Растительная клетка как фабрика антител
Проект сотрудников НИИ физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского Татьяны Комаровой и Екатерины Шешуковой имеет отношение к одному из самых многообещающих направлений в онкологии — противораковой иммунотерапии. Технология, разработанная российскими исследователями и удостоенная премии Правительства Москвы, даёт возможность получить дешёвые и эффективные антитела против раковых клеток. Однако название проекта — «Фундаментальные и биотехнологические аспекты взаимодействия растения и патогена» — может вызвать вопрос: при чём тут рак и иммунотерапия?
Антителами называют специальные иммунные белки, которые помогают избавиться от инфекции. Смысл работы антител в том, чтобы безошибочно узнать чужеродную молекулу (она может быть или бактериальным токсином, или белком, формирующим оболочку вируса, или чем-то ещё). Связанные с антителами «нехорошие» молекулы и их владельцы — патогены обезвреживаются и уничтожаются иммунными клетками.
Иммунитет в привычном нам виде — со специальными органами, с огромным числом разных клеток и белков — считается характерной чертой животных, да и то не всех, а преимущественно позвоночных (хотя некоторые элементы иммунной системы можно обнаружить и у беспозвоночных). Тем не менее существуют и растительные антитела, у них есть даже специальное название на английском: «plantibody» — «plant», растение + «antibody», антитело. Однако это не собственные антитела растений — в работе доктора биологических наук Т. Комаровой и её коллег речь идёт о животных белках-иммуноглобулинах, гены которых вводят в растительный организм.
Зачем это понадобилось? Не будет преувеличением сказать, что без разнообразных методов, основанных на использовании антител, современные биотехнология и медицина были бы как без рук. Иммуноглобулины используются повсеместно, начиная с очистки нужных молекул от сопутствующего «мусора» до диагностики: если нужно обнаружить какого-нибудь паразита в биологическом образце, то с помощью высокоспецифичных и прочно связывающихся с паразитом антител можно определить даже ничтожное его количество. Иммуноглобулины «под заказ» позволяют выполнять довольно тонкие исследования в фундаментальной науке, они нашли также широчайшее применение в медицине: в частности, антитела против белков раковых клеток могут тормозить рост опухоли.
Но где взять антитела? Очевидный ответ — от иммунизированных животных: исследователи вводят крысе, или козе, или кролику какой-нибудь антиген (например, бактериальный белок), а потом извлекают из крови животного нужные иммуноглобулины. Однако иммунитет в ответ на антиген вырабатывает множество разновидностей антител, и нужную разновидность с требуемыми характеристиками приходится отделять от других. Существует ещё технология моноклональных антител, когда получают клон иммунных клеток, синтезирующих только один вариант иммуноглобулинов. Такой метод сам по себе тоже непрост, достаточно сказать, что он основан на слиянии двух клеток в одну: В-лимфоцит, несущий информацию о нужном антителе, объединяется с раковой миеломной клеткой. В результате гибрид получает от миеломы способность бесконечно делиться и одновременно производить антитела. Но если необходимо получить много антител — скажем, для клинического лечения, — то их производство по гибридомной технологии займёт довольно много времени.
