Рэм Петров - Я или не я

Продуцирующим звеном в течение десятилетий использовался живой организм — кролики, лошади, здоровые люди (доноры). Их иммунизировали, затем брали кровь, из крови выделяли сыворотку, а из нее антитела. Главный недостаток не только в том, что требуются большие фермы животных и отряды доноров, но и в том, что производимые целостным организмом антитела не полностью идентичны друг другу, не моноклональны, как говорят иммунологи.

Это технологическое звено в самое последнее время революционизировано благодаря разработке упомянутых выше гибридом — клеточных линий, которые вырабатывают антитела и важные медиаторы иммунитета вне организма — в пробирках, флаконах или клеточных реакторах. При этом продуцируемые биопродукты моноклональны, а это значит — стандартны и воспроизводимы.

Звено выхода биотехнологической цепочки характеризуется разработкой поразительно чувствительных иммунохимических методов обнаружения биоорганических соединений с помощью антител, а также использования антител для очистки искомого вещества посредством иммунной сорбции, то есть захвата нужного вещества антителами. В главе "Молекулярные курьеры иммунитета" говорилось об интерфероне — противовирусном агенте, вырабатываемом в организме и в культуре клеток. Так вот, однократное пропускание культуральной жидкости, содержащей интерферон, через колонку с антиинтерфероновыми антителами обеспечивает выход интерферона, за один этап в 5 тысяч раз более очищенного от примесей клеточного и культурального происхождения.

Чтобы химическими методами отличить свиной инсулин от бычьего, необходимо иметь оба препарата в чистом виде, в достаточном количестве, провести определение аминокислотной последовательности полипептидной цепи и установить, что 8-й остаток треонина замещен у быка аланином. Легко представить себе сложность подобного анализа, его длительность и необходимость высококвалифицированных работников для его проведения. С помощью антител идентификация и количественное определение этих веществ производятся лаборантом в течение нескольких минут с высочайшей чувствительностью. При этом не нужно иметь очищенные препараты; они могут быть смешаны и находиться в составе сложнейших многокомпонентных систем, например, в сыворотке крови, в культуральной жидкости, в которой выращивались микроорганизмы, или в составе смеси на выходе сложных биохимических реакций.

Например, иммуноэлектрофоретический анализ белков крови человека одномоментно, качественно и количественно идентифицирует до 30 белков: альбумин, гликопротеин, липопротеины, трансферрин и т. д. Идентификация всех этих белковых соединений и их индивидуальных вариантов неиммунологическими способами невозможна, так же как невозможно без антител определить группы крови человека, подобрать донора для пересадки органов, определить количество того или иного гормона в крови, выявить одиночную искомую клетку и т. д.

Иммунная биотехнология способна обеспечить производство реагентов, необходимых не только для самой иммунологии и медицины, но и для всех научных или прикладных отраслей, в которых требуется индикация любых биоорганических субстанций, вирусов, бактерий, клеток и т. д. Точность и чувствительность иммунологических методов не имеют себе равных.

Реагенты высшей точности

Вот почему иммунная биотехнология необходима не только медицине, но и микробиологии, вирусологии, молекулярной биологии, биоорганической химии, она необходима производству гормонов, белков, ферментов, токсинов, вакцин, при разработке индикаторных методов выявления одиночных микроорганизмов, клеток или одиночных клонов микроорганизмов и клеток, что совершенно необходимо в генной инженерии и во многих отраслях микробиологической, пищевой и лекарственной промышленности.

Иммунная биотехнология добилась того, что пользоваться антителами-реагентами стало очень удобно и просто. Выпускаются кассеты с гелями (подобие студня), содержащими определенные антитела. Достаточно нанести каплю исследуемой жидкости на гель, чтобы появились кольца так называемой преципитации (реакции осаждения комплекса антигена с антителом), если в жидкости содержится искомый антиген. По диаметру кольца можно определить концентрацию антигена. Выпускаются приборы, которые автоматически регистрируют преципитацию антиген-антитело в токе жидкости, проходящей по капиллярным трубкам прибора. Прибор определяет миллиграммовые количества антигенов. В наиболее чувствительных и тонких методах исследования используются меченые антитела и антигены.

В 1955 году американский иммунолог Альберт Куне присоединил к антителам светящийся краситель. Приготовленные таким образом флуоресцирующие (светящиеся) антитела сделали видимыми места расположения интересующих его субстанций в клетках. Так, в частности, были обнаружены клетки, синтезирующие иммуноглобулины и клеточные структуры иммуноглобулиновой природы.

Методом флуоресцирующих антител разыскивается среди тысяч других бактерий и устанавливается "личность" микроорганизма-одиночки без предварительного посева его на питательную среду, а прямо в мазках. И не нужны для этого меченые антитела против всех искомых бактерий. Требуется лишь панель обычных кроличьих антител против интересующего нас микроба и одна меченная флуоресцином антисыворотка — против кроличьих иммуноглобулинов класса IgG. Она окрасит только те бактерии, к которым присоединились специфические кроличьи антитела.

Производственные лаборатории иммунобиотехнологического профиля выпускают наборы-укладки (КИТы), содержащие все необходимое, чтобы быстро исследовать любые смеси и субстраты и выявить в них искомый антиген. Скажем, яд колбасного отравления — ботулинический токсин (БТ).

В ячейках пластиковых панелей, имеющихся в КИТе, определенным образом фиксированы анти-БТ-антитела. В эти ячейки на несколько минут наливают жидкости, исследуемые на ботулин. Если в какую-то из ячеек попадает яд, он присоединится к антителам. После этого в ячейки приливают анти-БТ-антисыворотку, меченную ферментом. Чаще всего для метки используется фермент пероксидаза. В тех лунках, где присоединение ботулина произошло, меченные пероксидазой антитела подсоединяются к ранее сформированному комплексу. Если добавить к нему перекись водорода и хромоген (красящее вещество), то перекись водорода под воздействием пероксидазы разложится, хромоген изменит окраску.