HuCAL-Konzept

Die HuCAL (Human Combinatorial Antibody Library)-Technologie ist ein einzigartiges und neuartiges Konzept für die in-vitro-Herstellung hochspezifischer, vollständig humaner Antikörper. HuCAL ermöglicht den nahtlosen Übergang von einem in kurzer Zeit hergestellten Antikörperfragment mit hervorragenden Bindungseigenschaften in einen vollständig humanen Antikörper, der ein Medikamentenkandidat sein könnte. HuCAL eignet sich für vielfältige Anwendungen - von der Zielmolekülvalidierung bis hin zur Medikamentenentwicklung. HuCAL ist natürlich auch eine direkte Antikörperquelle für diagnostische und therapeutische Anwendungen.

Charakteristika

• Schnelle Herstellung vollständig humaner Antikörper im Hochdurchsatzverfahren
• Nachweislicher Erfolg auch bei schwierigen Antigenen (z. B. nicht immunogene oder toxische Antigene)
• Hohe Affinität, die durch gezielte Optimierung erhöht werden kann
• Hohe Expressionsausbeute in E.coli

In den HuCAL-Bibliotheken wird die strukturelle Vielfalt des menschlichen Antikörperrepertoires durch jeweils sieben Gene für die variablen Regionen der schweren Kette und der leichten Kette repräsentiert. Die Kombination dieser Gene liefert 49 Gerüststrukturen in der Stammbibliothek. Durch das Einfügen hochvariabler genetischer Kassetten (CDRs = complementarity determining regions) in diese Gerüststrukturen lässt sich das riesige Antikörperrepertoire des Menschen reproduzieren. Die Gene, aus denen HuCAL besteht, wurden zu 100% durch chemische Synthese hergestellt. In keinem Stadium der Entwicklung oder der Anwendung von HuCAL ist eine Polymerase-Kettenreaktion (PCR) erforderlich.

Der Einsatz von MorphoSys’ firmeneigener Trinucleotid-Mutagenese-Technologie (TRIM) erlaubt die Synthese jeder gewünschten Aminosäurenkombination an jeder beliebigen Einzelposition der variablen Regionen. Deshalb bleiben in den HuCAL-Bibliotheken die Länge und Zusammensetzung der CDR-Regionen erhalten. Diese sind von den natürlichen Antikörpersequenzen des Menschen abgeleitet. Für die Optimierung eines spezifischen Antikörpers kann jede CDR-Kassette spezifisch und einzeln ausgetauscht werden.

Die strukturellen Typen des menschlichen Antikörperrepertoires lassen sich mit den variablen Genregionen von jeweils sieben schweren Ketten und sieben leichten Ketten reproduzieren. Die Kombination dieser Gene liefert 49 Gerüststrukturen in der Stammbibliothek. Durch das Einfügen hochvariabler genetischer Kassetten (CDRs) in diese Gerüststrukturen kann das gesamte menschliche Antikörperrepertoire abgebildet werden.

Durch seine Diversität ist HuCAL ein sehr effizientes Werkzeug für die Antikörperherstellung. Die modulare Genstruktur von HuCAL ermöglicht den leichten Wechsel zwischen unterschiedlichen Antikörperformaten. Über einen Klonierungsschritt können monomere Fab-Fragmente in ein dimeres Format umgewandelt werden, was sich beispielsweise ideal zur Anwendung in der Immunhistochemie (siehe auch AgX) eignet. Nach Insertion in einen Standard-Expressionsvektor für Immunglobuline können vollständig humane IgG-Antikörper hergestellt und auf ihre Eignung als Therapeutikum untersucht werden.

Derzeit haben führende forschungsorientierte Pharma- und Biotechnologieunternehmen wie Boehringer Ingelheim, Daiichi-Sankyo, Novartis, Merck & Co. Inc., Schering-Plough und Shionogi die Antikörperbibliothek HuCAL in ihre eigene Forschung und Entwicklung integriert. MorphoSys wird diese Plattform auch zukünftig unterhalten und weiterentwickeln, um seinen Partnern einen kontinuierlichen Zugriff auf die modernste Antikörpertechnologie zu bieten.