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Monoklonale Antikörper

Die Biotechnologie ermöglicht die Produktion hochspezifischer Antikörper.

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.

 

Bei MedizInfo®Immunsystem finden Sie die Abwehrreaktionen genau beschrieben.

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.

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.

Polyklonale Antikörper reagieren flexibel.

 

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.

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.

 

Monoklonale Antikörper wirken spezifisch an einer Angriffsstelle.

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.

 

Die monoklonalen Antikörper werden humanisiert.

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.

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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