Биологи создали две линии коз, которые выделяют противораковые антитела цетуксимаб с молоком. Трансгенные козы помогут снизить стоимость производства препарата и увеличить производительность. Кроме того, выделенный из молока цетуксимаб обладает преимуществами перед коммерческим препаратом, который используют сейчас: он эффективнее запускает цитотоксический ответ и не несет иммуногенный эпитоп. Препринт статьи доступен на портале bioRxiv.
Моноклональные антитела используют в качестве лекарств при ряде заболеваний, в том числе различных видах рака. Производство антител основано на клеточных культурах млекопитающих — в таких условиях рекомбинантные белки правильно гликозилируются, что зачастую необходимо для их работы. Однако клеточные культуры являются дорогостоящим и малопродуктивным способом производства.
В качестве альтернативы клеточным культурам используют трансгенных молочных животных — вместе с молоком они вырабатывают необходимые белки. Такой подход значительно дешевле и позволяет добывать рекомбинантные вещества в больших объемах. С молоком коз уже получают человеческий антитромбин, а кроликов — ингибитор С1-эстеразы и фактор свертывания крови VII.
Ученые из Новой Зеландии, США и Франции под руководством Гётца Лайбле (Götz Laible) из Исследовательского центра в Руакура создали трансгенных коз, в молоке которых выделялся цетуксимаб — моноклональные антитела к рецептору эпидермального фактора роста, которые применяют для лечения колоректального рака, а также рака головы и шеи.
В эмбриональные фибробласты коз внедряли генетические конструкты, которые кодировали две цепи цетуксимаба (тяжелую и короткую). Ядра девяти клеточных линий, которые успешно производили антитела, перенесли в яйцеклетки коз (такую же процедуру проводят при клонировании), из них вырастили козлят. Когда те подросли, у них гормонально стимулировали выделение молока, в нем анализировали количество легких и тяжелых цепей цетуксимаба.
Из девяти линий трансгенных коз только две производили достаточное количество молока на протяжении 30 дней гормональной стимуляции. В молоке коз этих линий подтвердили активную экспрессию обеих цепей цетуксимаба, из 100 миллилитров молока одной из коз удалось выделить 850 миллиграмм чистых антител. Потомки первого, второго и третьего поколений коз несли такое же число копий трансгенных аллелей, как и основатели линий, и выделяли антитела с молоком.
Выделенный из молока цетуксимаб протестировали на линии клеток рака груди человека, которые экспрессируют мишень препарата — рецепторы эпидермального фактора роста. Антитела из молока связывались с рецептором не хуже, чем коммерческий препарат «Эрбитукс», который произвели клеточные культуры. Более того, цетуксимаб, произведенный козами, лучше эрбитукса взаимодействовал с рецептором CD16 (он играет ключевую роль в опосредованной антителами цитотоксичности), а значит может лучше противостоять раковым клеткам. Причиной высокой эффективности связывания, считают ученые, стало другое гликозилирование белка в клетках коз.
Анализ гликозилирования показал, что на цетуксимабе из молока нет эпитопа α-Gal, который есть в эрбитуксе и запускает побочные иммунные реакции. Это может стать еще одним преимуществом антител, произведенных козами, но необходимо провести дополнительное исследование для подробного сравнения свойств двух препаратов.