Monoklonale Antikörper

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. November 2016
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Wird von monoklonalen Antikörpern gesprochen, sind damit Proteine gemeint, die von einer ganz bestimmten Zelllinie bzw. einem Zellklon hergestellt werden. Zu ihren spezifischen Eigenschaften gehören, dass sie nur eine einzige antigene Determinante aufweisen. Die Produktion des zu einer für die Immunisierung genutzten Materials geht auf einen einzigen B-Lymphozyten zurück.

Inhaltsverzeichnis

Was ist ein monoklonaler Antikörper?

Sobald ein Antigen von einem darauf gerichteten Antikörper erfasst wird und mit diesem eine Verbindung eingeht, wird von einem Epitop gesprochen. Normalerweise sind vielfältige Strukturen auf einer Viren-, Bakterien- oder anderen Erregerfläche auf einem Epitop vorhanden, so dass diese mit jeweils ganz spezifischen Antikörpern reagieren und ein Abwehrsystem im Organismus bewirken. Dabei entsteht ein ganzes Gemisch aus Antikörpern, darunter auch verschiedene B-Lymphozyten für die Bildung von Konen, die dann aktiviert und vermehrt werden.

B-Lymphozyten sind Teil der weißen Blutkörperchen und alleine dazu fähig, Antikörper im Organismus zu binden. Daher machen sie einen wesentlichen Teil des Immunsystems aus. Sie sind dabei Träger der Informationen zur Bildung einer Gegenreaktion und können sich bei einer Aktivierung von körperfremden Antigenen in Plasmazellen umwandeln, die dann ausreichend Antikörper produzieren.

Monoklonale Antikörper wiederum sind hochspezifisch nur gegen eine einzige Determinante des Erregers ausgerichtet und entstehen daher aus einem B-Lymphozyten durch Hybridom-Technik. Hier werden monoklonale Antikörper durch Zellverschmelzung zwischen Lymphozyten und Tumorzellen gebildet, wobei sich letztere unbegrenzt teilen können. Das wiederum macht die Züchtung und schließlich die Wirksamkeit in Medikamenten und Antibiotika möglich, sobald menschliche monoklonale Antikörper z. B. gegen Infektionskrankheiten zum Einsatz kommen. Auch bei der Diagnose von Tumoren wären solche Antikörper hilfreich, wobei über eine veränderte Oberfläche entartete Zellen nachgewiesen werden können.

Pharmakologische Wirkung

Um Krankheitserreger zu diagnostizieren, gilt es, bestimmte Merkmale der Immunabwehr zu definieren. Diese sind auf der Oberfläche zu erkennen. Sobald ein Organismus sein Immunsystem nutzt, um Abwehrreaktionen zu starten, werden die B-Lymphozyten zur Herstellung von Antikörpern animiert. Daraus bildet sich eine Ansammlung von Antikörpern mit verschiedenen Eigenschaften, während die jeweilige Teilung wiederum einen B-Zellen-Klon bildet, dessen Antikörper auf eine mögliche Antigene reagieren.

Um monoklonale Antikörper herstellen zu können, dient ein Verfahren, das die Nobelpreisträger Cesar Milstein und Georges Köhler entwickelten und mit Niels Jerne gemeinsam 1975 veröffentlichten. Mittels ihres entwickelten Verfahrens war es möglich, gezielt eine bestimmte Sorte von Antikörpern herzustellen, wodurch wiederum eine Züchtung im Reagenzglas umsetzbar wurde, die nicht nur in beliebiger Menge möglich ist, sondern auch mit ganz bestimmten Merkmalen der Antikörper, die dann wiederum für den Einsatz in Medikamenten geeignet sind. Durch das Verfahren sind die Immunzellen robuster und können auch als angelegte Kultur überleben. Da sich bei der Verschmelzung von Tumor- und Immunzellen eine beachtlich unbegrenzte Wachstumsrate ergibt, wird diese Zelle als Hybridoma-Zelle bezeichnet.

Medizinische Anwendung & Verwendung

Sobald entartete B-Zellen mit einer dauerhaften Fähigkeit zur Teilung mit B-Zellen verschmelzen, die Antikörper bilden, entstehen monoklonale Antikörper, die genetisch identisch sind. Solche Hybridome sind baugleich und nur auf das Erkennen eines ganz bestimmten Merkmals ausgerichtet, daher auch die Bezeichnung „monoklonal“.

Die Herstellung im pharmazeutischen Bereich ist sehr schwierig und wird in der Forschung hauptsächlich an Mäusen getestet. Dabei werden dem Tier Antigene gespritzt, um die Immunisierung auszulösen. Besonders interessant sind die B-Lymphozyten in der Milz, die als Zellen kultiviert werden und mit Myelomzellen verschmolzen werden. Letztere sind jene entarteten Lymphozyten, die Tumore bilden.

Ein Enzym, das Nucleinsäure hybridisiert, sorgt dann dafür, dass sich Hybridzellen bilden. Die Verschmelzung der unsterblichen Tumorzellen und B-Zellen in ihrer Antikörperproduktion bringt die enorme Menge hervor, die dann durch Selektion verschiedener Zellklone als Zellkolonien gezüchtet werden und immer wieder ein und denselben Antikörper bilden. Diese können für eine medizinische Therapie zielgenau eingesetzt werden, um z. B. Krebserreger und Tumore zu diagnostizieren. Auch dienen monoklonale Antikörper mittlerweile zur Therapie von Transplantatabstoßungen.

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Risiken & Nebenwirkungen

Schon seit mehreren Jahren hat sich der Einsatz monoklonaler Antikörper klinisch erprobt und stellt einen neuen und wachsenden Bereich in der pharmazeutischen Entwicklung dar. Darunter haben sich z. B. Passivimpfstoffe bewährt, so Schlangengift-Immunsera, Tetanus-Immunglobulin oder Digitalis-Antioxin.

Die komplexe Mischung und Gewinnung solcher Antikörper erfolgt dabei nicht aus dem Blut selbst, sondern als molekularbiologische Synthetisierung von Proteinen. Für Arzneistoffe eignet sich nur Immunglobulin G, da es Ypsilon-förmig ist und die Entwicklung von Antikörpern damit erleichtert.

Bei der Krebstherapie zielen monoklonale Antikörper im Einsatz darauf ab, eine Auflösung der entarteten Zellen zu bewirken und dabei die Signalwege der Wachstumsfaktoren, darunter bei der Bildung von neuen Blutgefäßen, zu blockieren. Bei einer nicht ansprechenden Therapie können die B-Zellen dann wieder durch eine Rituximab-Infusion aus dem Blut des Patienten entfernt werden.

Auch bei Gelenkerkrankungen, so bei rheumatoider Arthritis, werden die Entzündungsvorgänge durch Antigene ausgelöst und verstärkt, was schließlich zur Auflösung des Knochen- und Gelenkgewebes führt. Durch Antikörper wird ein neues Gleichgewicht geschaffen, die gezielt in den entzündenden Vorgang eingreifen.

Schließlich findet der Einsatz von monoklonalen Antikörpern auch in der mikrobiologischen Diagnostik Anwendung. Parasitäre, bakterielle oder virale Infektionen können dadurch besser erkannt und nachgewiesen werden, da die Erreger sie kennzeichnen können.

Rekombinante Wirkstoffe werden zu einer Behandlung erst dann zugelassen, wenn die Therapie zuvor erfolglos war und krankheitsmodifizierende Mittel notwendig geworden sind. Die Gefahr besteht, dass es durch die Behandlung zu vermehrt auftretenden neuen Infektionen kommen kann. Das liegt daran, dass monoklonale Antikörper zwar spezifische Proteinstrukturen erkennen, indem sie diese imitieren, aber dennoch selbst Proteine bleiben, die nur durch Infusion oder Injektion durch den Arzt verabreicht werden. Auftretende Reaktionen sind Nebenwirkungen an der Injektionsstelle, darunter z. B. Hautreaktionen oder Allergien.

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