Zazwyczaj reakcja odpornościowa organizmu na antygen ma charakter niejednorodny, w skutek czego różne rodzaje limfocytów B produkują przeciwciała wykazujące powinowactwo do tego samego antygenu. W konsekwencji, w serum organizmu, w którym wystąpiła dana reakcja odpornościowa, znajdą się liczne klony immunoglobulin specyficznych dla jednego antygenu, mogących potencjalnie należeć do różnych klas immunoglobulin (na przykład: IgA, IgG, IgM). Z reguły stanowią one około 2 do 5% wszystkich obecnych tam przeciwciał. Jeżeli z takiej próbki zostaną wyizolowane przeciwciała, to w związku z ich niejednorodnym charakterem, będą one miały charakter poliklonalny. Izolowanie immunoglobulin bezpośrednio z serum jest główną metodą otrzymywania przeciwciał poliklonalnych, użytecznych na przykład w testach immunologicznych.

Indywidualny limfocyt B produkuje tylko jeden specyficzny rodzaj przeciwciała o ściśle określonym powinowactwie do jednego wybranego antygenu. Możliwe jest, poprzez sklonowanie takiej komórki, wyprodukowanie przeciwciał monoklonalnych. Pierwsza opracowana metoda produkcji przeciwciał monoklonalnych, autorstwa Milsteina i Köhlera, dotyczyła immunoglobulin pochodzących od myszy.

Pierwszym etapem była immunizacja myszy przy pomocy odpowiedniego antygenu, następnie pobierano limfocyty wprost ze śledziony myszy. Komórki limfocytów B mają ograniczoną żywotność i nie można ich bezpośrednio kultywować w celu produkcji preparatów przeciwciał monoklonalnych. Kolejnym etapem procesu Milsteina i Köhlera była fuzja limfocytów B wytwarzających swoiste przeciwciała z komórkami szpiczaka, czyli nowotworu układu krwiotwórczego, wywodzącego się z szeregu rozwojowego limfocytów B. Powinowactwo przeciwciał wytwarzanych praz taką hybrydę determinował limfocyt B użyty w fuzji, natomiast rolą komórki szpiczaka w całym procesie jest nadanie ostatecznemu tworowi „nieśmiertelności”, przez co możliwa stała się teoretycznie nieskończenie długa hodowla w warunkach in vitro. Komórka szpiczaka dodatkowo dostarcza hybrydzie wielu rybosomów, a także rozwiniętego aparatu Golgiego, co pomaga jej wytwarzać duże ilości białek, w tym pożądanych immunoglobulin. Takie stworzone sztucznie linie komórkowe określa się mianem hybrydoma. Mogą być one przechowywane w formie zamrożonych kultur przez długi okres czasu. Przeciwciała monoklonalne są obecnie używane głównie jako przeciwciała pierwszorzędowe w przeróżnych testach i badaniach wymagających specyficzności do tylko jednego, ściśle określonego antygenu. Znajdują również zastosowanie jako leki na różne odmiany raka oraz choroby autoimmunologiczne. Można je używać także do innych celów, na przykład w chromatografii powinowactwa jako ligand.

Wykorzystanie mysich przeciwciał w medycynie (wytworzonych metodą opisaną wcześniej) jest związane z licznymi problemami. Zdarzało się, że wywoływały one w organizmie pacjenta reakcje alergiczne, a nawet powodowały wstrząs anafilaktyczny. Przez takie działania niepożądane, zalegalizowanie ich jako leków było utrudnione. W celu ominięcia tego problemu, naukowcy opracowali metody produkcji tak zwanych chimerycznych oraz humanizowanych przeciwciał. W przypadku technik produkcji przeciwciał chimerycznych, geny kodujące regiony zmienne łańcuchów lekkich i ciężkich, pochodzą od myszy, natomiast cała reszta od człowieka. W przeciwciałach humanizowanych tylko regiony hiperzmienne pochodzą od myszy, reszta od człowieka. Możliwe jest również wytwarzanie przeciwciał w pełni ludzkich dzięki technikom takim jak: "phage display" wykorzystująca fagi oraz tworzenia zwierząt transgenicznych.

Dzięki dopracowaniu metod produkcji przeciwciał monoklonalnych, możliwa była produkcja leków celowanych, działających wybiórczo na komórki nowotworowe. Ich przewagą nad tradycyjnymi metodami leczenia tych schorzeń, które oprócz komórek guza uszkadzały także zdrowe komórki, jest większa skuteczność oraz mniejsza toksyczność. Już w tej chwili sprzedaż leków opartych na humanizowanych przeciwciałach monoklonalnych ma dwukrotnie wyższe tempo wzrostu niż innych leków biotechnologicznych. Analitycy przewidują, że w 2015 roku wartość rynku przeciwciał sięgnie niebagatelnej kwoty 60 miliardów dolarów i dalej będzie prężnie rosnąć. Przykładem leku w postaci przeciwciała monoklonalnego jest Trastuzumab, znany szerzej pod swoją nazwą handlową - Herceptin. Używa się go w leczeniu niektórych odmian raka piersi. Istnieje również szczepionka zapobiegająca powstaniu raka szyjki macicy. Chroni ona organizm przed infekcją HPV (wirus brodawczaka ludzkiego), który powoduje zmiany prowadzące do powstania raka. Udowodniono, że kobiety szczepione przeciwko HPV mają dużo mniejszą skłonność do zapadania na raka szyjki macicy.

Badania nad przeciwciałami monoklonalnymi oraz ich nowymi zastosowaniami trwają pełną parą w laboratoriach na całym świecie. Naukowcy starają się opracować metody leczenia chorób, z którymi medycyna nie potrafi sobie poradzić wykorzystując dotychczasowe metody, czego przykłady już można dostrzec. Niedawno firma Beckman Coulter Life Sciences doniosła o opracowaniu technik produkcji 14 nowych ludzkich przeciwciał monoklonalnych, które mogą być wykorzystywane w medycynie. Czy te i im podobne badania mogą przyczynić się do opracowania terapii na nieuleczalne obecnie choroby takie jak AIDS i niektóre nowotwory? Przyszłość pokaże.

Tomasz Domagała