Jak vyrobit protilátky na míru?

Po desetiletích nadějí i velkých rozčarování, se z protilátek stávají léky pro boj s vážnými chorobami. Pomáhají při léčbě rakoviny, různých infekcích, astmatu, při tlumení potíží po transplantacích orgánů nebo při léčbě srdečních onemocnění.Po desetiletích nadějí i velkých rozčarování, se z  protilátek stávají léky pro boj s vážnými chorobami. Pomáhají při léčbě rakoviny, různých infekcích, astmatu, při tlumení potíží po transplantacích orgánů nebo při léčbě srdečních onemocnění.

Z nemocnice na svatbu
William Short bojoval s rakovinou mízních uzlin šest let a měl pocit, že svůj zápas prohrál. Lékaři mu postupně nasadili šest různých cytostatik, vyzkoušeli  ozařovaní i transplantaci kostní dřeně. Nic nepomohlo a  Shortův zdravotní stav se rychle zhoršoval. Nemocnému muži upoutanému na nemocniční lůžko se honily hlavou neradostné myšlenky: „Mladší dcera se bude vdávat. Kdo ji povede k oltáři? Starší dcera čeká dítě. Uvidím své vnouče?“
Z chmur vytrhli Shorta lékaři: „Pane Shorte, zkoušíme nový lék Zevalin. Podrobil byste se pokusné léčbě?“
„Podstoupím cokoli, doktore,“ odpověděl Short bez váhání.
Čtvrt roku po tomto rozhovoru vyprovodil William Short dceru ve svatebních šatech do kostela a za další tři měsíce si pochoval v náručí vnuka. Není vyléčen. Nádorové buňky v jeho těle stále ještě přežívají a mohou kdykoli znovu zaútočit. Přesto se Short těší z vyhlídek na další roky života uprostřed rodiny. Vděčí za ně Zevalinu. Ten byl od února roku 2002 ve Spojených státech zapsán na seznam povolených léčiv a  je jedním z početné rodiny nastupujících léků, jejichž základ tvoří protilátky. Zdá se, že se tak pomalu uskutečňují sny, které začali lékaři spřádat před více než stoletím.

Myší protilátky zklamaly
Protilátky odhalují v lidském těle to, co je nám cizí a co nás ohrožuje – od velkých cizorodých molekul přes rakovinné buňky až po viry a bakterie. Jako řízená střela najde protilátka svůj cíl a naváže se na něj. Cíl zasažený protilátkou k sobě láká „velkorážní zbraně“ imunitního systému, které ho definitivně zneškodní. Generace biologů marně doufaly, že se jim podaří v těle nemocného poštvat vybranou kohortu protilátek proti jinak nepřemožitelnému nepříteli –  nádoru nebo choroboplodným zárodkům.
Jasnější kontury získaly tyto vize v roce 1975, když imunologové Georges Köhler a César Milstein v cambridgeských laboratořích Medical Research Council vyvinuli postup, kterým bylo možné v laboratoři vyrobit prakticky neomezené množství myších protilátek proti přesně zvolenému cíli. V roce 1984 získali za převratný objev Nobelovu cenu, ale prestižní vědecké ocenění přebírali ve Stockholmu s vědomím, že léčebný potenciál protilátek zůstává z valné části nevyužit.
Pokusy, při kterých měla „biologická řízená střela“ myších protilátek vyhnat z lidského těla smrtícího vnitřního nepřátele, končily nezdarem. Pacientům se neulevilo. Naopak, selhávaly jim ledviny, trpěli otokem kloubů a vyrážkami. Někdy je vedlejší účinky léčby dokonce ohrožovaly na životě. Důvod byl prostý, imunitní obrana pacientů zareagovala na dodané myší protilátky jako  na nežádoucí vetřelce, zaútočila na ně a zničila je dříve než vůbec stačily naplnit svou spásnou misi. Boj těla s myší protilátkou pacientům jen přitížil.

Protilátka s radioaktivní náloží
Před vědci stál úkol vyrobit protilátky co nejvíce podobné těm, které produkuje lidský organismus. Byl to složitý úkol. Nejprve byly získány protilátky s „tělem“ tvořeným lidskou bílkovinou jen zčásti. Pak vědci omezili podíl myší bílkoviny na pouhý zlomek a v poslední době se daří vyrábět protilátky, které myší bílkovinu vůbec neobsahují.
Už v prvních etapách „polidštění“ myších protilátek ucítily svou šanci nové nastupující biotechnologické firmy i zavedení farmaceutičtí giganti. V roce 1994 byl povolen preparát ReoPro, určený k léčbě lidí náchylných k ucpávání cév (např. tepének vyživujících srdeční sval). Částečně „polidštěná“ myší protilátka se váže na přesně vybrané místo krevních destiček a zabrání jim vytvářet krevní sraženiny. V krvi se tak netvoří nebezpečné „cucky“, hrozící ucpat přítok krve k životně důležitým orgánům. Tržby za prodej  ReoPro šplhají každoročně nad hranici 400 milionů dolarů a to je suma, která funguje jako návnada pro další štiky v rybníce farmaceutického průmyslu. V současné době je schváleno asi tucet „protilátkových“ léků a další prodělávají závěrečné etapy ověřovacích testů.
Zevalin, který prodloužil život Williamu Shortovi, je zástupcem nové generace „protilátkových“ léků. S řízenou střelou nemá společnou jen schopnost vyhledat neomylně svůj cíl – tedy nádorové buňky mízních uzlin – ale i to, že nese smrtící nálož. Na molekulu protilátky je navázán atom radioaktivního ytria, jenž svým zářením ničí buňku, na kterou se protilátka nalepila. Protilátky mohou dopravovat k vybraným buňkám i toxiny nebo látky zvyšující citlivost zasažených buněk ke klasickým lékům.

Jak se vyrábějí protilátky „na míru“?

1) Myš dostane injekci látky, proti které mají být vytvořeny protilátky, a její imunitní obrana začne množit bílé krvinky, které vyrábějí protilátky proti podané látce.
2a) Ze sleziny myši je získána populace bílých krvinek, z nichž některé jsou producenty požadovaných protilátek. Ty je potřeba oddělit od „balastu“ zbývajících bílých krvinek.
2b) Z lidského nádoru kostní dřeně jsou odebrány nekonečně se množící bílé krvinky.
3) Bílá krvinky jsou donuceny splynout s buňkami lidského nádoru kostní dřeně. Vzniklí buněční „hybridi“ získají od myší bílé krvinky schopnost produkovat protilátky a od lidské nádorové buňky zase schopnost neomezeného nekonečného množení. Buňky, které vzájemně nesplynou, uhynou.
4) Od jednotlivých buněčných hybridů se vypěstuje v laboratoři početné „potomstvo“.
5) Protilátky vyráběné jednotlivými populacemi namnožených buněčných hybridů se prověří na schopnost vazby na látku použitou pro výchozí injekci myši.
6) Populace buněk, která nejlépe splňuje požadavky se může namnožit v tisícilitrových reakčních nádobách.

Zatím vede chemie
Navzdory nesporným úspěchům nemají protilátkové preparáty na růžích ustláno. Finančníci se při investicích do tohoto odvětví už  mnohokrát spálili a jsou krajně nedůvěřiví. Přitom  protilátky představují ve srovnání s klasickými „chemickými“ léky méně problematické „svěřence“. Jejich příprava pro první testy trvá rok či dva, zatímco vývoj chemického preparátu obvykle zabere pět let. Díky tomu vystačí vývoj nové protilátky s pouhými 2 miliony dolarů. Vývoj chemického preparátu spolkne v průměru desetkrát tolik. Protilátky mají také mnohem nižší „úmrtnost“ při ověřovacích testech.
„Narozdíl od chemických sloučenin nemají  prakticky nikdy toxické účinky,“ vysvětluje klady protilátek Donald Drakeman z americké firmy Medarex, která vyvíjí tento typ preparátů pro biotechnologický gigant Genentech. 
Investory odrazuje fakt, že farmaceutické firmy nemají v současné době pro produkci protilátek dostatečnou výrobní kapacitu. V roce 2010 bude připraveno asi 100 různých protilátkových léků, pro spuštění jejich výroby by se ale muselo postavit 25 nových provozů v úhrnné ceně 5 miliard dolarů. Tak vysoká investice by vyhnala výrobní cenu protilátek na tisíc dolarů za gram. Protilátky by pak mohly jen stěží konkurovat běžným lékům vyráběným chemickou syntézou s průměrnými náklady pět dolarů za gram.

Místo továrny stádo ovcí
Tyto okolnosti nutí biology i manažery k hledání nových, levnějších způsobů výroby protilátek. Mnohé biotechnologické firmy vidí budoucnost v geneticky modifikovaných zvířatech. Ovce, kozy nebo krávy s dědičnou informací obohacenou o lidské geny pro tvorbu protilátek by vylučovaly lidské protilátky do krevní plasmy nebo mléka a vystupovaly by v roli „živých bioreaktorů“.
„Přibudou vám problémy s čištěním protilátek od jiných bílkovin, ale zase si ušetříte starosti s kultivačními tanky o objemech desetitisíců litrů,“ shrnuje  plusy a mínusy „živých bioreaktorů“ Walter Newmann, prezident firmy Millennium Pharmaceuticals, která se na poli protilátkových preparátů silně angažuje.

Nechají se rostliny zahanbit?
Kalifornská firma Epicyte zas vsází na produkci lidských protilátek prostřednictvím geneticky modifikovaných rostlin. V laboratořích Epicyte se pracuje na  kukuřici tvořící protilátky využitelné k léčbě infekčních onemocnění trávícího nebo dýchacího traktu. Vyvíjí se tam i protilátky, které se vážou na lidské spermie a mohly by tedy posloužit jako antikoncepce.
„Protilátky jsou jasně na vzestupu,“ hodnotí situaci v této branži farmaceutického výzkumu analytik Franklin Berger pracující pro JP Morgan Securities. Všichni zúčastnění ale vědí, že podobné záchvaty euforie nad protilátkami už mnohokrát skončily trpkým vystřízlivěním.

Příklady „protilátkových“ preparátů

Název   Použití      
ReoPro potlačuje tvorbu krevních sraženin   
Rituxan léčba nádorů mízních uzlin    
Zenapax potlačení nežádoucích reakcí imunitní obrany 
  pacienta po transplantaci orgánu 
Synagis léčba infekce viru napadajícího dýchací trakt 
Remicade léčba revmatoidní artritidy    
Herceptin léčba rakoviny prsu     
MylotargX léčba leukémie     
ZevalinXX  léčba nádorů mízních uzlin    

X – na protilátku je navázán toxin calicheamicin, který ničí protilátkou zasažené buňky
XX – na protilátku je navázán radioaktivní izotop ytria 90, který ničí protilátkou zasažené buňky

Rubriky:  Medicína
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

První česká neuroprotéza slaví 30 let

První česká neuroprotéza slaví...

Na počátku medicínského objevu, který jen v České republice zachránil sluch...
Pozor! Závažnost mužské “rýmičky” je nyní vědecky potvrzena

Pozor! Závažnost mužské...

V našem okolí pravděpodobně neexistuje nikdo, kdo by neznal vtipy o mužském...
Vědci v Praze vylepšili možnosti superrozlišovací mikroskopie!

Vědci v Praze vylepšili možnosti...

Tým vědců z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR v Praze ve...
Dokáže lék pro alkoholiky porazit rakovinu?

Dokáže lék pro alkoholiky...

Mezinárodní vědecký tým včetně několika odborníků z České republiky odhalil v...
Genetika: Kdysi buržoazní pavěda, dnes zásadní pomocník medicíny

Genetika: Kdysi buržoazní pavěda,...

Lékařská genetika a genomika v posledních několika letech překročily řadu...
Brouk v hlavě? Parazit v mozku!

Brouk v hlavě? Parazit v mozku!

Většina živočišných druhů na naší planetě jsou paraziti. A také každý...
Záškodník ničící nádorové buňky

Záškodník ničící nádorové buňky

Vědci z 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy, Ústavu...
Američané provedli první pokus o změnu DNA v těle

Američané provedli první pokus o...

Vůbec poprvé byl přímo v lidském těle proveden pokus o úpravu DNA pacienta....
První digitální tableta dohlíží na léčbu

První digitální tableta dohlíží na...

Tableta obsahuje vedle léčivé látky také senzor. Ten po spolknutí tablety...
Nač máme apendix?

Nač máme apendix?

Má pověst zbytečného orgánu v těle. Že si to ale ani v nejmenším nezaslouží nyní...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Jak se slaví Vánoce ve světě?

Jak se slaví Vánoce ve světě?

Jak se stalo, že tento křesťanský svátek dodržujeme do dnešních časů? Jaké...
Pohani v Česku: Krvavé pohřební orgie na Býčí skále!

Pohani v Česku: Krvavé pohřební...

Na první pohled vypadá téměř obyčejně. Když se ale přiblížíte k jejímu vchodu, možná se...
VIDEO: Keifer Sutherland a jeho Bedna vod whisky

VIDEO: Keifer Sutherland a jeho...

Kiefer Sutherland (*1966) je sice hvězdou řady úspěšných...
Vlčí smečky: Jediná chvíle, kdy se Churchill opravdu bál

Vlčí smečky: Jediná chvíle, kdy...

„Nemůžeme snít o tom, že bychom britskou flotilu mohli porazit v bitvě. Naše jediná možnost spočívá...
Víte, jak funguje lidské srdce?

Víte, jak funguje lidské srdce?

V České republice jsou srdeční choroby nejčastější příčinou smrti a...
Neskutečné: Předběhli Kolumba i Řekové a Římané?

Neskutečné: Předběhli Kolumba i...

Existenci Ameriky si Evropané uvědomili až koncem 15. století. Přitom k jejím...
Pohřeb zaživa: Jakou máte šanci dostat se ven?

Pohřeb zaživa: Jakou máte šanci...

Probudíte se v naprosté tmě a tichu. Jak kolem sebe šmátráte, pochopíte, že...
VIDEO: Zbytky koncentráku z Schindlerova seznamu pokryl plevel!

VIDEO: Zbytky koncentráku z...

 V roce 1992 je polský filmový scénograf Allan Starski (*1943) postaven...
Chcete zbohatnout? Zajděte si o Vánocích pro poklad!

Chcete zbohatnout? Zajděte si o...

Muž usilovně kope. Ví, že ve sklepení domu v Lanžhotu na něj čeká hromada zlata....
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.