Terapeutiske antistoffer varierer afhængigt af produktionssystemet

Forskelle i produktionsmetoder til terapeutiske antistoffer kan føre til variationer i deres struktur, afhængig af den valgte rekombinante procedure. Distinktionerne, som er baseret på en række glykosyleringer, påvirker endda antistoffernes stabilitet. Dette var resultatet af en højpræcisions sammenligning af de strukturelle egenskaber af antistofisotoper, der blev fremstillet i cellekulturer eller planter. Equipment BOKU (EQ BOKU) baseret på University of Natural Resources and Life Sciences, Wien (BOKU) brugte avancerede massespektrometre til at identificere små forskelle i glykosyleringen af ​​immunglobuliner.

Antistoffer er en af ​​de mest præcise former for medicin og bruges i stigende grad til at bekæmpe kræft og andre tilstande. De produceres ofte rekombinant, med en række forskellige fremstillingsprocesser i brug. Hver proces skaber et identisk proteinstillads i antistoffet, men der er forskelle i det, der er kendt som glykosylering, eller modifikation ved at tilføje specifikke kulhydrater. Tidligere har man vidste kun lidt om den måde, hvorpå disse forskelle opstår, og den form, de tager. At identificere disse subtile, men potentielt medicinsk signifikante forskelle kræver ekstremt kompleks analyse, hvilket kun er muligt ved hjælp af de nyeste massespektrometriprocedurer. Et BOKU -team havde adgang til sådant udstyr på universitetets EQ BOKU -facilitet og fandt frem til nogle overraskende resultater.

Holdet ledet af prof. Richard Strasser er det første til at identificere præcise forskelle i glykosyleringsmønstrene for immunglobulin A, som var blevet produceret enten i humane cellekulturer (HEK293) eller plantesystemer (Nicotiana benthamiana). Prof. Strasser, medlem af Institut for Anvendt Genetik og Cellebiologi, kommenterede:"Selv vi var overrasket over, hvor store forskellene var. Der var skarpe kontraster mellem de to systemer med hensyn til strukturen af ​​de kulhydrater, der blev brugt til glykosylering og deres placering på proteinerne."

Ved hjælp af ultramoderne teknikker kaldet kapillær reversfasekromatografi og elektrospraymassespektrometri leveret af EQ, holdet formåede at analysere glykosylering i hvert system ned til den mindste detalje. De fandt ud af, at immunglobulin A produceret i HEK293-cellekulturen havde mange flere og også mere komplekse N-glycaner-en gruppe kulhydrater, der binder sig til bestemte nitrogenatomer-end dem, der produceres i cellekulturer i pattedyr. Immunoglobulin A fremstillet i planter havde også et betydeligt snævrere udvalg af strukturer. Dette skyldtes primært det faktum, at planter ikke har nogen af ​​de metaboliske veje, der kræves til pattedyrglykosylering. "Men vi så også glykosyleringer i antistofferne fremstillet i planter, som kun kan forekomme i planter, " tilføjede prof. Strasser.

Selvom glykosyleringerne i antistofferne produceret i N. benthamiana var rent plantespecifikke, antistofferne viste de samme bindingsegenskaber for antigener som dem fremstillet ved hjælp af humane celler. Dette tyder på, at hvad angår terapeutiske anvendelser, valget af produktionssystem gør ingen forskel. Imidlertid, yderligere analyse foretaget af prof. Strassers team afslørede, at stabiliteten af ​​immunglobulin A varierer afhængigt af produktionsmetoden – en faktor, der kan have en afgørende effekt på dets anvendelse i behandlingen. Analysen involverede testning af antistoffernes termiske stabilitet, som viste sig at være lavere i immunglobulin A produceret i planter. "Vi er nødt til at foretage yderligere tests for at opdage, hvor vigtig dette er for anvendelsen af ​​disse antistoffer i behandlingen, " forklarede prof. Strasser.

Hans team har alle de nødvendige ressourcer til at gøre netop det hos EQ BOKU. Banebrydende massespektrometre, kromatografiprocedurer og kalorimetre – og knowhow fra BOKUs eksperter – er alle tilgængelige for universitetets forskerhold, samt til brugere fra industrien og andre akademiske institutioner.