Anticuerpo monoclonal

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Anticuerpo monoclonal

Un anticuerpo monoclonal es un anticuerpo homog√©neo producido por una c√©lula h√≠brida producto de la fusi√≥n de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y √ļnica c√©lula madre y una c√©lula plasm√°tica tumoral.

Los anticuerpos monoclonales (en acr√≥nimo Mab, de la frase en ingl√©s con ind√©ntico significado que en espa√Īol: monoclonal antibody), son anticuerpos id√©nticos porque son producidos por un solo tipo de c√©lula del sistema inmune, es decir, todos los clones proceden de una sola c√©lula madre. Es posible producir anticuerpos monoclonales que se unan espec√≠ficamente con cualquier mol√©cula con car√°cter antig√©nico. Este fen√≥meno es de gran utilidad en bioqu√≠mica, biolog√≠a molecular y medicina.

Contenido

Producción de anticuerpos monoclonales

Si una sustancia extra√Īa (ant√≠geno) se inyecta en el cuerpo de un rat√≥n o un humano, alguna de las c√©lulas B de su sistema inmune se transformar√°n en c√©lulas plasm√°ticas y empezar√°n a producir anticuerpos que se unir√°n a ese ant√≠geno. Cada c√©lula B produce un solo tipo de anticuerpo, pero diferentes linfocitos B producir√°n anticuerpos estructuralmente diferentes que se unen a distintas partes del ant√≠geno. Esta mezcla fisiol√≥gica natural de anticuerpos es conocida como 'anticuerpos policlonales'.

Para producir anticuerpos monoclonales, primero se extraen c√©lulas B del bazo de un animal que ha sido expuesto al ant√≠geno. Estas c√©lulas B son fusionadas en presencia de PEG (polietilenglicol) con c√©lulas tumorales de mieloma m√ļltiple (un tipo de c√°ncer) que pueden crecer indefinidamente en cultivo celular. Esta fusi√≥n hace a las membranas celulares m√°s permeables. Estas c√©lulas fusionadas h√≠bridas, llamadas hibridomas pueden multiplicarse r√°pida e indefinidamente, puesto que son c√©lulas tumorales despu√©s de todo y pueden producir gran cantidad de anticuerpos. Los hibridomas son suficientemente diluidos y cultivados para obtener un n√ļmero diferente de determinadas colonias, las cuales producen s√≥lo un tipo de anticuerpo. Los anticuerpos de diferentes colonias son analizados para conocer su capacidad de unirse a un ant√≠geno determinado, por ejemplo con un tipo de test llamado ELISA, y para seleccionarse y aislarse de la manera m√°s efectiva.

El proceso de producci√≥n de anticuerpos monoclonales es complejo. Primero se disgrega el bazo del raton inmunizado, donde se acumulan los linfocitos B que tienen una escasa viabilidad en cultivo, y se fusionan con c√©lulas de mieloma deficientes en enzimas implicados en la s√≠ntesis del nuevo ADN como la timidina quinasa (TK) o la hipoxantina guanina fosforibosil transferasa (HGPRT). Los productos de la fusi√≥n celular (hibridomas) son cultivados en medio HAT (de hipoxantina, aminopterina y timidina) donde las c√©lulas miel√≥micas son eliminadas. Tan s√≥lo las c√©lulas producto de la fusi√≥n entre un linfocito y una c√©lula de mieloma son capaces de crecer en medio HAT. Las c√©lulas h√≠bridas obtenidas tras el proceso de fusi√≥n contienen un n√ļmero elevado de cromosomas (72 del mieloma y 40 del linfocito B) que en las sucesivas divisi√≥nes celulares se ir√°n perdiendo hasta oscilar entre los 70 y los 80 cromosomas. Como consecuencia de dicho proceso, algunas c√©lulas pierden la capacidad de secreci√≥n de anticuerpos o bien funciones b√°sicas para la viabilidad celular. Por ello tan pronto como se identifica como positivo un pocillo se somete a un proceso de clonaci√≥n para evitar el crecimiento de c√©lulas no productoras que al ser metab√≥licamente m√°s eficientes acabar√≠an por dominar el cultivo.

Los anticuerpos monoclonales pueden ser producidos en cultivos celulares o en animales. Cuando las células de un hibridoma son inyectadas en cultivos de tejidos como el peritoneo (cavidad peritoneal), produce tumores que sintetizan un fluido rico en anticuerpos llamado líquido ascítico.

Se conoce la tecnología necesaria para la producción de anticuerpos en ausencia de inmunización del animal. Es la denominada tecnología de los anticuerpos recombinantes. Los avances en la tecnología génica han facilitado en gran medida la manipulación genética, producción, identificación y conjugación de fragmentos de anticuerpos recombinantes, obteniéndose nuevos anticuerpos multivalentes y multiespecíficos.

Estas tecnologías han permitido desarrollar estrategias de screening de anticuerpos monoclonales fuera del cuerpo humano. Para ello es necesario disponer, en primer lugar de enormes librerías de genes de anticuerpos, habitualmente mediante amplificación PCR de cADN de linfocitos, o, alternativamente, mediante síntesis in vitro de genes usando cebadores randomizados ("randomized wobble"). El método de 'screening' de estas librerías debe tener una eficiencia comparable a la del sistema inmune, lo que se puede conseguir exponiendo en la superficie de microorganismos los anticuerpos producidos. Ejemplos de los microorganismos empleados son los fagos filamentosos como M13 o bacterias. Esta presentación en superficie permite establecer un enlace físico entre la función de unión al antígeno y el gen del anticuerpo, de forma que la afinidad al antígeno permite aislar el microorganismo portador del gen del anticuerpo de interés entre millones de otros. Una vez aislado el clon específico se amplifica para la producción del anticuerpo de interés por ejemplo en E. coli.

Descubrimiento de los anticuerpos monoclonales

Los investigadores Niels K. Jerne, Georges K√∂hler y Cesar Milstein, describieron la t√©cnica que permit√≠a el cultivo de hibridomas o c√©lulas h√≠bridas de linfocitos B con c√©lulas plasm√°ticas tumorales de mieloma m√ļltiple. Con esta fusi√≥n de dos c√©lulas, una programada para producir un anticuerpo espec√≠fico pero que no se multiplica indefinidamente (linfocito) y otra inmortal con gran capacidad de crecimiento pero que no produce inmunoglobulina (c√©lula de mieloma), se combina la informaci√≥n gen√©tica necesaria para la s√≠ntesis del anticuerpo deseado y una capacidad de s√≠ntesis proteica, permitiendo su multiplicaci√≥n indefinida tanto in vitro como in vivo. Por esta aportaci√≥n a la ciencia Jerne, K√∂lher y Milstein recibieron el premio Nobel de Medicina en 1984.

En el a√Īo 2010, los anticuerpos monoclonales han cumplido 30 a√Īos desde su invenci√≥n dejando de ser una curiosidad biol√≥gica para ser una forma de tratamiento y diagn√≥stico muy importante en diversas enfermedades. Existen m√°s de 17 anticuerpos monoclonales aprobados por la FDA, pero el n√ļmero de anticuerpos monoclonales en fase de ensayo cl√≠nico es elevado y representan un 30 por ciento de todos los compuestos en investigaci√≥n en el 2005. Muy importante para tratamientos de distintas enfermedades como artritis reumatoide, distintos canceres, enfermedad de Crohn...

Aplicaciones de los anticuerpos monoclonales

Una vez que se han producido anticuerpos monoclonales que se unen a determinadas sustancias, estos pueden ser usados para detectar la presencia y cantidad de esta sustancia, gracias a la prueba de Western blot, que detecta una sustancia en una solución o con una prueba de inmunofluorescencia, que detecta una sustancia en una célula entera. Los anticuerpos monoclonales también son usados para purificar una sustancia con técnicas llamadas inmunoprecipitación y cromatografía.

Los anticuerpos monoclonales muestran una serie de ventajas sobre los anticuerpos policlonales como:

  1. Mayor homogeneidad.
  2. Reproductibilidad de sus efectos, como consecuencia de su homogeneidad.
  3. Mayor capacidad potencial de seleccionar los mejores anticuerpos en afinidad, tipo de reconocimiento.

Los anticuerpos monoclonales se utilizan en muchos campos como:

  1. La investigación biomédica, como la identificación y clonación de genes, la identificación y aislamiento de proteínas, la activación de enzimas, conocimiento de la estructura molecular y morfogénesis.
  2. Diagnóstico: En medicina, gracias a la gran especificidad y capacidad prácticamente ilimitada de los anticuerpos monoclonales para reconocer cualquier estructura química, permite la detección de hormonas, vitaminas, citocinas; la monitorización de drogas, detección de enfermedades infecciosas en microbiología; la detección de alergenos en alergia, hematología, marcadores tumorales e infartos de miocardio, aplicaciones forenses, inmunoescintografía. En las ténicas diagnósticas se emplean diversas herramientas de biología molecular como ELISA, EIA, citometría, inmunohistoquímica, inmufluorescencia. Los anticuerpos monoclonales son unas de las sustancias más utilizadas en los laboratorios de diagnóstico.
  3. Cat√°lisis: Los anticuerpos monoclonales se han utilizado como catalizadores de m√ļltiples reacciones qu√≠micas.
  4. Biosensores: Los anticuerpos monoclonales acoplados a transductores electr√≥nicos pueden detectar tanto mol√©culas org√°nicas como inorg√°nicas como la contaminaci√≥n de metales pesados en alimentos y agua, detecci√≥n de gases t√≥xicos, etc. Un biosensor es un instrumento anal√≠tico formado por un material biol√≥gico inmovilizado como una enzima, anticuerpo, c√©lula entera, org√°nulo o combinaciones de los mismos, en √≠ntimo contacto con un sistema transductor adecuado que convierta la se√Īal bioqu√≠mica en una se√Īal el√©ctrica cuantificable.
  5. Tratamiento: Las aplicaciones terapéuticas constituyen el campo más importante de los anticuerpos monoclonales, ya que son capaces de erradicar ciertas infecciones y destruir células, incluidas las tumorales, mediante distintos mecanismos. Por esta razón, son excelentes sustancias para el tratamiento de enfermedades infecciosas, enfermedades autoinmunes, el cáncer o en trasplantes para evitar el rechazo. Existen varios anticuerpos monoclonales aprobados para su uso en determinadas enfermedades.

Anticuerpos monoclonales quiméricos y humanizados

Los anticuerpos monoclonales de rat√≥n o murinos, pese a ser perfectamente v√°lidos para todos los usos terap√©uticos, no son √ļtiles para su empleo en seres humanos, especialmente en terapias que requieran tratamientos prolongados, ya que el sistema inmune los identifica como cuerpos extra√Īos y reacciona para destruirlos, por lo que su eficacia terap√©utica se ve claramente disminuida. Adem√°s pueden presentar posibles efectos secundarios como nefrotoxicidad, reacciones anafil√°cticas, etc. Por ello se deber√≠a obtener anticuerpos monoclonales humanos.

Se han desarrollado diferentes técnicas para ofrecer soluciones a la inicial imposibilidad de obtener anticuerpos monoclonales enteramente humanos, entre las que destacan la transformación de linfocitos B humanos en cultivo mediante el virus de Epstein-Barr, la utilización de ratones con inmunodeficiencia severa combinada, el uso de ratones transgénicos, o técnicas de ADN recombinante. Todas estas técnicas han presentado distintos inconvenientes que han imposibilitado el desarrollo final de los anticuerpos monoclonales humanos.

Sin embargo, se ha obtenido una segunda generaci√≥n de anticuerpos monoclonales, basada en la humanizaci√≥n de los anticuerpos monoclonales de rat√≥n mediante ingenier√≠a gen√©tica, evitando as√≠ el rechazo del sistema inmune al ser introducidos en el organismo. Son los llamados anticuerpos quim√©ricos. Un anticuerpo quim√©rico es creado de tal manera que incorpora parte animal y parte humana. La parte animal o hipervariable (un 30%) es indispensable para que el anticuerpo reconozca la sustancia extra√Īa (ant√≠geno) y la parte humana (un 70%) es responsable de que el sistema inmunitario pueda contribuir a a√Īadir efectividad a su acci√≥n. De este modo es posible modificar los anticuerpos monoclonales, casi de manera infinita para dotarlos de propiedades efectoras y de reconocimiento diferentes a las originales y minimizar la posibilidad de generar respuesta inmune frente al propio anticuerpo terap√©utico.

Un anticuerpo monoclonal humanizado significa que contiene un 90% de material humano, lo que reduce la inmunogenicidad de los anticuerpos, es decir, el rechazo del sistema inmunitario. La humanización es una técnica que se basa en la estructura terciaria del sitio de combinación con el antígeno, el paratopo, donde existen unas regiones responsables de la unión al antígeno mientras que otras zonas sólo sirven de soporte estructural al paratopo. Por lo tanto las regiones estructurales se obtienen de un anticuerpo humano mientras que las regiones responsables de la unión al antígeno proceden del anticuerpo del ratón.

Anticuerpos monoclonales aprobados para uso terapéutico

Cada vez son más los anticuerpos monoclonales que tienen utilidad terapéutica en muchas enfermedades como el cáncer, el rechazo de trasplantes de órganos, enfermedades autoinmunes y alérgicas.

Anticuerpos monoclonales usados en la clínica
Anticuerpo monoclonal Antígeno Mecanismo de acción Indicaciones
Abciximab Glicoproteína Gpllb/llla Inhibe la agregación plaquetaria Antitrombótico en intervenciones coronarias y angioplásticas
Adalimumab TNF-alfa Inhibe el efecto proinflamatorio de TNF-alfa Enfermedad de Crohn, Artritis reumatoide, Espondilitis anquilopoyética
Alemtuzumab CD52 ADCC( Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity), CDC Leucemia linfoide crónica B
Basiliximab CD25 Inhibe la activaci√≥n de linfocitos T mediada por CD25 Prevenci√≥n del rechazo agudo en trasplante de ri√Ī√≥n.
Bevacizumab VEGF Inhibe el efecto proangiogénico del VEGF Cáncer colorrectal
Cetuximab EGFR Bloquea la unión de EGF a su receptor en las células tumorales y su proliferación ADCC, CDC Cáncer colorrectal
Daclizumab CD25 Inbibe la activaci√≥n de linfocitos T mediada por CD25 Prevenci√≥n del rechazo agudo en trasplante de ri√Ī√≥n
Denosumab RANKL Inhibición de los osteoclastos Osteoporosis en mujeres posmenopausicas con alto riesgo de fracturas
Edrecolomab EpCAM, ADCC, CDC Inhibe receptores de factores de crecimiento C√°ncer colorrectal
Efalizumab CD11a Inhibe la adhesión de linfocitos T al endotelio y su activación Psoriasis
Getuzumab CD33 Efecto citot√≥xico por da√Īo al ADN y apoptosis Leucemia mieloide aguda
Ibritumomab CD20 Radioterapia, ADCC, CDC, apoptosis Linfoma no Hodgkin
Infliximab TNF-alfa Inhibe el efecto proinflamatorio de TNF-alfa Enfermedad de Crohn, Artritis reumatoide, Espondilitis anquilopoyética
Muromomab CD3 Inmunosupresor; anergia y apoptosis de linfocitos T tras su activación Tratamiento del rechazo agudo en trasplante
Ofatumumab CD20 Produce apoptosis Leucemia linf√°tica cr√≥nica, Linfoma no Hodgkin folicular, , artritis reumatoide y esclerosis m√ļltiple
Omalizumab IgE Disminuye los niveles de IgE en circulación, bloquea la unión a sus receptores Asma de origen alérgico
Palivizumab VSR prote√≠na F Inmunoterapia pasiva Profilaxis enfermedad virus sincitial respiratorio en ni√Īos
Ranibizumab VEGF Inhibe el efecto proangiogénico del VEGF Degeneración macular asociada a la edad de tipo exudativo
Rituximab CD20, ADCC, CDC Produce apoptosis Linfoma no Hodgkin, Leucemia linfática crónica
Tositumomab CD20 Radioterapia, ADCC, CDC, muerte dependiente de lisosomas y adhesión homotípica, no apoptótica ni autofágica Linfoma no Hodgkin
Trastuzumab ErbB2/neu Inhibe la proliferación de células tumorales mediada por ErbB2 y ADCC Cáncer de mama metastásico

Anticuerpos monoclonales y c√°ncer

Efectos Adversos de los Anticuerpos monoclonales


Wikimedia foundation. 2010.

Mira otros diccionarios:

  • anticuerpo monoclonal ‚ÄĒ m. inmun. Anticuerpo obtenido artificialmente a partir de una l√≠nea de cultivo espec√≠fica que permite localizar sustancias distintas, generalmente asociadas a procesos cancerosos. En la actualidad se utilizan los anticuerpos monoclonales para… ‚Ķ   Diccionario m√©dico

  • Anticuerpo monoclonal ‚ÄĒ Un anticuerpo monoclonal es un anticuerpo homog√©neo producido por un clon de linfocitos B descendiente de una sola y √ļnica c√©lula madre y no detectado generalmente m√°s que como determinante antig√©nico. Los anticuerpos monoclonales (Mab, del… ‚Ķ   Enciclopedia Universal

  • anticuerpo ‚ÄĒ m. Biol. y Med. Sustancia producida en el organismo animal por la presencia de un ant√≠geno, contra cuya acci√≥n reacciona espec√≠ficamente. anticuerpo monoclonal. m. Biol. y Med. anticuerpo espec√≠fico frente a un √ļnico ant√≠geno ‚Ķ   Diccionario de la lengua espa√Īola

  • monoclonal ‚ÄĒ monoclonal. (De mono , clon2 y al). ‚Ė° V. anticuerpo monoclonal ‚Ķ   Enciclopedia Universal

  • monoclonal ‚ÄĒ (De mono , clon2 y al). ‚ėõ V. anticuerpo monoclonal ‚Ķ   Diccionario de la lengua espa√Īola

  • Anticuerpo ‚ÄĒ Mol√©cula de inmunoglobulina con su t√≠pica forma de Y. En azul se observan las cadenas pesadas con cuatro dominios Ig, mientras que en verde se muestran las ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • Anticuerpo ‚ÄĒ ‚Ėļ sustantivo masculino BIOLOG√ćA Sustancia existente en el organismo animal o producida en √©l por la introducci√≥n de un ant√≠geno, contra cuya acci√≥n reacciona de manera espec√≠fica: ‚Ė† en el segundo an√°lisis detect√≥ los anticuerpos. * * * anticuerpo ‚Ķ   Enciclopedia Universal

  • anticuerpo ‚ÄĒ {{ÔľÉ}}{{LM A02641}}{{„Äď}} {{ÔľĽ}}anticuerpo{{ÔľĹ}} ‚ÄĻan¬∑ti¬∑cuer¬∑po‚Äļ {{„Ää}}‚Ėć s.m.{{„Äč}} {{Ôľú}}1{{Ôľě}} {{‚ôā}}En un organismo animal,{{‚ôÄ}} sustancia que algunas c√©lulas elaboran como reacci√≥n ante un ant√≠geno o sustancia capaz de activar el sistema inmunitario ‚Ķ   Diccionario de uso del espa√Īol actual con sin√≥nimos y ant√≥nimos

  • monoclonal ‚ÄĒ {{ÔľÉ}}{{LM M43705}}{{„Äď}} {{ÔľĽ}}monoclonal{{ÔľĹ}} ‚ÄĻmo¬∑no¬∑clo¬∑nal‚Äļ {{„Ää}}‚Ėć adj.inv.{{„Äč}} ‚Üí {{‚ÜĎ}}anticuerpo monoclonal{{‚Üď}} ‚Ķ   Diccionario de uso del espa√Īol actual con sin√≥nimos y ant√≥nimos

  • AcMo ‚ÄĒ Anticuerpo monoclonal ‚Ķ   Diccionario de siglas m√©dicas y otras abreviaturas


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