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Therapeutische Antikörper

Haifisch-Antikörper inspirieren Optimierung menschlicher Antikörper

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Die genauere Betrachtung der Struktur dieses Proteins zeigte, dass sich die für Antikörper typische Ig-Faltung offenbar schon vor mehr als 500 Millionen Jahren entwickelt hat, da sie auch beim Haifisch schon zu finden ist. Auch den Grund für die hohe Stabilität der Haifisch-Antikörper konnten die Forscher aufklären: Sie resultiert aus einer zusätzlichen Salzbrücke zwischen strukturell wichtigen Aminosäureketten sowie einem besonders großen unpolaren Kern der Ig-Faltung im Hai-Antikörper.

Stabilere Antikörper für den medizinischen und therapeutischen Einsatz

Den Forschern gelang es, beide Stabilisierungsprinzipen in menschliche Antikörper einzubauen. Tatsächlich führte die Kombination beider Prinzipien zu deutlich stabileren menschlichen Antikörperfragmenten. Ihr Schmelzpunkt lag zehn Grad höher als der des ursprünglichen Moleküls.

Auch in Säugetierzellen, in denen therapeutische Antikörper normalerweise produziert werden, zeigte die höhere Stabilität positive Effekte: Die veränderten Antikörper wurden in deutlich größerer Menge produziert. In naher Zukunft, so hoffen die Forscher, werden diese Erkenntnisse dazu beitragen, verbesserte therapeutische und diagnostische Antikörper aufbauen zu können. Sie sollten sich einfacher herstellen und besser lagern lassen sowie im menschlichen Organismus länger aktiv bleiben um ihr ganzes therapeutisches Potential entfalten zu können.

Die Arbeiten wurden unterstützt mit Mitteln des National Institutes of Health (NIH), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), des Exzellenzclusters Center for Integrated Protein Science Munich (CIPSM), der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, des St. Jude Children’s Research Hospital, der Peter und Traudl Engelhorn Stiftung, der Studienstiftung des Deutschen Volkes, der European Molecular Biology Organization (EMBO), des Swedish Research Council sowie des Boehringer Ingelheim Fonds. NMR-Messungen wurden am Bayerischen NMR Zentrum (BNMRZ) durchgeführt. Röntgenstrukturdaten wurden an der Synchrotron-Strahlungsquelle des Paul Scherrer Instituts (Villigen, Schweiz) ermittelt.

Originalpublikation: The structural analysis of shark IgNAR antibodies reveals evolutionary principles of immunoglobulins. Matthias J. Feige, Melissa A. Graewert, Moritz Marcinowski, Janosch Hennig, Julia Behnke, David Ausländerb, Eva M. Herold, Jirka Peschek, Caitlin D. Castro, Martin Flajnik, Linda M. Hendershot, Michael Sattler, Michael Groll, and Johannes Buchner; PNAS, Early Edition, http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1321502111 (Voraussichtlich online ab 15.05.2014)

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