Абзимы (каталитические антитела): применение в медицине

Прошло немногим более 20 лет от начала активного изучения собственной каталитической активности антител (АТ) и иммуноглобулинов (ИГ). Такие АТ-биокатализаторы были названы абзимами (abzymes, от англ. antibody + enzyme), а соответствующая область иммунологии, биохимии и биотехнологии получила название «абзимология».

С момента открытия этого явления проведен обширный цикл исследований, посвященных механизму каталитического действия абзимов, структуре каталитических АТ, методам их получения, оценке кинетических параметров абзимных реакций и так далее. Расширяется использование абзимного катализа в биотехнологических процессах.

В настоящее время абзимное направление представляет очевидный интерес и для проведения клинических исследований. Значительное количество работ по этой проблеме публикуется в ведущих российских и зарубежных журналах. Каталитические АТ уже определяются как «новый молекулярный инструмент» для изучения ревматологических и кардиологических заболеваний, болезней эндокринной системы, аутоиммунных заболеваний ЦНС, сепсиса, ВИЧ-инфекции, другой инфекционной патологии.

С учетом данного обстоятельства неизбежно возникает вопрос о роли и месте использования каталитических АТ в медицине.

В течение долгого времени молекулы ИГ считались не способными к катализу. Только в середине 80-х годов была достоверно доказана каталитическая активность АТ и изучены первые абзимные реакции. Однако на то, что АТ обладают способностью к катализу, указывает сама структура данных молекул. Как известно, ИГ имеют сложное строение с большим количеством доменов (включая вариабельные), которые содержат значительное число потенциальных каталитических групп.

В дальнейшем удалось показать, что механизмы ферментативного и абзимного катализа в целом сходны. Считается, что наиболее часто ферментативная реакция происходит по механизму стабилизации переходного состояния субстрата. Фермент удерживает это нестабильное переходное состояние и тем самым увеличивает вероятность превращения субстрата в продукт реакции.

Аналогичный механизм был полностью доказан для каталитических АТ. В этом случае для индукции АТ с абзимной активностью проводят иммунизацию антигеном – стабильным аналогом переходного состояния какого-либо субстрата. Полученные каталитические АТ стабилизируют переходное состояние субстрата и тем самым ускоряют его превращение. Кроме того, абзимы, фиксируя антиген (и его переходное состояние), способны уменьшать энтропию реакции.

Суммируя все приведенные в статье данные, можно заключить, что каталитические антитела (АТ) постепенно находят свою нишу для применения в медицине в качестве диагностических и лечебных средств. Дальнейшие исследования будут направлены на поиск новых видов абзимной активности АТ, разработку критериев использования абзимов в диагностике заболеваний, а также на получение новых, высокоэффективных и специфичных препаратов каталитических АТ. (См. статью: Генералов И.И. с соавт. “Абзимы (каталитические антитела): применение в медицине”).

"Иммунология", 2009, № 2, с. 123 - 128.

Все новости

ФБУН НИИ эпидемиологии
и микробиологии имени Пастера
Отдел новых технологий