Monoklonale Antikörper (mAK[1] oder englisch mAB für „monoclonal antibodies“) sind Antikörper, also immunologisch aktive Proteine, die von einer Zelllinie (Zellklon) produziert werden, die auf einen einzigen B-Lymphozyten zurückgehen, und die sich gegen ein einzelnes Epitop richten. Eine physiologisch (natürlich) vorkommende Immunantwort gegen ein in den Körper eingedrungenes Antigen ist dagegen stets polyklonal und richtet sich z. B. gegen viele verschiedene Epitope auf einem Bakterium.
Das Prinzip der Herstellung monoklonaler Antikörper wurde 1975 von César Milstein, Georges Köhler und Niels Jerne publiziert,[2] die dafür im Jahr 1984 den Nobelpreis für Medizin erhielten.[3] Die Technik beruht auf der Verschmelzung von Antikörper-produzierenden B-Zellen mit Zellen einer Myelom-Zelllinie, wodurch hybride Zellen entstehen, die unbegrenzt Antikörper einer bestimmten Spezifität produzieren.
Bei der Herstellung monoklonaler Antikörper gegen ein bestimmtes Antigen wird zunächst eine Maus mit diesem Antigen infiziert (1, siehe Abbildung). Aufgrund der Immunantwort kommt es zur Bildung von B-Lymphozyten, die Antikörper bilden, welche mit dem Antigen reagieren und die sich in der Milz anreichern. Aus der entnommenen Milz (2) werden die B-Lymphozyten isoliert und mit Zellen (Plasmazellen) einer aus einem Myelom (Plasmozytom) gewonnenen Zelllinie (3) fusioniert (4), es entstehen sogenannte Hybridomzelllinien (5). Diese Hybridomzellen vereinigen Eigenschaften ihrer Ursprungszellen: vom B-Lymphozyt die Eigenschaft einen bestimmten Antikörper zu produzieren, von der Myelomzelle die Fähigkeit zu unbegrenztem Wachstum in vitro („im Reagenzglas“). Für die Gewinnung des monoklonalen Antikörpers wird die Hybridomzelllinie ausgewählt, die am besten das gewünschte Epitop auf dem Antigen bindet (6). Die unsterbliche Zelllinie wird aufbewahrt und der Zellüberstand wird regelmäßig bei Bedarf geerntet. Die Produktion der monoklonalen Antikörper kann in vitro (7a), oder in vivo (7b) erfolgen. Die Antikörper (8) heißen monoklonal, weil sie aus einer einzigen Ursprungs-B-Zelle stammen und daher alle identisch sind.
Die Hybridzellen werden durch ein sogenanntes HAT-Medium selektiert. In diesem Nährmedium sind Hypoxanthin (ein natürlich vorkommendes Purinderivat), Thymidin und Aminopterin (Zellgift, das die Biosynthese von Purin- und Pyrimidinbasen hemmt) enthalten. Die B-Lymphozyten und damit auch die Hybridzellen können Hypoxanthin und Thymidin verstoffwechseln und so die Blockade, die durch das Aminopterin verursacht wird, umgehen. Die verwendeten Myelomzellen sind bezüglich des alternativen Stoffwechselweges Mangelmutanten und sterben im HAT-Medium ab.
Die nicht fusionierten B-Lymphozyten haben nur eine begrenzte Lebenszeit, sodass sich nach einigen Passagen nur noch die Hybridzellen in der Kultur finden lassen.
Einen großen Fortschritt insbesondere zur Klonierung humaner Antikörper bildet die Technik des Phagen-Display.
Therapeutische monoklonale Antikörper
Die Versuche, monoklonale Antikörper in der Therapie einzusetzen, waren zunächst nicht sehr erfolgreich. Die verwendeten Antikörper der Maus (murine Antikörper, Endung: -omab) wirken im menschlichen Organismus selbst als Antigen und können eine gegen sie gerichtete Immunantwort auslösen. Auch die für ihre erwünschte Wirkung wichtige Interaktion mit Zellen des Immunsystems des Empfängers war aufgrund der unterschiedlichen Spezies nicht optimal.
Wesentliche Fortschritte wurden erst gemacht, nachdem es in den letzten Jahren gelungen ist, modifizierte, den menschlichen Antikörpern besser angepasste monoklonale Antikörper zu entwickeln.
Die Freihandelsnamen aller therapeutischer monoklonaler Antikörper tragen das Suffix „…mab“, was für „monoclonal antibody“ steht.
Nach Ähnlichkeit zu den menschlichen Antikörpern unterscheidet man (in aufsteigender Reihenfolge):
murine Antikörper (von der Maus): Endung -omab
Antikörper vom Primaten: Endung -imab
chimäre Antikörper: Endung -ximab (Nur der variable Teil des AK ist Mausprotein.)
humanisierte Antikörper: Endung -zumab (Nur die Antigenbindungstellen sind Mausprotein)
vollhumane rekombinante Antikörper: Endung -umab
Listen entwickelter Antikörper
Zugelassene oder in klinischer Erprobung (Phase III) befindliche therapeutische monoklonale Antikörper
HER2/neu, HER2/neu-Rezeptor; Pertuzumab inhibiert die Dimerisierung der Zielstruktur sowie deren Heterodimerisierung mit anderen HER-Rezeptoren (z. B. EGF-Rezeptor (EGFR)), wodurch das Tumorwachstum verlangsamt werden soll
1In Deutschland bisher nicht zugelassen oder in der Zulassung (kann nicht mehr aktuell sein) 2In klinischen Studien 3Trotz möglicher seltener schwerer Nebenwirkungen von der FDA unter strengen Voraussetzungen wieder in den USA zugelassen, europäische Zulassung seit 6/2006 4Entwicklung eingestellt. 5Durch den Hersteller – als MabCampath – vom Markt genommen, um die Substanz unter einem neuen Handelsnamen und einer anderen Indikation (MS) wieder auf den Markt zu bringen.[45] Kritisiert von der Arzneimittelkommission der deutschen Ärzteschaft (AkdÄ).[46]
Zur In-vivo-Diagnostik zugelassene monoklonale Antikörper
Zulassung in Europa 1991, 1993 wegen erhöhter Sterblichkeit bei Patienten nach Behandlung mit Nebacumab im Vergleich zu Placebo vom Markt genommen.[51]
Zytokinsturm. In der öffentlichen Kritik standen Mängel in der Versuchsplanung und -durchführung, z. B. dass das Präparat an 6 Probanden gleichzeitig abgegeben wurde, und dass die Wirkmechanismen nicht verstanden worden waren.
↑G. Köhler, C. Milstein: Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. In: Nature, Band 256, 1975, S. 495–497. PMID 1172191. doi:10.1038/256495a0, Nachdruck in: J. Immunol., Band 174, S. 2453–2455. PMID 15728446, jimmunol.org (PDF)
↑Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1984 an César Milstein, Georges Köhler und Niels Jerne (englisch)
↑David W Dodick, Peter J Goadsby, Stephen D Silberstein, Richard B Lipton, Jes Olesen, Messoud Ashina, Kerri Wilks, David Kudrow, Robin Kroll, Bruce Kohrman, Robert Bargar, Joe Hirman, Jeff Smith: Safety and efficacy of eptinizumab, an antibody to calcitonin gene-related peptide, for the prevention of frequent episodic migraine: A randomised, double-blind, placebo-controlled, exploratory phase 2 trial. In: The Lancet Neurology. 13. Jahrgang, Nr.11, 2014, S.1100, doi:10.1016/S1474-4422(14)70209-1, PMID 25297013 (englisch).
↑Philipp Kressirer: Neuer Wirkstoff gegen Neurodermitis. In: IDW Informationsdienst Wissenschaft. idw-online.de, 5. Oktober 2016, abgerufen am 11. Oktober 2016.
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