„Humorális immunválasz, immunbiotechnológia” kutatócsoport

(„FcRn és ellenanyag” kutatócsoport)

 

A kutatócsoport vezetője: Kacskovics Imre (DVM., Ph.D., D.Sc., egyetemi tanár, Peter S. Freudenthal professzor) A kutatócsoport tagjai: Dr. Szikora Bence, ImmunoGenes, kutató biológus Marx Anita, doktorjelölt Kalmár Dorottya, M.Sc., kutató biotechnológus

Kutatási területek

Immunbiotechnológia

Az egyedileg izolált B-sejtekből történő rekombináns ellenanyag előállításának folyamata röviden a következő. Az egyedi B-sejtek izolálását követően az azokat egyenként jellemző ellenanyag nehéz-és könnyűlánc szekvenciák amplifikálása, majd ezek együttes termelése történik emlős sejtes expressziós rendszerben, az ellenanyag konstans régiókat hordozó vektorok segítségével.
Célunk ezen eljárás további fejlesztése, így az elmúlt években könnyen hozzáférhető COVID-19-et választottuk modell rendszernek, hogy az antigén-specifikus humán monoklonális rekombináns ellenanyagokat minél hatékonyabban és gyorsabban elő tudjuk állítani.

A humán monoklonális ellenanyagok termelésének fő lépéseit összefoglaló folyamatábra.

COVID-19 ellen oltott vagy a betegségen átesett önkéntesek véréből PBMC-t izoláltunk, majd fluoreszcencia-aktivált sejtszortírozás (FACS) módszerével SARS-CoV-2-specifikus memória B-sejteket izoláltunk egysejt-szortolással. Az egyesével szortolt memória B-sejtek felszaporítása ún. feeder sejtek, azaz besugárzott 3T3-msCD40L sejtek, és további citokinek hozzáadásával történt. Ez a környezet kedvező hatással van a B-sejtek osztódására és kis mennyiségű ellenanyag termelését teszi lehetővé. Ezen B-sejt klónok felülúszóit teszteltük, hogy a termelt ellenanyagok felismerik-e a célpontot/antigént, közülük a pozitív mintákból állítottunk elő rekombináns ellenanyagokat.
A SARS-CoV-2-specifikus humán monoklonális ellenanyagok további elemzésére pszeudo vírus neutralizációs tesztet (pVNT) végeztünk el, hogy az így előállított ellenanyagok funkcionális tuladonságait teszteljük. Ezzel a méréssel vizsgálhatjuk az ellenanyagok vírusfertőzést gátló képességét, valamint önkéntesek szérumában kimutathatjuk vele a neutralizáló ellenanyagok jelenlétét.

pVNT assay: egy önkéntes szérumának neutralizációs hatékonysága.

Ezekkel a módszerekkel humán monoklonális ellenanyagokat termelhetünk számos más célpont ellen is, valamint hasznos eszköze lehet az ellenanyagok részletes jellemzésének.

 

FcRn

A humorális immunválasz alapjelenségeinek elemzése a neonatalis Fc receptort fokozott mértékben kifejező transzgenikus egerekben

Tudományos munkám középpontjában a hosszú távú immunitás fenntartásában és a maternális immunitás kialakításában a legfontosabb szerepet játszó IgG izotípusú ellenanyagok állnak. Korábbi kutatásaim középpontjában a háziállatok immunglobulin génjeinek, valamint a szarvasmarha tejmirigy IgG szekretáló mechanizmusának tisztázása álltak. Mivel a neonatális Fc receptorról (FcRn) kimutatták, hogy epitélsejteken keresztül IgG-t transzportál, megvizsgáltuk e receptor szerepét kérődzőkben és néhány egyéb háziállatfajban. Elemzéseinkhez olyan transzgénikus (Tg) egér modelleket is létrehoztunk, amelyek csak a laktáló tejmirigyben, vagy testszerte, szövet-specifikusan fejezik ki a szarvasmarha FcRn (bFcRn) molekulát. Tudományos és biotechnológiai szempontból is jelentős eredményünk annak tisztázása, hogy az FcRn a szarvasmarha tőgyszövetében az IgG-t a vérkeringésbe juttatja vissza, és nem a tejbe szekretálja.
Az FcRn-t nagyobb mértékben kifejező Tg egerek immunológiai elemzései kapcsán felismertük, hogy ez a genetikai módosítás jelentősen fokozza az immun-válaszképességet, azaz:

1) magasabb antigén(Ag)-specifikus szérum IgG titert;

2) nagyobb számú Ag-specifikus B-sejtet és hibridómát;

3) nagyobb humorális immundiverzitást; és

4) hatékony immunválaszt vált ki gyengén immunogén Ag esetén is.

Az FcRn kifejeződés fokozása növeli az antigén-specifikus IgG titert és antigén-specifikus B-sejtek számát különösen gyengén immunogén antigének esetén.

Ezeket az előnyös tulajdonságokat az FcRn-t nagyobb mértékben kifejező Tg nyulakban is megfigyeltük. Ezzel új eljárást dolgoztunk ki a terápiás, diagnosztikai és kutatási monoklonális- és poliklonális ellenanyagok előállítására. Ennek kiaknázására szabadalmi bejelentést tettünk 2007-ben, amelyet az eddig az Európai, Ausztrál, Hong Kongi, Kínai, Kanadai és Japán Szabadalmi Hivatalok nyilvánítottak szabadalomnak, ill. hasznosító vállalatot alapítottunk (ImmunoGenes).
2014 őszétől bFcRn transzgénikus egereinket használja a japán Kyowa Hakko Kirin arra, hogy terápiás ellenanyagokat fejlesszen, ill. a világ vezető gyógyszergyártói tesztelik Tg állatainkat annak érdekében, hogy integrálják ezt a technológiát a saját terápiás ellenanyag fejlesztési rendszerükben. Kutatási együttműködésekben (pl. MTA Kísérletes Orvostudományi Kutató Intézet; New York University, School of Medicine; Public Health England) monoklonális és poliklonális ellenanyagokat fejlesztünk olyan antigének ellen, amelyekkel szemben a korábbi próbálkozások sikertelenek voltak.

Az FcRn fokozott kifejeződésének hatása a humorális immunrendszerre. A fokozott mértékű IgG védelem több antigén(Ag)-specifikus IgG-t eredményez a Tg állatokban, ami miatt több lesz az Ag-IgG immunkomplex (Ag-IgG-IC). A bFcRn-t fokozott mértékben kifejező Tg dendritikus sejtek (DC) nagyobb számban és hatékonyabban prezentálják az antigént és stimulálják a Thelper sejteket (TH). Ennek hatására a ráoltást követően fokozódik a naiv B sejtek, a memória B sejtek (BM) és a plazmasejtek (AFC) aktiválódása és száma a másodlagos nyirokszervekben, ami a humorális immunválasz diverzitásának fokozódásához, az Ag-specifikus IgG titer növekedéséhez vezet.

 

Aktív projektek

- Nemzeti Laboratórium létrehozása, komplex fejlesztése: Nemzeti Gyógyszerkutatási és Fejlesztési Laboratórium (PharmaLab) (RRF-2.3.1-21-2022-00015).

2022.03.01 - [2026.02.28.]

A Széchenyi Terv Plusz program keretében az Európai Unió finanszírozásával

 

További projektek

- Mielóma multiplex MRD elemzését lehetővé tévő NGS elemzés laboratóriumi szintű megvalósítása, ELTE Felsőoktatási Intézményi Kiválósági Program, Diagnosztika és Terápia projekt, Holobiont és Diagnosztika alprojekt (1783-3/2018/FEKUTSRAT, majd NKFIH-1157-8/2019-DT)

2018-2021.

Emberi Erőforrások Minisztériuma, majd a Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Hivatal támogatásával

 

- Biologikumok gyártástechnológiájának optimalizálása és az azt támogató analitikai vizsgálati módszerek fejlesztése (2017-1.3.1-VKE-2017-00002)

2018.02.01 - 2021.01.31.

Konzorciumi tag

Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból biztosított támogatással

További információk

 

- Áramlási citofluoriméter alkalmazása terápiás, diagnosztikai és kutatási ellenanyagok fejlesztésére és elemzésére (VEKOP-2.3.3-15-2017-00021)

2017.06.01 - 2020.05.31.

Támogatja: Széchenyi2020

További információk: ELTE Pályázati Központ weboldal

 

- Molekuláris biomarker kutatási és szolgáltatási központ kialakítása az ipari igények kiszolgálása érdekében, ELTE Biotechnológia Felsőoktatási és Ipari Együttműködési Központ (FIEK_16-1-2016-0005)

2017.04.01 - 2021.03.31.

Konzorciumi tag

Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból biztosított támogatással

ELTE Biotechnológia FIEK weboldal

 

- Bioszimiláris monoklonális antitestek fejlesztése (VKSZ_12-1-2013-0001)

2014.01.01 - 2017.12.31.

Konzorciumi tag

Támogatja: Széchenyi2020

 

- A neonatális Fc receptort fokozott mértékben kifejező transzgenikus egerek humorális immunválaszának alapvető funkcióinak vizsgálata (OTKA K101364).

2012 - 2014.