Gli anticorpi monoclonali sono anticorpi prodotti da un singolo clone. Questo vuol dire che sono prodotti da una popolazione di cellule geneticamente uguali perché derivate da una singola cellula madre e capaci di riconoscere una sola struttura antigenica.
Cosa sono gli anticorpi
Un anticorpo è una proteina prodotta da un linfocita B in seguito a stimolazione antigenica derivante dal riconoscimento di un elemento estraneo da parte del sistema immunitario. Ogni anticorpo si compone strutturalmente di quattro catene polipeptidiche, due delle quali leggere e identiche e due pesanti ad alto peso molecolare. All’estremità di ogni catena vi è una regione variabile, capace di riconoscere l’antigene in maniera altamente specifica.
Ogni anticorpo ha una porzione costante che ne determina la classe e le sue funzioni nell’organismo. Di fatti, gli anticorpi appartengono alla classe delle proteine definite “immunoglobuline“. Di queste, esistono cinque classi distinte per struttura[1, 3].
Produzione degli anticorpi monoclonali
Gli anticorpi monoclonali possono essere ottenuti mediante la tecnica dell’ibridoma. Tale tecnica fu ideata da Milstein & Kohler nel 1975 e si articola in una serie di fasi sequenziali:
- immunizzazione;
- scelta del mieloma;
- fusione;
- crescita selettiva dell’ibridoma;
- screening per l’anticorpo;
- clonazione;
- caratterizzazione dell’anticorpo;
- produzione di anticorpo.
Nel topo viene indotta la risposta immunitaria verso uno specifico antigene, somministrando quest’ultimo nell’animale[1]. Dopodiché dalla milza o dai linfonodi vengono isolati i linfociti B prodotti[2]. Tali linfociti verranno posti in terreni di coltura con cellule di mieloma non producenti anticorpi per la loro fusione[3].
Il terreno di coltura modificato fa sì che solo gli ibridomi (cellule derivanti dalla fusione) possano sopravvivere[4]. Gli ibridomi hanno due particolarità :
- produrre anticorpi specifici;
- proliferare all’infinito.
Ricorrendo a tecniche come l’ELISA si effettua uno screening per l’anticorpo[5].
Le cellule selezionate vengono poi seminate per essere clonate[6] velocemente per evitare la formazione di varianti non producenti anticorpi. L’anticorpo monoclonale finale viene caratterizzato mediante studi di specificità e con l’identificazione della classe[7].
Infine, l’anticorpo monoclonale potrà essere congelato oppure prodotto in vitro o in vivo[8]. Ogni ibridoma clonato sarà in grado di produrre uno specifico anticorpo monoclonale capace di reagire con l’antigene che ne ha determinato la formazione[3].
Come funzionano
In generale, la funzione di un anticorpo è quella di riconoscere e legare in maniera specifica tutte le sostanze estranee all’organismo quali virus, tossine e batteri, definiti antigeni. Una volta legato quest’ultimo, si induce la risposta immunitaria e di conseguenza la sostanza estranea verrà eliminata. Tutti gli anticorpi presentano una conformazione peculiare a Y, dove si identificano due regioni[1, 3]:
- FAB (fragment antigen binding), la porzione variabile avente il sito di legame per l’antigene permette un’azione diretta, ad esempio l’inibizione di una tossina;
- FC (fragment crystallizable), la porzione costante, agisce in maniera indiretta interagendo con altre molecole, ad esempio inducendo fagocitosi o citotossicità cellulare anticorpo-dipendente.
I diversi tipi
È possibile classificare gli anticorpi monoclonali in base alla loro origine, distinguendo quattro classi:
- murini, ottenuti mediante la tecnica dell’ibridoma, presentano il suffisso -OMAB;
- chimerici, aventi una regione variabile murina e una regione costante umana, hanno suffisso -XIMAB;
- umani, interamente originati da cellule umane mediante la tecnica del “phage dysplay”, con suffisso -UMAB;
- umanizzati, derivano da cellule umane eccetto la parte che si lega all’antigene e hanno il suffisso -ZUMAB.
Un’ulteriore distinzione può essere effettuata sulla base della coniugazione o meno con altre molecole, quindi:
- nudi, cioè non coniugati e che agiscono direttamente;
- coniugati, ovvero legati a sostanze radioattive o farmaci[1].
Nomenclatura
Gli anticorpi monoclonali hanno una propria nomenclatura, nella quale si usano differenti parti della parola a seconda della funzione e della struttura. In genere, tutti gli anticorpi monoclonali terminano con la desinenza -MAB[1].
Esempio: CETUXIMAB
CE: Prefisso
TU: Target (tumori)
XI: Origine del prodotto (chimerico)
MAB: Suffisso
Applicazione in diagnostica
Il loro uso in laboratorio permette di identificare e quantificare in maniera altamente specifica un determinato analita, di conseguenza servono per[3, 4]:
- identificare agenti patogeni quali virus, batteri e tossine;
- individuare la conformazione di una proteina;
- analizzare una data cellula;
- effettuare la tipizzazione di un tessuto tumorale;
- l’immunodiagnostica come reagenti;
- lo studio di antigeni convolti in patologie autoimmuni.
Applicazione in terapia
Sono a disposizione una vasta gamma di anticorpi monoclonali. Tuttavia, non tutti trovano applicazione in terapia. Non tutti, infatti, superano i test di efficacia durante la sperimentazione clinica.
Ovviamente la loro efficacia dipende da una serie di fattori quali:
- caratteristiche dell’antigene;
- la funzione;
- e la sua densità a livello cellulare.
Ad oggi non vi è un protocollo standard nel loro uso, infatti possono essere somministrati come monoterapia o in associazione con altri chemioterapici. Possono essere impiegati in patologie, quali[2, 4, 5]:
- artrite reumatoide o morbo di Crohn, in quanto riconoscono come antigene la citochina pro-infiammatoria, TNF-alfa (es. INFLIXIMAB);
- linfoma non Hodgkin o patologie autoimmuni, con un’azione immunodepressiva agendo su linfociti B e T (es. RITUXIMAB);
- asma allergico, grazie al legame con IgE nell’uomo(es. OMALIZUMAB);
- malattie oncologiche, quali tumore al colon, bloccando alcuni fattori di crescita, come ad esempio il Fattore di crescita dell’epidermide o il Fattore di crescita dell’endotelio vascolare (es. CITUXIMAB);
- COVID-19, per via della capacità di legare la proteina Spike del virus impedendogli di attaccarsi di conseguenza alla cellula umana (es. CASIRIVIMAB-IMDEVIMAB).
Vantaggi e svantaggi del loro uso
Per quanto riguarda i vantaggi degli anticorpi monoclonali bisogna considerare[1, 3]:
- specificità ;
- produzione su larga scala a partire da un singolo clone;
- virtualmente immortali grazie alla riclonazione;
- assenza di variazione tra lotti e possibilità di titoli elevati;
- possibilità di congelamento e riutilizzazione.
Invece, tra gli svantaggi di questi anticorpi possiamo individuare:
- costi e tempi di produzione elevati;
- possibile perdita di cromosomi;
- eccessiva specificità ;
- difficoltà nell’estrazione e purificazione.
Referenze
- Diamond B.A., et al.: Monoclonal Antibodies. The Engl. J. Med.
- Cuttita F., et al.: Monoclonal Antibodies that emonstrate specificity for several types of human lung cancer.
- McGregor A.M.: Monoclonal Antibodies, production and use. Brit. J. Med.
- Peterson NC., Advances in monoclonal antibody technology: genetic engineering of mice, cells and immunoglobulin.
- Uso degli anticorpi monoclonali per COVID-19. AIFA.