yih velikij rozmir vikoristannya antitil poyednanih z organichnimi barvnikami chasto mozhe prizvesti do omanlivogo signalu cherez vidstan mizh fluoroforom i cilovim bilkom Zlittya organichnih barvnikiv z anti GFP nanotilami nacilenimi na GFP micheni bilki zabezpechuye nanometrovu prostorovu rozdilnu zdatnist i minimalnu pomilku zv yazuvannya cherez malij rozmir i visoku sporidnenist Dividend rozmiru nanotil takozh spriyaye korelyacijnij svitloelektronnij mikroskopiyi doslidzhennya Bez bud yakogo permeabilizuyuchogo agenta citoplazma himichno fiksovanih klitin legko dostupna dlya nanotil poznachenih fluoroforom Yih nevelikij rozmir takozh dozvolyaye yim glibshe pronikati v ob yemni zrazki nizh zvichajni antitila Visoka ultrastrukturna yakist zberigayetsya v tkanini yaka zobrazhena fluorescentnim mikroskopom a potim elektronnim mikroskopom Ce osoblivo korisno dlya nejronaukovih doslidzhen yaki potrebuyut yak molekulyarnogo markuvannya tak i elektronno mikroskopichnogo zobrazhennya U diagnostichnih zastosuvannyah biosensoriv nanotila mozhut vikoristovuvatisya perspektivno yak instrument Zavdyaki nevelikomu rozmiru yih mozhna shilnishe z yednuvati na poverhnyah biosensoriv Na dodatok do yih perevag u nacilenni na mensh dostupni epitopi yih konformacijna stabilnist takozh prizvodit do bilshoyi stijkosti do umov regeneraciyi poverhni Pislya immobilizaciyi odnodomennih antitil na poverhnyah datchikiv sho sprijmayut prostatospecifichnij antigen lyudini hPSA bulo protestovano Nanotila perevershili klasichni antitila u viyavlenni klinichno znachushih koncentracij hPSA Shob zbilshiti jmovirnist kristalizaciyi cilovoyi molekuli nanotila mozhna vikoristovuvati yak shaperoni kristalizaciyi Yak dopomizhni bilki voni mozhut zmenshiti konformacijnu neodnoridnist shlyahom zv yazuvannya ta stabilizaciyi lishe pidmnozhini konformacijnih staniv Voni takozh mozhut maskuvati poverhni sho pereshkodzhayut kristalizaciyi odnochasno rozshiryuyuchi oblasti yaki utvoryuyut kristalichni kontakti TerapevtichnijOdnodomenni antitila buli viprobuvani yak novij terapevtichnij zasib proti kilkoh mishenej U mishej infikovanih virusom gripu A pidtipu H5N1 nanotila spryamovani proti gemaglyutininu prignichuvali replikaciyu virusu H5N1 in vivo ta znizhuvali zahvoryuvanist i smertnist Pokazano sho nanotila nacileni na domen zv yazuvannya klitinnogo receptora faktoriv virulentnosti toksinu A ta toksinu V Clostridium difficile nejtralizuyut citopatichni efekti u fibroblastah in vitro Kon yugati nanotil sho rozpiznayut antigenprezentuyuchi klitini uspishno vikoristovuvalisya dlya viyavlennya puhlin abo cilespryamovanoyi dostavki antigenu dlya stvorennya silnoyi imunnoyi vidpovidi Rozrobleno ta uspishno protestovano peroralni odnodomenni antitila proti diareyi viklikanoyi E coli u porosyat 7 Inshi zahvoryuvannya shlunkovo kishkovogo traktu taki yak zapalni zahvoryuvannya kishechnika ta rak tovstoyi kishki takozh ye mozhlivimi mishenyami dlya peroralnih odnodomennih antitil Stijki do miyuchih zasobiv vidi spryamovani na poverhnevij bilok Malassezia furfur buli stvoreni dlya vikoristannya v shampunyah proti lupi Yak pidhid do fototermichnoyi terapiyi nanotila sho zv yazuyutsya z antigenom HER2 yakij nadmirno ekspresuyetsya v klitinah raku molochnoyi zalozi ta yayechnikiv buli kon yugovani z rozgaluzhenimi nanochastinkami zolota Puhlinni klitini znishuvali fototermichno za dopomogoyu lazera v testovomu seredovishi 8 Kaplacizumab odnodomenne antitilo nacilene na faktor fon Villebranda prohodit klinichni viprobuvannya dlya profilaktiki trombozu u paciyentiv z gostrim koronarnim sindromom U veresni 2009 roku bulo rozpochato doslidzhennya II fazi ALX 0081 pri shkirnomu koronarnomu vtruchanni visokogo riziku lt ref gt A Phase II study examining ALX 0081 in high risk percutaneous coronary intervention has started in September 2009 9 Ablynx ochikuye sho yihni nanotila mozhut podolati gematoencefalichnij bar yer i proniknuti u veliki solidni puhlini legshe nizh cili antitila sho dozvolit rozrobiti liki proti raku mozku Neshodavno bulo identifikovano nanotila yaki micno zv yazuyutsya z domenom RBD spajkovogo bilka betakoronavirusiv vklyuchayuchi SARS CoV 2 yakij viklikaye COVID 19 i blokuyut vzayemodiyu spajku z klitinnim receptorom ACE2 Povidomlyalosya pro zastosuvannya riznih odnodomennih antitil nanotil dlya profilaktiki ta likuvannya infekciyi viklikanoyi riznimi visokopatogennimi koronavirusami lyudini HPhCoV Neshodavno bulo visvitleno perspektivi efektivnist i problemi vikoristannya nanotil dlya zv yazuvannya ta nejtralizaciyi SARS CoV 2 i podibnih 10 Dzherela Properties production and applications of camelid single domain antibody fragments Applied Microbiology and Biotechnology 77 1 13 22 November 2007 PMC 2039825 PMID 17704915 doi 10 1007 s00253 007 1142 2 Proignorovano nevidomij parametr vauthors dovidka Intracellular activation of interferon regulatory factor 1 by nanobodies to the multifunctional Mf1 domain The Journal of Biological Chemistry 285 49 38348 61 December 2010 PMC 2992268 PMID 20817723 doi 10 1074 jbc M110 149476 Proignorovano nevidomij parametr vauthors dovidka Camelid nanobodies with high affinity for broad bean mottle virus a possible promising tool to immunomodulate plant resistance against viruses Plant Molecular Biology 87 4 5 355 69 March 2015 PMID 25648551 doi 10 1007 s11103 015 0282 5 Proignorovano nevidomij parametr vauthors dovidka Gill Victoria 22 veresnya 2021 Covid Immune therapy from llamas shows promise BBC News Isolation of llama antibody fragments for prevention of dandruff by phage display in shampoo Applied and Environmental Microbiology 71 1 442 50 January 2005 Bibcode 2005ApEnM 71 442D PMC 544197 PMID 15640220 doi 10 1128 AEM 71 1 442 450 2005 Proignorovano nevidomij parametr vauthors dovidka Crystal structure of a shark single domain antibody V region in complex with lysozyme Science 305 5691 1770 3 September 2004 Bibcode 2004Sci 305 1770S PMID 15319492 doi 10 1126 science 1101148 Proignorovano nevidomij parametr vauthors dovidka Nanobodies Nanobody org 2006 Specific cell targeting with nanobody conjugated branched gold nanoparticles for photothermal therapy ACS Nano 5 6 4319 28 June 2011 PMID 21609027 doi 10 1021 nn1023363 Proignorovano nevidomij parametr vauthors dovidka Nomer klinichnogo doslidzhennya NCT01020383 dlya Comparative Study of ALX 0081 Versus GPIIb IIIa Inhibitor in High Risk Percutaneous Coronary Intervention PCI Patients na vebsajti ClinicalTrials gov Structural Basis for Potent Neutralization of Betacoronaviruses by Single Domain Camelid Antibodies Cell 181 5 1004 1015 e15 2020 PMC 7199733 PMID 32375025 doi 10 1016 j cell 2020 04 031 Proignorovano nevidomij parametr vauthors dovidka Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Nanotila amp oldid 38023412