Vilniaus universiteto (VU) Gyvybės mokslų centro Imunologijos skyriui vadovaujanti prof. Aurelija Žvirblienė kartu su komanda yra sukūrusi šimtus unikalių antikūnų, nukreiptų prieš virusų ir bakterijų baltymus, rekombinantinius citokinus, ląstelių receptorius ar alergenus.
„Per daugiau kaip dvidešimt metų esame sukūrę labai daug įvairių antikūnų, kurių dalis yra sėkmingai komercializuoti įmonėms. Šie antikūnai gali būti taikomi diagnostikoje ir tolesniuose moksliniuose tyrimuose“, ‒ sako profesorė, kurios vadovaujamo skyriaus viena iš atliekamų tyrimų krypčių ‒ antikūnų kūrimas, inžinerija ir taikymas.
Antikūnai ir makrofagai – mūsų imuninės sistemos „veikėjai“
Kiekvienas iš mūsų turime labai daug įvairių antikūnų. Antikūnai ‒ tai baltymai, kuriuos gamina mūsų organizme esantys B limfocitai. B limfocitai yra vienintelės ląstelės, kurios geba sekretuoti antikūnus, ir šis procesas nuolat vyksta mūsų organizme.
„Suaktyvinus B limfocitus, jie pradeda sekretuoti antikūnus, kurie atlieka įvairias funkcijas. Turbūt visiems labiausiai suprantama funkcija yra antikūnų gebėjimas „nukenksminti“ bakterijų toksinus ar, prisijungus prie viruso, kliudyti jiems infekuoti mūsų ląsteles. Mūsų organizme antikūnai gaminami nuolat ir jie yra labai svarbi mūsų imuninės sistemos dalis“, ‒ pažymi profesorė.
Svarbu suprasti, kad antikūnai jungiasi specifiškai prie to antigeno, kuris juos sukėlė.
„Jeigu persirgome COVID-19, mūsų organizme susidarė antikūnai, kurie atpažįsta šią ligą sukėlusį virusą. Bet šie antikūnai mums nepadės apsisaugoti nuo gripo ar stafilokoko infekcijos“, ‒ pabrėžia mokslininkė.
Antikūnai yra specifinės molekulės, kurios jungiasi tik su savo taikiniu. Būtent ši savybė mokslininkams leidžia antikūnus naudoti tam tikroms medžiagoms atpažinti.
„Vykdydami mokslinius tyrimus laboratorijoje, mes sukuriame antikūnus, kurie yra nukreipti prieš tam tikrą antigeną. Tai mums leidžia šiuos antikūnus pritaikyti nustatant šiuos antigenus“, ‒ pasakoja profesorė.
Prof. A. Žvirblienės vadovaujamame skyriuje vykdomi ir fundamentiniai tyrimai, kurių metu stengiamasi išsiaiškinti, kaip veikia mūsų imuninė sistema, kaip jos komponentai reaguoja į virusinius antigenus, kokie molekuliniai mechanizmai yra aktyvinami.
„Daugiausia dėmesio skiriame tai imuninės sistemos daliai, kuri labai greitai atsako į infekciją – įgimtajam imunitetui. Vienas iš įgimtojo imuniteto komponentų yra makrofagai, kurie labai greitai sugeba aptikti svetimą patogeną ir vienokiu ar kitokiu būdu sureaguoti. Dažnai infekcijų metu mes galime jausti įvairius simptomus, tokius kaip karščiavimas ir kiti, kurie gali būti makrofagų aktyvacijos pasekmė. Tad mes su kolegomis, naudodami ląstelių modelius in vitro (mėgintuvėlyje), bandome išsiaiškinti tuos molekulinius mechanizmus, kurie vyksta aktyvinant makrofagus“, ‒ sako profesorė.
Nuo imuninio atsako iki hibridomų technologijos
Prof. A. Žvirblienė prisimena, kad ypač didelis susidomėjimas antikūnų tema buvo COVID-19 pandemijos metu. Daugelis iš mūsų išbandė serologinius testus, kuriais buvo galima nustatyti koronavirusui specifiškus antikūnus, tad mokslininkai sulaukdavo klausimų, kuo skiriasi IgG ir IgM klasių antikūnai.
„B limfocitai turi savybę skirtingais aktyvacijos laikotarpiais gaminti skirtingų klasių antikūnus. Infekcijos pradžioje daugiausia gaminami IgM klasės antikūnai, kurie neturi labai daug funkcijų ir apsaugo tik iš dalies. Pakartotinai susidūrus su antigenu, gerėja ne tik antikūnų kokybė, pasikeičia jų klasė, bet ir stiprėja jų sąveika su tiksliniu antigenu“, ‒ pasakoja mokslininkė.
„Pavyzdžiui, jeigu mes sergame kokia nors infekcija, mums paprastai naudingiausi IgG klasės antikūnai, kurie aktyvina įvairias imunines ląsteles ir vykdo neutralizaciją. Tad siekiama, kad po vakcinacijos susidarytų būtent IgG klasės antikūnai“, ‒ paaiškina pašnekovė.
Antikūnai yra specializuoti ir pritaikyti atlikti skirtingas funkcijas. Pavyzdžiui, žarnyne ar kvėpavimo takų gleivinėje sekretuojami IgA klasės antikūnai, kurie pritaikyti veikti ir nukenksminti mikrobus būtent gleivinėse.
„Kuriant vakcinas, turi būti užtikrinta, kad po vakcinacijos susidarys reikalingos klasės antikūnai, kurie gebės stabdyti patogeno plitimą“, ‒ sako profesorė.
Antikūnai mūsų organizme susidaro natūraliai. Po infekcijos ar vakcinacijos kiekvienas iš mūsų turi skirtingų klasių antikūnų. Tai – natūralus mūsų imuninės sistemos aktyvacijos rezultatas. Tuo metu monokloniniai antikūnai yra kuriami laboratorijose. Šiuos antikūnus kuria ir prof. A. Žvirblienė su komanda.
„Dar 1975 m. buvo išvystyta technologija, leidžianti laboratorijoje dideliais kiekiais sukurti antikūnus prieš norimą medžiagą. Tuo ši technologija skiriasi nuo anksčiau naudoto tradicinio būdo, kai antikūnai buvo išskiriami iš kraujo serumo. Kraujo serume visada būna antikūnų mišinys – jie susidaro prieš įvairius baltymus, virusus, bakterijas, su kuriais esame susidūrę gyvenime. Hibridomų technologija leidžia atrinkti B limfocitų klonus (identiškas ląsteles), kurie gamina konkretaus ir mums reikalingo specifiškumo antikūnus ‒ monokloninius antikūnus“, ‒ sako mokslininkė.
B limfocitus sulieję su vėžinėmis ląstelėmis, mokslininkai gali kultivuoti tokias ląsteles in vitro ir gauti specifinius antikūnus dideliais kiekiais.
„Tokie monokloniniai antikūnai gali būti naudojami įvairiems diagnostikos metodams ir terapijai. Dažnai monokloniniai antikūnai gaunami naudojant B limfocitus iš gyvūnų, tad jie nėra tinkami gydymui ir reikalingos papildomos manipuliacijos juos paverčiant kuo panašesniais į žmogaus antikūnus. Tuomet jie jau gali būti naudojami vėžiui ar tam tikroms uždegiminėms ligoms gydyti“, ‒ teigia profesorė.
VU mokslininkų antikūnų katalogas
Prof. A. Žvirblienė su komanda yra sukūrusi monokloninių antikūnų prieš įvairiausius antigenus, pavyzdžiui, virusų baltymus, bakterijų toksinus, prieš alergenus, citokinus, hormonus.
„Šiuos monokloninius antikūnus mes galime naudoti kaip labai specifišką reagentą, skirtą tiems konkretiems antigenams, konkrečioms medžiagoms nustatyti. Turime didžiulę šių antikūnų kolekciją“, ‒ pasakoja tyrėja.
VU mokslininkai taip pat atlieka antikūnų inžineriją, pavyzdžiui, iš pelės monokloninio antikūno genų inžinerijos metodais paverčia jį kuo panašesniu į žmogaus antikūną.
„Tokie antikūnai imituoja žmogaus antikūnus ir gali būti naudojami kaip teigiama kontrolė kuriant įvairius diagnostinius testus. Taip pat antikūnų „humanizavimas“ plačiai taikomas kuriant terapinės paskirties antikūnus. Bet, žinoma, mes, kaip mokslinė laboratorija, neužsiimame tokių terapinių antikūnų kūrimu. Būtų tikrai sunku konkuruoti su didžiulėmis farmacijos kompanijomis, kurios tai daro“, ‒ sako profesorė.
Prof. A. Žvirblienės su kolegomis kuriami antikūnai gali tapti naudingu molekuliniu įrankiu ir tolesniems moksliniams tyrimams, nes leidžia tyrinėti baltymų struktūrines ypatybes.
„Sukūrę antikūnus, kurie neutralizuoja baltymo biologinį veikimą, ir nustatę, prieš kurią baltymo vietą tas antikūnas yra nukreiptas, mes galime tyrinėti to baltymo funkcinį aktyvumą. Kartu su kitais metodais tai padeda išsiaiškinti baltymo veikimo mechanizmą“, ‒ paaiškina mokslininkė.
Prof. A. Žvirblienė džiaugiasi, kad jos vadovaujama laboratorija priklauso Europos mokslinių laboratorijų, kuriančių antikūnus, tinklui „EuroMabNet“.
„Prie šio tinklo mes prisijungėme tik prieš šešerius metus ir labai džiaugiamės galėdami įsitraukti į jo veiklą ir dalintis gerosiomis praktikomis. Mūsų laukia svarbus darbas ‒ 2026 m. Vilniuje organizuosime tarptautinę „EuroMabNet“ konferenciją“, ‒ sako profesorė.
Antikūnai – būdas ligoms gydyti
Kuriant antikūnus terapijai itin svarbu, kad jie būtų kuo panašesni į žmogaus antikūnus. Tik taip užtikrinama, kad terapiniai antikūnai atliks savo funkciją ir nesukels pašalinių reakcijų.
„Jeigu tiesiog paimtume pelės antikūnus ir naudotume juos gydymui, žmogaus imuninė sistema atpažintų juos kaip svetimus ir jie sukeltų įvairių nepageidaujamų reakcijų. Todėl kuriant terapinės paskirties antikūnus jų molekulės turi būti identiškos arba kuo panašesnės į žmogaus antikūnus. Tik taip galima užtikrinti efektyvų imuninį atsaką ir nesukelti nepageidaujamų reakcijų organizme“, ‒ pažymi pašnekovė.
Antikūnai naudojami kai kurioms autoimuninėms ligoms, tokioms kaip reumatoidinis artritas, gydyti. Šiuo atveju terapiniai antikūnai nukenksmina uždegimą sukeliantį citokiną.
„Reumatoidiniu artritu sergančio žmogaus organizmas gamina per daug uždegimą sukeliančio citokino. Suleidus antikūnų, jie neutralizuoja šį citokiną ir taip galima sumažinti ligos simptomus“, ‒ pasakoja prof. A. Žvirblienė.
Kita svarbi terapinių antikūnų taikymo sritis – vėžio gydymas. Viena iš priešvėžinių antikūnų grupių skirta kraujagyslių (kapiliarų) formavimuisi stabdyti. Blokuojant šių kraujagyslių atsiradimą, galima stabdyti ir vėžinio auglio augimą. Kitas būdas naudoti antikūnus gydant vėžį ‒ nukreipti juos prieš antigeną, kuriuo pasižymi tik vėžinės ląstelės.
„Dažna problema yra ta, kad ir sveikos ląstelės gali tokį antigeną turėti savo paviršiuje. Tokiu atveju tie antikūnai gali būti neveiksmingi arba aktyvinti mūsų imuninę sistemą kovoti su sveikomis ląstelėmis, taip sukeldami nepageidaujamas reakcijas. Tad kuriant terapinės paskirties antikūnus reikalingas labai ilgas jų patikrinimo kelias“, ‒ sako tyrėja.
Patentuoti antikūnai ir piniginiai iššūkiai
Prof. A. Žvirblienė su kolegomis turi net keletą patentuotų antikūnų. Mokslininkė pabrėžia, jog tam, kad galėtų patentuoti naują antikūną, jis neturi būti aprašytas jokiuose publikuotuose straipsniuose ir privalo būti nukreiptas prieš visiškai naują taikinį.
„Vieni iš mūsų patentuotų antikūnų buvo prieš žuvies alergeną, kuris pirmą kartą Lietuvoje buvo išskirtas iš lietuviško karpio. Kitose šalyse nėra šios žuvies, todėl ir šio alergeno nėra. Šis antikūnas tikrai buvo unikalus ir nebuvo labai sudėtinga jį patentuoti“, ‒ pavyzdį pateikia mokslininkė.
Profesorė pripažįsta, kad vienas didžiausių iššūkių yra didelė tarptautinių patentų kaina ir ilgas išdavimo laikas.
„Kiekvienas susirašinėjimas su patentiniais patikėtiniais, naujumo aspektų aptarimas trunka tikrai ilgai, o pati patentinė paraiška gali kainuoti dešimtis tūkstančių eurų. Vėliau turi būti mokami patento palaikymo mokesčiai, todėl prieš patentuojant visada reikia labai gerai pasverti, ar šis patentuotas antikūnas galės būti pritaikomas praktiškai ir turės komercinę naudą“, ‒ sako ji.
Verslo pasaulyje situacija kitokia – dauguma terapijai skirtų antikūnų yra patentuojami.
„Farmacijos pramonėje sukasi tikrai dideli pinigai ir įmonės yra suinteresuotos dvidešimčiai metų apsaugoti savo sukurtus antikūnus ir sumažinti konkurenciją. Vėliau šių antikūnų pagrindu yra kuriami vaistai, kurie neša tikrai didelį pelną“, ‒ pasakoja profesorė.
Prof. A. Žvirblienė pažymi, kad nemažai jų turimų antikūnų yra komercializuoti įmonėms, kurios juos įtraukia į savo turimus katalogus.
„Tos įmonės mums moka licencinius mokesčius. Šios pajamos yra pastovios ir mums labai vertingos, nes projektinių kvietimų kalendorius yra nepastovus, o ir gauti finansavimą projektams kartais nebūna taip lengva. Sutartys su įmonėmis yra puikus pavyzdys, kaip laboratorijoje sukurti antikūnai generuoja realias pajamas, o kartu kelia mums, mokslininkams, pasitenkinimo jausmą, nes mūsų žinios ir įdirbis buvo pritaikytas praktikoje“, ‒ teigia mokslininkė.
Komentarų nėra. Būk pirmas!