Однодоменное антитело ( sdAb ), также известное как нанотело , представляет собой фрагмент антитела , состоящий из одного мономерного вариабельного домена антитела . Как и целое антитело, оно способно избирательно связываться с определенным антигеном . Имея молекулярную массу всего 12–15 кДа , однодоменные антитела намного меньше, чем обычные антитела (150–160 кДа), которые состоят из двух тяжелых белковых цепей и двух легких цепей , и даже меньше, чем Fab-фрагменты (~50 кДа). , одна легкая цепь и половина тяжелой цепи) и одноцепочечные вариабельные фрагменты(~25 кДа, два вариабельных домена, один из легкой и один из тяжелой цепи). [1]
Первые однодоменные антитела были сконструированы из антител с тяжелой цепью, обнаруженных у верблюдовых ; они называются фрагментами VHH . У хрящевых рыб также есть антитела с тяжелой цепью (IgNAR, «иммуноглобулиновый новый антигенный рецептор»), из которых можно получить однодоменные антитела, называемые фрагментами V NAR . [2] Альтернативный подход заключается в отделении димерных вариабельных доменов от общего иммуноглобулина G.(IgG) человека или мыши в мономеры. Хотя большинство исследований однодоменных антител в настоящее время основано на вариабельных доменах тяжелой цепи, также было показано, что нанотела, полученные из легких цепей, специфически связываются с эпитопами -мишенями . [3]
Было показано, что нанотела верблюдовых так же специфичны, как и антитела, а в некоторых случаях они более устойчивы. Их легко выделить с помощью той же процедуры пэннинга фагов, что и для антител, что позволяет культивировать их in vitro в больших концентрациях. Меньший размер и один домен облегчают преобразование этих антител в бактериальные клетки для массового производства, что делает их идеальными для исследовательских целей. [4]
Однодоменные антитела исследуются для различных фармацевтических применений и могут быть использованы для лечения острого коронарного синдрома , рака , болезни Альцгеймера [ 5] [6] и Covid-19 . [7]
Однодоменное антитело представляет собой пептидную цепь длиной около 110 аминокислот , содержащую один вариабельный домен (V H ) антитела с тяжелой цепью или обычного IgG. Эти пептиды обладают таким же сродством к антигенам, как и целые антитела, но более термостойки и стабильны по отношению к детергентам и высоким концентрациям мочевины . Антитела, полученные из антител верблюдовых и рыб, менее липофильны и более растворимы в воде из-за их определяющей комплементарность области 3 (CDR3), которая образует удлиненную петлю (выделена оранжевым цветом на ленточной диаграмме выше), покрывающую липофильный сайт, который обычно связывается с легкая цепь. [8][9] В отличие от обычных антител, два из шести однодоменных антител выдержали температуру 90 °C (194 °F) без потери своей способности связывать антигены в исследовании 1999 года. [10] Стабильность по отношению к желудочной кислоте и протеазам зависит от аминокислотной последовательности. Было показано, что некоторые виды проявляют активность в кишечнике после перорального применения, [11] [12] , но их низкая абсорбция из кишечника препятствует выработке системно активных перорально вводимых однодоменных антител.
Сравнительно низкая молекулярная масса приводит к лучшей проницаемости в тканях и короткому периоду полувыведения из плазмы, поскольку они выводятся почками . [1] В отличие от цельных антител, они не проявляют цитотоксичности , запускаемой системой комплемента, поскольку в них отсутствует область Fc . sdAb, полученные из верблюдовых и рыб, способны связываться со скрытыми антигенами, недоступными для цельных антител, например, с активными центрами ферментов . [13] Было показано, что это свойство является результатом их расширенной петли CDR3, которая способна проникать в такие скрытые участки. [9] [14] [13]