Внутриклеточная иммунизация
Термин "внуктриклеточная иммунизация" был предложен нобелевским лауреатом Дэйвидом Балтимором, чтобы определить процесс создания клеток, устойчивых к инфекционному агенту путем введения в эти клетки новой информации, позволяющей ингибировать этот агент. Эта информация вводится методами парасексуальной генетики в клетки, которые являются хозяйскими для инфекционного агента.
Возможность использования внутриклеточных антител сильно облегчилась замечательной находкой, позволившей модифицировать антитела .
Посмотрите на рисунок 1 . Там изображено нормальное антитело, состоящее из вариабельных и константных частей легких и тяжелых цепей.
Вариабельная часть отвечает за связывание антигена. Вообще это очень сложная структура, но оказалось, что ее можно существенно упростить и при этом сохранить способность к взаимодействию с антигеном. Можно, например, сделать так. Взять вариабельные части легкой и тяжелой цепей и соединить их между собой соединительным (линкерным) пептидом, как это показано на рисунке. И, оказывается, такая конструкция хорошо связывает антигены. Подобные конструкции получили название одноцепочечных антител ( single-chain antibodies ).
Но тогда нет особых проблем во введении соответствующей кодирующей последовательности в геном клетки. Есть, правда, проблема в получении кодирующей последовательности ДНК, чтобы она соответствовала антителу против заданного антигена, опухолевого, вирусного или бактериального или еще какого либо. Но эти кодирующие последовательности можно получить из гибридом , которые синтезируют высокоспецифичные моноклональные антитела. Взять их и реконструировать методами генной инженерии, так чтобы получить конструкцию, похожую на изображенную на рисунке. К конструкции можно присоединить различные сигнальные последовательности, которые будут направлять одноцепочечное антитело в различные клеточные структуры, компартменты : чтобы в ядро - присоедините сигнал ядерной локализации (Nuclear Localization Signal, NLS, см. ниже), чтобы в эндоплазматический ретикулум (ER) - лидерный пептид и С-концевой сигнал удерживания в ретикулуме (обычно это последовательность KDEL ). Можно направить антитело также в плазматическую мембрану или в цитозоль. Куда направлять зависит от того, где обычно в клетке находится тот продукт, который вы хотите связывать. Это иллюстрируется рисунком 2 .
Внутриклеточные антитела открывают совершенно универсальный способ воздействия внутри клетки на любые продукты, будь то белки, [ Richardson, ea, 1995 ], сахара или нуклеиновые кислоты.
Поэтому такой подход к генной терапии кажется интересным, и, естественно, его интенсивно развивают и пытаются применять.
Например, белки проходят через эндоплазматический ретикулум на пути к клеточной поверхности, как делают, в частности, рецепторы ростовых факторов. И если в ретикулуме находятся соответствующие антитела, то они задерживают тот или иной ростовой фактор и не позволяют ему появиться на поверхности.
Например, такая работа была проделана с (#-субъединицей рецептора интерлейкина 2 , IL-2R(, который экспонирован на поверхности Т-клеток. Этот рецептор играет важную роль в Т-клеточном иммунном ответе и его экспрессия сильно повышается при некоторых видах лейкемий . Взяли Т-клетки и ввели в них ген, экспрессирующий одноцепочечное антитело против этой субъединицы рецептора. Направили экспрессию в эндоплазматический ретикулум и что же? На поверхности Т-клеток не стало рецептора и они потеряли способность откликаться на IL-2. Этот модельный эксперимент показывает, какой серьезный потенциал заложен в использовании одноцепочечных антител для целей геной терапии.
Далее мы увидим, что в этом направлении делалось в применении к генной терапии рака и СПИД, вызываемого вирусом иммунодефицита.
