Le differenze nei metodi di produzione degli anticorpi terapeutici possono portare a variazioni nella loro struttura, a seconda della procedura ricombinante selezionata. Le distinzioni, che si basano su una serie di glicosilazioni, persino sulla stabilità degli anticorpi. Questo è stato il risultato di un confronto ad alta precisione delle proprietà strutturali degli isotopi anticorpali prodotti in colture cellulari o piante. Equipment BOKU (EQ BOKU) con sede presso l'Università delle risorse naturali e delle scienze della vita, Vienna (BOKU) ha impiegato spettrometri di massa all'avanguardia per individuare differenze minime nella glicosilazione delle immunoglobuline.
Gli anticorpi sono una delle forme di medicina più precise e vengono sempre più utilizzati per combattere il cancro e altre condizioni. Sono spesso prodotti in modo ricombinante, con una gamma di diversi processi di produzione in uso. Ogni processo crea un'identica impalcatura proteica nell'anticorpo, ma ci sono differenze in ciò che è noto come glicosilazione, o modifica con l'aggiunta di carboidrati specifici. In precedenza, si sapeva poco del modo in cui queste differenze si manifestano e della forma che assumono. Identificando questi sottili, ma distinzioni potenzialmente significative dal punto di vista medico richiedono un'analisi estremamente complessa, che è possibile solo utilizzando le più recenti procedure di spettrometria di massa. Un team BOKU ha avuto accesso a tali apparecchiature presso la struttura EQ BOKU dell'università e ha portato alla luce alcuni risultati sorprendenti.
Il team guidato dal Prof. Richard Strasser è il primo a identificare differenze precise nei modelli di glicosilazione dell'immunoglobulina A, che era stato prodotto in colture di cellule umane (HEK293) o sistemi vegetali (Nicotiana benthamiana). Prof. Strasser, membro del Dipartimento di Genetica Applicata e Biologia Cellulare, ha commentato:"Anche noi siamo rimasti sorpresi da quanto fossero grandi le differenze. C'erano forti contrasti tra i due sistemi in termini di struttura dei carboidrati utilizzati per la glicosilazione e la loro posizione sulle proteine".
Con l'aiuto di tecniche ultramoderne chiamate cromatografia capillare in fase inversa e spettrometria di massa elettrospray fornita da EQ, il team è riuscito ad analizzare la glicosilazione in ogni sistema nei minimi dettagli. Hanno scoperto che l'immunoglobulina A prodotta nella coltura cellulare HEK293 aveva molti più e anche più N-glicani complessi - un gruppo di carboidrati che si legano a particolari atomi di azoto - rispetto a quello prodotto nelle colture cellulari di mammifero. L'immunoglobulina A prodotta nelle piante aveva anche una gamma di strutture significativamente più ristretta. Ciò era dovuto principalmente al fatto che le piante non hanno nessuna delle vie metaboliche necessarie per la glicosilazione dei mammiferi. "Ma abbiamo anche visto glicosilazioni negli anticorpi prodotti nelle piante che possono verificarsi solo nelle piante, " ha aggiunto il prof. Strasser.
Sebbene le glicosilazioni negli anticorpi prodotti in N. benthamiana fossero puramente vegetali-specifiche, gli anticorpi hanno mostrato le stesse proprietà di legame per gli antigeni di quelli prodotti utilizzando cellule umane. Ciò suggerisce che per quanto riguarda le applicazioni terapeutiche, la scelta del sistema produttivo non fa differenza. Però, un'ulteriore analisi del team del Prof. Strasser ha rivelato che la stabilità dell'immunoglobulina A varia a seconda del metodo di produzione, un fattore che potrebbe avere un effetto decisivo sul suo utilizzo nel trattamento. L'analisi ha comportato il test della stabilità termica degli anticorpi, che si è rivelata più bassa nelle immunoglobuline A prodotte nelle piante. "Dobbiamo effettuare ulteriori test per scoprire quanto questo sia significativo per l'applicazione di questi anticorpi nel trattamento, “ ha spiegato il prof. Strasser.
Il suo team ha tutte le risorse necessarie per fare proprio questo in EQ BOKU. Spettrometri di massa all'avanguardia, procedure cromatografiche e calorimetri - e il know-how degli esperti di BOKU - sono tutti a disposizione dei team di ricerca dell'università, nonché agli utenti dell'industria e di altre istituzioni accademiche.
