Los anticuerpos para uso potencial como medicamentos pueden fabricarse rápidamente en células de pollo cultivadas en laboratorios. Los investigadores se refieren a su técnica como el sistema ADLib humano, abreviatura de bibliotecas que se diversifican de forma autónoma. La técnica crea automáticamente un gran número, o bibliotecas, de diversos anticuerpos usandométodo natural de las células del sistema inmunitario de pollo para mezclar sus genes.
A menudo con la forma de la letra Y, el sistema inmunitario produce anticuerpos para combatir infecciones y prevenir la reinfección. Pequeñas porciones de esa forma Y son muy variables. Los anticuerpos usan su forma única para formar un abrazo molecular perfecto con antígenos específicos,moléculas en la superficie de la causa de una infección. Para eliminar eficazmente una infección, los anticuerpos deben reconocer, unirse y permanecer unidos a un antígeno.
"Nuestro sistema ADLib puede generar anticuerpos humanos contra varios antígenos más rápido que los métodos existentes", dijo Hidetaka Seo, investigador del proyecto en la Universidad de Tokio y primer autor del artículo científico recientemente publicado.
En las técnicas estándar, los anticuerpos individuales se identifican primero y luego se producen a través de un proceso lento y de varios pasos que involucra bacterias, células animales o, a veces, aislar anticuerpos de la sangre de animales vacunados o infectados, y luego modificar esos anticuerpos animales para un uso humano seguro.
El primer sistema ADLib fue desarrollado en 2005 por algunos miembros del equipo de investigación actual, que en ese momento trabajaban en el instituto de investigación RIKEN en las afueras de Tokio. El sistema ADLib original produjo anticuerpos de pollo utilizando células del sistema inmunitario de pollo. En los añosdesde entonces, otros investigadores han generado anticuerpos humanos en pollos vivos completos.
"Teníamos la idea del sistema ADLib humano en ese momento, pero la tecnología era muy difícil de desarrollar", dijo el profesor Kunihiro Ohta, coautor del reciente artículo de investigación, quien dirigió el grupo de investigación ADLib original en RIKENy actualmente es decano de la Escuela de Graduados de Artes y Ciencias de la Universidad de Tokio.
"Este es el primer caso de secuencias de recombinación de genes humanos capaces de proporcionar bibliotecas prácticas de anticuerpos que se desarrollan utilizando células aviares cultivadas en un laboratorio", dijo Seo.
Para desarrollar el sistema ADLib humano, los investigadores primero insertaron genes humanos para reemplazar los genes de anticuerpos de las células inmunes de pollo y las unidades de ADN circundantes conocidas como pseudogenes. Las células luego crecen en un plato y se multiplican durante varias semanas, generando genes de anticuerpos devarias combinaciones nuevas. Esta calidad aleatoria de generador de anticuerpos del sistema ADLib conduce a muchos anticuerpos inútiles, pero puede generar anticuerpos más eficientes que los anticuerpos "construidos para un propósito" que un sistema inmune humano o animal produce naturalmente durante una infección.
Por separado, los investigadores cubren pequeñas cuentas magnéticas con antígenos de interés. Finalmente, las células de pollo se abren y el contenido se lava sobre las cuentas magnéticas. Cualquier anticuerpo que se adhiera a las cuentas magnéticas recubiertas de antígeno se agrega a la biblioteca de anticuerpos.Después de aislar los anticuerpos en las perlas magnéticas, todo el proceso de identificación y verificación de su especificidad se puede completar en aproximadamente 10 días. Los investigadores afirman que esto es mucho más rápido que los métodos convencionales de generación de anticuerpos, que pueden tomar algunos meses.
Muchas variaciones de anticuerpos podrían unir un antígeno, pero permanecer unido es esencial para la función inmune adecuada. El sistema ADLib humano incluye una segunda fase para fortalecer la capacidad de los anticuerpos para unirse y permanecer unidos a sus antígenos, un proceso llamado uniónmaduración por afinidad.
Aunque la maduración por afinidad de unión es laboriosa en los métodos convencionales, el sistema ADLib humano proporciona un método simple y efectivo. Las células de pollo con los anticuerpos deseados se cultivan en el laboratorio durante otro período corto para diversificar aún más los genes de los anticuerpos. Anticuerpos con una unión más fuertelas afinidades con el antígeno pueden aislarse de esta segunda biblioteca.
Los investigadores han logrado con éxito una mejora de aproximadamente cien veces la afinidad de unión.
Hasta ahora, los investigadores han probado la técnica ADLib humana para encontrar anticuerpos similares a los que se usan actualmente para tratar ciertos tipos de cáncer.
"En el futuro, los anticuerpos para la terapéutica para superar las necesidades médicas actualmente no satisfechas podrían generarse utilizando el sistema ADLib humano", dijo Yukoh Nakazaki, coautor del reciente artículo de investigación y jefe de los laboratorios de investigación de Chiome Bioscience IncChiome está mejorando esta tecnología en asociación con la Universidad de Tokio.
El sistema ADLib no se limita a generar anticuerpos.
"Si reemplazamos los genes y pseudogenes de pollo relevantes con cualquier otro gen de interés, podríamos generar bibliotecas de otras proteínas para usos agrícolas, veterinarios o médicos", dijo Seo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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