Введение

Для многих исследований, связанных с изучением биологических структур большую ценность представляют реагенты, способных специфически взаимодействовать с данной структурой. Универсальным реагентом, обладающим указанным свойством, считается молекула иммуноглобулина. Несмотря на то, что иммуноглобулины, являясь антителами, взаимодействуют только с антигеном, то есть с молекулой способной вызвать иммунный ответ, для большинства структур удается подобрать условия, при которых они становятся антигенами и индуцируют выработку комплиментарных антител (например, при конъюгации с сильными иммуногенами). Именно этим объясняется большое распространение иммунологических методов, связанных с использованием антител, в различных областях биологии и медицины.

Серьезную проблему при применении антисывороток для идентификации и количественного определения антигенов в различных областях исследований представляет неспецифическое связывание и перекрестная реактивность антител.

История создания метода

Многие исследователи пытались отыскать способы получения антител с узкой специфичностью. Так, при определенных условиях иммунизации бактериальными полисахаридами удается получить высокогомогенный аппарат антител с узкой специфичностью. Кроме того, возможно слияние плазмацитомы (опухоли, возникшей из антителообразующей клетки или ее предшественника) с клетками селезенки иммунизированного животного, получив таким образом гибридные клетки (гибридомы), унаследовавшие от опухолевых клеток способность неограниченно размножаться, а от клеток селезенки – синтезировать антитела предопределенной специфичности.

Предпосылками для возникновения метода получения гибридом, синтезирующих моноклональные антитела, были разработки двух методологических подходов:

1) получение миелом, адаптация их к условиям культивирования вне организма;

2) метод соматической гибридизации клеток.

У мышей довольно легко получить миеломы (плазмацитомы). Эти опухоли являются потомками одной клетки (то есть имеют моноклональное происхождение) и секретируют уникальные иммуноглобулины, некоторые из которых могут взаимодействовать с известными антигенами. Опухоли индуцируют у животных путем внутрибрюшинного введения минеральных масел или инертного твердого пластика. Для возникновения миелом большое значение имеет генетический статус животного, и только у двух линий инбредных мышей экспериментаторам удалось получить такие опухоли.

Миеломные клетки мыши оказались чрезвычайно удобными для изучения биохимии продукции иммуноглобулинов и дали очень многое для понимания структуры, механизмов секреции и их функции. Однако, миеломная система как источник антител к большинству антигенов не оправдала надежды исследователей – не удавалось иммунизировать животных, а затем получить мышиные миеломы, продуцирующие антитела к иммунизирующие антигену. Из тысяч миеломных опухолей, индуцированных у мышей, лишь единичные вырабатывали иммуноглобулины, которые реагировали с известными антигенами, что было обнаружено путем грубого скринирования с множеством потенциальных антигенов. Таким образом, миеломные белки оказывались с неизвестной антигенной специфичностью.

Другой предпосылкой возникновения метода получения гибридом явилась техника гибридизации соматических клеток, разработка которых широко проводилась после открытия феномена спонтанной гибридизации. При слиянии плазматических мембран клеток образуются клетки с двумя или большим числом ядер – гетерокарионы. После первого деления ядра сливаются и образуется одно ядро с набором хромосом от всех слившихся партнеров – образуется гибридная клетка. Низкую частоту образования гибридов можно было увеличить, использовав ряд агентов, вызывающих слияние: вирус Сендай, лизолецитин, полиэтиленгликоль.

Даже при использовании агентов, повышающих слияние, частота образующихся гибридов крайне низка. Для их выделения необходимы селективные среды, позволяющие расти преимущественно образовавшимся гибридам. В настоящее время разработано несколько принципов селекции гибридных клеток. Одним из наиболее распространенных является метод, основанный на применении системы, содержащей гипоксантин, амидоптерин и тимидин (система ГАТ).

Селекция гибридных клеток основана на том, что в ГАТ среде родительские миеломные клетки погибают, а нормальные клетки селезенки не обладают способностью расти при данных условиях культивирования, так что выживают и размножаются только гибридные клетки, унаследовавшие от родительских клеток способность размножаться и синтезировать специфические иммуноглобулины.

Подготовительные этапы перед проведением слияния

Полностью процедура получения моноклональных антител включает в себя следующие этапы:

ﭼ иммунизация животных;

ﭼ подготовка клеток к слиянию;

ﭼ слияние;

ﭼ отбор индуцирующих специфические антитела клонов;

ﭼ клонирование и реклонирование;

ﭼ массовая наработка гибридомных клеток;

ﭼ получение культуральной жидкости или асцита, содержащих антитела;

ﭼ выделение антител.

Обычно вся процедура от момента начала иммунизации до выделения антител занимает 3-4 месяца.

Организация работы и оборудование. Для работы по получению гибридом желательно выделить отдельное помещение. Эксперимент можно проводить и в части большой комнаты, максимально удаленной от входной двери. Это помещение надо оснастить следующим оборудованием:

1. Ламинарный бокс с вертикальной или горизонтальной подачей стерильного воздуха. Стерильность обеспечивается наличием фильтров, задерживающих частицы крупнее 0,3 мкм.

2. Инкубатор, в котором автоматически поддерживается влажность, температура и концентрация СО2.

3. Низкоскоростная центрифуга с подвесными стаканами, желательно с охлаждением.

4. Обычный и инвертированный микроскопы с фазово-констрастным устройством.

5. Холодильник на +4 и на –200 С.

6. Водяная баня на +37 и +560 С.

Помимо этого в отдельном помещении желательно иметь морозильник на –700 С и сосуд Дьюара с жидким азотом для хранения клеток. Для получения гибридом нужно приобрести также специальную пластиковую посуду для культуры клеток: 96-луночные планшеты с плоским дном, 24-луночные планшеты, флаконы с площадью роста 25, 75 см2 и др., пластиковую посуду для проведения иммуноферментного и радиоиммунологического анализов, среды для культивирования, необходимые реактивы, сыворотку плода коровы (СПК).

Приготовление отдельных компонентов сред для культивирования. Основными средами, употребляемыми для получения гибридом, являются среда RPMI 1640 и среда Игла в модификации Дульбекко. Применяются и другие среды, в частности, среда Дульбекко в модификации Иксова. Среды выпускаются в виде готовых растворов, 10-кратных концентратов и сухих порошков. Лучшие результаты получаются при приготовлении сред в условиях лаборатории из сухих порошков, однако при этом важное значение имеет качество воды. Для приготовления сред необходима деионизированная и дважды перегнанная в кварцевой посуде вода.