Гуманизированные свинки
Созданы трансгенные мини-свиньи для исследования моноклональных антител
Елена Клещенко, PCR.news
Научная группа из Германии и Швейцарии при участии отдела исследований и разработок компании «Рош» создала гуманизированных минипигов для доклинических испытаний моноклональных антител (МКАТ). Пандемия COVID-19 познакомила всех с противовирусными МКАТ, которые распознают важные участки вирусных белков. МКАТ широко используются в терапии онкологических, аутоиммунных и неврологических заболеваний. Однако иммунная система пациента может вырабатывать антитела против терапевтического антитела, и это приводит к осложнениям, иногда опасным для жизни. Теоретически предсказать эти побочные эффекты и действие антилекарственных антител на эффективность препарата очень трудно, а испытания in vivo осложняются тем, что у животного дикого типа иммунную реакцию вызывает любой человеческий белок. Чтобы избежать этого, делают аналог антитела, специфичный для подопытного животного, или же создают трансгенных животных, которые экспрессируют иммуноглобулины человека и распознают их как «свои». У таких животных иммунный ответ на различные МКАТ должен быть аналогичен человеческому.
Несколько научных групп уже получили трансгенных мышей, которые экспрессируют наборы генов иммуноглобулинов человека. Такую работу проделали и авторы новой статьи в Nature Biomedical Engineering. Их мыши имеют собственные иммуноглобулины (и поэтому полностью иммунокомпетентны), но также у них экспрессируется мини-репертуар человеческих иммуноглобулинов G подкласса 1 (IgG1) — только секретируемая форма тяжелых цепей Ig-γ1 человека, а также легких цепей Ig-κ и Ig-λ. Эти цепи чаще всего используются в продукции терапевтических антител, и на таких мышах уже исследовали препараты МКАТ.
Однако данные, полученные на мелких грызунах, не всегда можно перенести на людей, кроме того, малый размер мыши затрудняет многие манипуляции, например введение препарата в стекловидное тело глаза. Доклинические испытания фармпрепаратов обязательно должны проводиться на одном виде, который не относится к отряду грызунов. До сих пор единственным вариантом были приматы. Лабораторные свиньи — прекрасная альтернатива: короткая беременность, многочисленное потомство, относительно невысокие требования к условиям содержания и при этом крупный размер и сходство анатомии и физиологии с человеческими. В преклинических исследованиях используются разные линии минипигов — Хэнфорд, Юкатан, Юкатан Микро, Синклер, Гёттинген; в РФ есть новосибирские мини-сибсы.
Авторы исследования взяли за основу минипигов Гёттинген. Они создали два вектора экспрессии, один с сегментами гена IGH, которые при реаранжировке дают последовательности, кодирующие разнообразные секреторные тяжелые цепи иммуноглобулинов IgG1, другой с сегментами гена IGK, соответственно, дающий легкие цепи Ig-κ. Эти генные элементы должны генерировать растворимые IgG человека, при этом не влияя на репертуар свиных антител (такое может произойти только при экспрессии мембраносвязанных иммуноглобулинов).
Векторами трансфицировали фибробласты почек, полученные от самцов минипигов; после ПЦР-скрининга на трансгенность отобранные ядра пересадили в яйцеклетки. Удалось получить восемь трансгенных поросят, четверо достигли половой зрелости, из них трое экспрессировали как тяжелую, так и легкую цепи IgG человека. Все потомки животных-основателей демонстрировали менделевское наследование трансгенгов, что указывает на встройку в один геномный локус, и стабильный уровень человеческого иммуноглобулина в сыворотке крови. Анализ матричной РНК подтвердил, что реаранжировка генных сегментов идет адекватно, а вариабельная последовательность содержит аминокислотные замены из-за соматических мутаций.
Авторы проверили, как трансгены повлияли на иммунную систему. Минипиги не страдали от повышенной инфекционной нагрузки, морфология селезенки, лимфоузлов и костного мозга не изменилась. Реакция на модельный антиген — гемоцианин лимфы улитки — оказалась нормальной.
Наконец, исследовали реакцию гуманизированных минипигов на прототипные препараты человеческих терапевтических антител — бевацизумаб и даратумумаб. Животным сделали семь инъекций и регулярно определяли антитела против антител в крови. Антитела против бевацизумаба были у свиней дикого типа, но не у гуманизированных. Антител против даратумумаба не появилось ни у тех, ни у других. По-видимому, оба эти препарата неиммуногенны для людей. Затем оценили иммуногенность терапевтических антител атезолизумаба или цергутузумаба, которые индуцируют антительные ответы у 39% и 70% пациентов соответственно; аналогичная разница в иммуногенности наблюдалась и у свиней.
Авторы считают трансгенных минипигов идеальной моделью для оценки безопасности терапевтических антител и прогнозирования возможных побочных эффектов.
Статья Flisikowska et al. A humanized minipig model for the toxicological testing of therapeutic recombinant antibodies опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru