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Die Biotechnologie ermöglicht die Produktion hochspezifischer
Antikörper.
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Monoklonale Antikörper sind hochspezialisierte und zielgerichtete
Antikörper, die mit Hilfe biotechnologischer Verfahren synthetisch hergestellt werden.
Das besondere an ihnen ist, dass sie in der Lage sind, natürliche Abwehrprozesse des
Körpers gegen die Krankheit zu aktivieren. Bisher werden monoklonale Antikörper
insbesondere zur Krebstherapie und zur Unterdrückung unerwünschter Immunreaktionen z. B.
bei Psoriasis, eingesetzt. Das können auch Autoimmunerkrankungen sein oder
auch die Verhinderung von Abstoßungsreaktionen nach einer Organtransplantation. Besondere
Bedeutung haben monoklonale Antikörper auch im diagnostischen Bereich, da sie sehr genau
bestimmte Antigene (Erreger oder bestimmte Moleküle) sowohl im menschlichen Körper, als
auch in Laborproben aufspüren und erkennen können. |
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Antikörper sind Eiweißmoleküle, die vom Immunsystem als Antwort auf
eine fremde Substanz (z. B. Fremdkörper, Krankheitserreger) hergestellt werden (vgl. Spezifische Abwehr) und diese
unschädlich machen können. Substanzen, die eine Immunreaktion hervorrufen können,
werden Antigene genannt. Hergestellt werden die Antikörper von bestimmten weißen
Blutkörperchen, den B-Lymphozyten,
auch kurz B-Zellen genannt. |
Polyklonale Antikörper sind Nachkommen vieler B-Zellen.
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In einer normalen Abwehrreaktion werden immer mehrere B-Zellen zur
Produktion von Antikörpern angeregt. Weil aber jede B-Zelle sich genetisch ein ganz klein
wenig von der anderen unterscheidet, sind auch die produzierten Antikörper verschieden.
Deshalb spricht man von polyklonalen Antikörpern. "Poly" bedeutet
"viel". Der Begriff "Klon" wird für alle Nachkommen einer einzigen
Zelle verwandt. Polyklonale Antikörper sind Nachkommen vieler B-Zellen. Sie haben die
Fähigkeit, an unterschiedlichen Oberflächenstrukturen (Zuckerreste, Eiweiße) auf einem
Antigen anzubinden und können so ein Antigen eliminieren. Diese Flexibilität ist sehr
sinnvoll, denn die Oberflächenstrukturen auf einem Antigene sind nicht immer gleich
ausgebildet. Sie können sich im Laufe einer Infektion verändern, z. B. kann ein
Zuckerrest länger oder kürzer ausfallen. Die Wirksamkeit der Antikörper bleibt so auch
bei kleinen Veränderungen erhalten.
So, wie ein Blatt Papier nicht einfach nur weiß ist, sondern auch eine bestimmte
Größe hat, glatt oder rau ist, dick oder dünn sein kann, liniert oder kariert, so
befinden sich auf der Oberfläche von Antigenen verschieden Strukturen, die als
Bindungsstellen fungieren können. |
Polyklonale Antikörper, wie z. B. Impfstoffe, haben viele
Angriffspunkte.
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Ein Beispiel für die Nutzung dieses Mechanismus ist die Verwendung von
Impfstoffen. Bei der passiven Immunisierung werden fertige Antikörper gespritzt, die
gegen einen Erreger wirken. Diese polyklonalen Antikörper wurden zuvor von einem Tier
erzeugt. Meistens sind das Kaninchen. Aber auch Schafe, Pferde, Mäuse, Meerschweinchen,
Schwein oder Ziege sind mögliche Antikörperproduzenten. Dieses breite
Bindungsspektrum auszunutzen ist sinnvoll, weil die Antikörper auch dann wirken, wenn
sich die Oberfläche geringfügig verändert. Andererseits ist aber das breite
Bindungsspektrum polyklonaler Antikörper ein Nachteil, weil es auch die Bindung an
Antigene ähnlicher Oberflächen erlaubt. So sind Kreuzreaktionen möglich, die nicht
beabsichtigt sind.
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Monoklonale Antikörper wirken spezifisch an einer Angriffsstelle.
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Vollkommen gleiche Antikörper, die nur noch an einer Oberflächenstruktur
eines Antigens anbinden, können nur aus einer Zelle stammen. Daher werden sie monoklonale
Antikörper genannt. Monoklonale Antikörper sind strukturell identische Antikörper, die
immer über genau die gleiche Bindungsstelle für ein Antigen verfügen. Hergestellt
werden die monoklonale Antikörper nicht mehr im Körper eines Tieres (in vivo), sondern
auch im Reagenzglas (in vitro). Folgende Schritte müssen vollzogen werden:
- Eine Maus wird mit der zu behandelnden Krankheit infiziert. Nachdem das Immunsystem der
Maus polyklonale Antikörper entwickelt hat, werden ihr Immunzellen entnommen. Die
Immunzellen der Maus werden durch Fusion jeweils mit einer Tumorzelle verschmolzen. So
entstehen neue Zellen, die Hybidomazellen genannt werden ("hybrid" =
"gemischt"). Die Hybridomazellen haben jetzt die Eigenschaften beider
Ursprungszellen in sich vereint: Sie können Antikörper produzieren und gut in einer
Kultur wachsen.
- Die von den unterschiedlichen Hybridomazellen produzierten Antikörper werden auf ihre
Eigenschaften hin untersucht. Schließlich wird diejenige Hybridomazelle herausgesucht,
die Antikörper mit genau der Eigenschaft produziert, die man sucht.
- Durch Zellteilung werden aus dieser Hybridomazelle, der Ursprungszelle, genetisch
identische Zellen produziert. Man nennt diesen Vorgang auch klonen. Jede dieser Zellklone
kann den gesuchten monoklonalen Antikörper produzieren. Die Zellklone können eingefroren
werden.
- Bei Bedarf kann ein Zellklon aufgetaut und in eine Nährlösung eingebracht werden.
Daraufhin wird die Produktion der monoklonalen Antikörper angeregt. Ein Zellklon kann
aber auch in den Körper eines Tieres eingebracht werden, der dann ebenfalls die
spezifischen monoklonalen Antikörper produziert.
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Die monoklonalen Antikörper werden humanisiert.
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Auf diese Weise ist es möglich, monoklonalen Antikörper unbegrenzt zu
reproduzieren. Leider enthalten diese monoklonalen Antikörper immer noch
"Mausbestandteile", die dazu führen, dass das menschliche Immunsystem sie als
"fremdartig" abstößt. Deshalb ist ein weiterer Schritt erforderlich: Mit Hilfe
molekularbiologischer Verfahren werden die konstanten "Mausbestandteile" aus dem
Bau des monoklonalen Antikörpers entfernt und durch baugleiche konstante Teile
menschlicher Antikörper ersetzt. Diese konstanten Teile spielen für die spezielle
Wirkung des monoklonalen Antikörpers keine Rolle. Deshalb können sie ausgetauscht
werden. Der jetzt entstandene monoklonale Antikörper wird als "humanisierter
monoklonaler Antikörper" bezeichnet und wird vom Immunsystem des Menschen nicht mehr
abgestoßen. |
Sehr gute Verträglichkeit.
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Gegenüber herkömmlichen Medikamenten haben humanisierte monoklonale
Antikörper den Vorteil, dass sie zielgerichtet und selektiv auf einen Krankheitsprozess
einwirken. Deshalb ist das Spektrum der Nebenwirkungen in der Regel sehr viel geringer.
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