Monoklonale Antikörper

Monoklonale Antikörper sind Proteine, die Antigene spezifisch erkennen und binden. Sie werden von einer Zelllinie produziert, die auf einen einzigen B-Lymphozyten zurückgeht und richten sich gegen ein bestimmtes, einzelnes Epitop.

Herstellung

Monoklonaler Antikörper

Antikörper werden von Plasmazellen gebildet, die aus B-Lymphozyten durch Proliferation und Differenzierung nach einem Antigenkontakt entstehen. Die Antikörperbildung wird durch die Bindung des entsprechenden Antigens an den Antigenrezeptor des B-Lymphozyten stimuliert. Die Antigenbindung löst ein transmembranäres Signal zur Proliferation und terminalen Differenzierung der B-Zellen aus. Nach einer größeren Zahl von Zellteilungen sind zahlreiche Plasmazellen mit identischer DNA-Sequenz für die Antikörperbildung entstanden. Alle Zellen eines solchen Klons bilden demnach die gleichen Antikörper.

Normalerweise tragen Antigene mehrere Determinanten, deshalb werden physiologisch gleichzeitig zahlreiche verschiedene Antikörper (polyklonale Antikörper) gegen dasselbe Antigen gebildet. Dabei produziert jeweils ein Klon von Plasmazellen jedoch nur einen spezifischen Antikörper, einen monoklonalen Antikörper. Zur technischen Gewinnung ausreichender Mengen solcher monoklonalen Antikörper kann die Fusionierung von B-Lymphozyten mit Tumorzellen benutzt werden. Dabei entstehen Zwitterzellen, sogenannte Hybridome, die von den B-Lymphozyten die Fähigkeit zur Produktion eines bestimmten Antikörpers und von den Tumorzellen die Fähigkeit zur unbegrenzten Teilung geerbt haben.

Das Prinzip der Herstellung monoklonaler Antikörper wurde 1972 von César Milstein und Georges Köhler entdeckt, zwei Forschern, die 1984 gemeinsam mit Niels Jerne den Nobelpreis für die Entwicklung der Hybridom-Technik erhielten.

Struktur

Antikörper, die auch als Immunglobuline bezeichnet werden, sind symmetrische Glykoproteine. Sie bestehen aus jeweils zwei identischen leichten (L=light chain) und schweren (H=heavy chain) Peptidketten, die durch Disulfidbrücken miteinander verbunden sind. Zwischen der L- und der H- Kette liegt die Antigenbindungsstelle. Diesen Molekülbereich nennt man auch Fab-Stück (Antigen-bindendes Fragment). Durch den symmetrischen Aufbau des Antikörpers verfügt er über zwei Bindungsstellen und wird deshalb auch als bivalent bezeichnet. Infolge der geringen Übereinstimmung der Aminosäuresequenzen dieser Molekülteile bei verschiedenen Antikörpern wird das Fab-Fragment auch als variable Region bezeichnet. Im Gegensatz dazu sind die Aminosäuresequenzen an den Enden der H-Ketten wesentlich konstanter, sie werden auch als Fc-Stück (c=constant) bezeichnet. Bei Immunglobulinen einer Klasse und Spezies ist die Aminosäuresequenz des Fc-Stücks identisch. Das Fc-Stück ist für die Komplementaktivierung verantwortlich. Es ist nicht zur Antigen-Bindung befähigt.

Einteilung

Monoklonale Antikörper werden nach dem Anteil menschlicher Aminosäuresequenzen unterschieden. Man unterscheidet

  • Murine Antikörper. Sie enthalten 100 % Mausantikörper. 
  • Chimäre Antikörper: sie besitzen konstante Domänen der Maus- oder Hamsterantikörper (ca. 33%) und humane Aminosäuresequenzen
  • Humanisierte Antikörper: Bei ihnen sind konstante Domänen und variable Regionen, die nicht an der Antigenbindung beteiligt sind, durch humane Sequenzen ersetzt. Sie enthalten noch ca. 10% Maus-Proteine
  • Humane Antikörper, die zu 100% menschliche Proteine enthalten.

Anwendung

Monoklonale Antikörper werden vielfältig eingesetzt.

Diagnostik

Diagnostische Verfahren, wie Radioimmunassays und Elisa in der Labormedizin beruhen auf der Verwendung von Antikörpern. In der Pathologie kommen Ber-EP4-Antikörper und Zytokeratin-Antikörper zum Einsatz.

In-vivo-Diagnostik

Einige monoklonale Antikörper werden auch in der In-vivo-Diagnostik eingesetzt, sie erkennen entweder Antigene, Epitope oder binden an tumorassoziierte Glykoproteine.

Therapie

Viele monoklonalen Antikörper werden zur Therapie von Erkrankungen verwandt. Sie können sehr spezifisch an bestimmte Moleküle, wie beispielsweise Rezeptoren binden und diese blockieren. Therapeutisch genutzte monoklonale Antikörper nennt man auch Biologika.

Forschung

Da monoklonale Antikörper mit einer hohen Spezifität an eine Vielzahl von Molekülen binden können, werden sie auch in der Forschung eingesetzt.

Nomenklatur

Die therapeutisch eingesetzten monoklonalen Antikörper werden nach einer internationalen Terminologie eingeteilt. Die einzelnen Silben bezeichnen das Ziel des Antikörpers, die Species, der sie entstammen. Sie beginnen mit einem variablen Präfix und enden alle mit dem Suffix –mab.

Präfix Ziel-Infix Herkunfts-FixSuffix
variabel -o(s)-: Knochen -u-: human -mab
 -vi(r)-: Viren -o-: Maus  
 -ba(c)-: Bakterien -a-: Ratte  
 -li(m)-: Immunsystem -e-: Hamster  
 -le(s)-: Infektiöse Läsionen -i-: Primat  
 -ci(r)-: Kardiovaskuläres System -xi-: Chimär (z. B. Maus-Mensch oder Hamster-Mensch)  
 -mu(l)-: Muskuloskelettales System -zu-: Humanisiert  
 -ki(n)-: Interleukin -axo-: Hybrid (Ratte-Maus)  
 -co(l)-: Kolon-Tumor   
 -me(l)-: Melanom   
 -ma(r)-: Mamma-Tumor   
 -go(t)-: Hoden-Tumor   
 -go(v)-: Ovarial-Tumor   
 -pr(o)-: Prostata-Tumor   
 -tu(m)-: Tumor (allgemein)   
 -neu(r)-: Nervensystem   
 -tox(a)-: Toxin   
 -fu(ng)-: Pilze   

Beispiele:

Ada-lim-u-mab: Humaner immunotroper Antikörper

Ri-tu-xi-mab: Chimärer Antikörper zur Tumorbehandlung

Wirkstoffliste

Hinweise

Informationen zu der Anwendung, Wirkung, den Nebenwirkungen, Kontraindikationen und Gegenanzeigen einzelner Wirkstoffe finden Sie bei den einzelnen monoklonalen Antikörpern.

Autor: Ellen Reifferscheid (Apothekerin)

Stand: 19.02.2019

Quelle:

Steinhilber, Schubert, Zsilavecz, Roth "Medizinische Chemie", 2. Auflage 2010

AkDÄ "Arzneiverordnungen", 22. Auflage 2009

Schwabe, Paffrath, Ludwig, Klauber "Arzneiverordnungsreport 2018"

Mutschler, Geisslinger, Kroemer, Menzel, Ruth "Mutschler Arzneimittelwirkungen", 10 Auflage 2013

Liste aller monoklonaler Antikörper, PEI, abgerufen am 19.02.2019

 

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