Искусственные генетические системы. Том 1 - Патрушев Л.И.
Скачать (прямая ссылка):
Кроме FcR, мишенями для запуска цитотоксического ответа у NK-клеток, макрофагов и гранулоцитов могут быть использованы адгезивные рецепторы CD2, CD38, CD44, CD69 [235, 236]. Кроме того, в стимуляции цитотоксического ответа NK-клеток принимают участие рецепторы NKRP-1, NK-TR, Ly-49D и KIR, которые также могут быть объектом воздействия bsAb [237, 238]. Рецепторы, связывающие маннозу, “рецепторы-чистиль-щики” и То11-подобные рецепторы (TLR) макрофагов и моноцитов рассматриваются в качестве перспективных объектов воздействия bsAb.
В приведенных примерах мишенями антител, полученных методами белковой инженерии, были белки, экспонированные на поверхности клеток. Однако не меньшего биологического эффекта удается достичь с помощью рекомбинантных антител, действие которых направлено против внутриклеточных лигандов.
Внутриклеточные антитела. К рассмотренным выше уникальным свойствам миниантител для полноты картины необходимо добавить еще одно - возможность их эффективного биосинтеза непосредственно внутри соматических клеток высших животных и растений [239, 240]. Такая аберрантная (эктопическая) экспрессия генов миниантител сопровождается образованием внутриклеточных антител (intrabodies), которые, сохраняя
Эндоплазматический ретикулум
Хлоропласт
Эндоплазматический ретикулум
Рецептор, фермент, свободный или ассоциированный с мембранами, функциональный белок
Специфический фрагмент scFv
Субстрат,
вторичный
метаболит,
гормон
Взаимодей-
ствующие
белки
Рис. 56. Молекулярные механизмы иммуномодулирующего действия внутриклеточных антител [242]
Антитела, связываясь с белком-мишенью (а, б, г-ж), а также низкомолекулярным субстратом или гормоном (в), блокируют их взаимодействие друг с другом, конкурируя за сайт связывания (а), или изменяя конформацию белка (б), или делая недоступным субстрат, гормон, аллостерический эффектор (в), нарушают фолдинг белка (г), его взаимодействие с регуляторными участками нуклеиновых кислот (е) или сборку многосубъединичного комплекса, а также могут блокировать транспорт белков в органеллы или микрокомпартменты клетки (ж)
способность к специфическому взаимодействию с соответствующими высоко- и низкомолекулярными мишенями, могут оказывать существенное влияние на внутриклеточные процессы и статус многоклеточного организма в целом. Поскольку в силу своей конструкции эти антитела не секретируются клетками, они накапливаются в цитоплазме и, в частности, в их эндоплазмати-ческом ретикулуме. Группа методов, использующих селективное влияние внутриклеточных антител на биохимические процессы многоклеточного организма, получила название иммуномодуляции.
Конкретные механизмы, посредством которых внутриклеточные антитела могут оказывать свое иммуномодулирующее действие, весьма разнообразны (рис. 56). Прежде всего антитела,
специфически взаимодействуя с функциональными доменами белков-мишеней, могут конкурировать за соответствующие участки связывания с субстратами, вторичными метаболитами или гормонами или нарушать такие взаимодействия путем изменения пространственной структуры молекулы-мишени, а также сборки многосубъединичных макромолекулярных комплексов (рис. 56, а,б,ё). Кроме того, к аналогичным биологическим последствиям может приводить непосредственное взаимодействие антител с вышеупомянутыми низкомолекулярными соединениями (рис. 56,в). В результате образования комплексов со строящимися цепями вновь синтезируемых белков может предотвращаться формирование активных макромолекул, как следствие нарушения их правильного фолдинга (рис. 56,г). Нейтрализация с помощью антител ДНК-связывающих участков факторов транскрипции и других регуляторных белков, специфически взаимодействующих с ДНК, может изнутри клетки модулировать экспрессию генов на уровне транскрипции (рис. 56,д). Отдельно следует упомянуть возможность использования внутриклеточных антител для изменения направлений адресной доставки макромолекул и низкомолекулярных эффекторов внутри клеток, экспрессирующих соответствующие рекомбинантные гены (рис. 56, ж,з). Специфическая доставка этих соединений в различные компартменты клетки достигается с помощью сигнальных аминокислотных последовательностей, присоединяемых к scFv-фрагментам антител или транзитных пептидов, направляющих перенос белков в митохондрии и хлоропласты растений [241].
Исследование многих из вышеперечисленных механизмов уже осуществляется на практике. Так, внутриклеточные рекомбинантные антитела, полученные к хемокиновому рецептору макрофагов человека CCR5, который используется вирусом ВИЧ для входа в макрофаги, предотвращают экспрессию этого рецептора на поверхности клеток и соответственно их заражение вирусом [242]. Внутриклеточная экспрессия миниантител позволяет сгладить симптомы нейродегенеративной болезни Хантингтона, которые являются следствием экспансии CAG-повтора внутри гена хантингтина, что приводит к образованию повторов поли-глутаминовой кислоты в полипептидной цепи этого белка, сопровождаемому формированием внутриклеточных белковых агрегатов [243]. Показано, что внутриклеточные антитела к хан-тингтину эффективно предотвращают образование таких агрегатов. Полагают, что данный подход может быть применен и для лечения других нейродегенеративных заболеваний, развивающихся по похожему механизму: болезней Альцгеймера, Паркин-
