Kamelid-Single-Domain-Antikörper – Forschung und Diagnostik

Ein konventioneller Antikörper besteht aus zwei leichten und zwei schweren Ketten. Der deutlich kleinere Kamelid-Antikörper besteht nur aus zwei schweren Ketten. Die Fragmente der Kamel, Lama und Alpaka Antiköper werden auch als Nanobodies (Nanobody) bezeichnet.

Kamelid-Single-Domain-Antikörper stammen aus der Familie der Camelidae, dazu zählen zum Beispiel Lamas, Kamele und Alpakas. Antikörper, die aus Lama-Blut gewonnen werden, sind im Vergleich zum menschlichen Antikörper deutlich kleiner. Menschen produzieren nur eine Art Antikörper, bestehend aus zwei Arten von Proteinketten – schwer und leicht -, die zusammen eine Y-Form bilden. Schwerkettige Proteine überspannen das gesamte Y, während leichtkettige Proteine nur die Arme des Y berühren. Kameliden hingegen produzieren zwei Arten von Antikörpern. Einer dieser Antikörper ähnelt in Größe und Konstitution denen des Menschen. Der andere ist hingegen viel kleiner; nur etwa ein Viertel so groß wie menschliche Antikörper. Der Antikörper der Kameliden bildet auch ein Y, aber seine Arme sind deutlich kürzer, weil er keine Proteine der leichten Kette enthält.

Die Struktur der kleinen Antikörper hat sich vermutlich unabhängig voneinander in einigen Spezies entwickelt, was auf ihre hohe Effizienz hindeutet. Auch Haie besitzen solche Antikörper, sie sind allerdings als Versuchstiere ungeeignet. Forscher verwenden daher hauptsächlich Antikörper aus Kamelen oder Lamas, oder deren Fragmente (auch Nanobodies genannt) in klinischen Studien oder der Grundlagenforschung. Nanobodies haben auf sich aufmerksam gemacht, da ihre Struktur es ihnen ermöglicht, auch innerhalb einer Zelle zu agieren und Proteinfunktionen zu analysieren. Weil sie eng und fest an Zielmoleküle binden und diese stabilisieren können, sind sie in der Bildgebung und Strukturanalyse ein beliebtes Werkzeug.

Kamelid-Antikörper sind sehr spezifisch und weisen ein striktes monomeres Verhalten zusammen mit einer hohen Thermostabilität und einer guten Löslichkeit auf. Darüber hinaus ermöglicht ihre relativ geringe Größe die einfache Anwendung von Gentechnik, wodurch die Gesamtproduktionskosten gesenkt werden. Sie haben darüber hinaus eine gute Penetrationsrate in Gewebe und eine geringe Immunogenität. Daher werden sie verwendet, um auf antigene Epitope abzuzielen, auf die große Moleküle (wie herkömmliche monoklonale Antikörper) nur schwer zugreifen können. Diese Fähigkeit von Kamelidantikörpern, kryptische Epitope zu erkennen, macht sie ideal als Enzyminhibitoren oder zur Infektionsdiagnose. Die relativ kurze Lebensdauer von Kamelidantikörpern ist hilfreich bei der Tumorbildgebung von erkrankten Geweben, die eine schnelle Beseitigung erfordern.

Antikörper sind die am häufigsten genutzten Bindemoleküle – beispielsweise in Impfstoffen oder Nachweissystemen. Da sie ebenso gut Wirkstoffe transportieren können, finden Antikörper zunehmend in der medizinischen Therapeutik und Diagnostik Verwendung. Die Firma New/era/Mabs entwickelt Technologien, mit deren Hilfe die Antikörper von Kamelen biotechnologisch hergestellt werden. Die kleinen Kamelantikörper können in tiefere Gewebeschichten vordringen. Weil sie zwei Proteinketten weniger besitzen, sind sie hitzebeständiger, nicht so starr und können schneller binden.

Trotz recht einfacher Struktur können Lama Antikörper und Kamel Antikörper ein effektives Mittel zur Abwehr von Viren sein. In den letzten zehn Jahren haben Wissenschaftler beispielsweise Lama Antikörper in H.I.V. und Influenza-Forschung eingesetzt, um vielversprechende Therapien für beide Viren zu finden. Erst kürzlich gelang es einem Team aus Molekularbiologen in Gent, menschliche Antikörper mit denen von Lamas stabil zu verbinden. Der Antikörper kann auf Strukturen des Spike-Proteins zugreifen – die Proteine, die es Viren wie dem Coronavirus ermöglichen, in Wirtszellen einzudringen und uns zu infizieren. Das kann sie effektiver bei der Neutralisierung von Viren machen. Molekularbiologen können Lamaantikörper leicht im Labor manipulieren. Auf diese Weise wurden neutralisierende kreuzreaktive Einzeldomänen-Kamelid-Antikörper identifiziert. Sie sind sowohl nützliches Reagenz für die Untersuchung der Viren, als auch potenziell therapeutische Kandidaten.

ArtikelArtikelnummerHerstellerMenge
Mouse anti Llama/­Camel IgG antibodyNEM-17.12-500neweramabs500 uL
Mouse anti Llama/Camel IgG1 antibodyNEM-27.7-250-HRPneweramabs250 uL
Control Normal Llama IgG (Total)8411ProSci1 mg
PD1 Detection Set8399ProSci1 Set
Camel IgG ELISA kitLD-IGG-16Life Diagnostics96 well
    

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