[Monoclonal Antibodies in Allergic Diseases: Development, Pharmacology, and Clinical Applications]

Abstract

The understanding of immunological processes associated with allergic diseases and advancements in antibody bioengineering has driven the development of specific biological therapies. Monoclonal antibodies, selectively targeting cytokines involved in the pathogenesis of allergic processes or their receptors, have emerged as a promising tool in treating various conditions, including asthma, allergic rhinitis, urticaria, and severe atopic dermatitis. Since the approval of the first anti-CD3 mouse monoclonal antibody in 1986, remarkable progress has been achieved, marked by the development of chimeric, 'humanized,' and 'fully human' antibodies. The 'humanization' of monoclonal antibodies has played a crucial role in reducing the risk of immunogenicity and minimizing adverse effects, thereby notably enhancing the safety and efficacy of these therapeutic interventions. The aim of this article is to address the characterization, development, pharmacokinetics, pharmacodynamics, and clinical utility of monoclonal antibodies, with a primary focus on allergic diseases.

Keywords: immunoglobulins; hypersensitivity; asthma; allergic rhinitis; pharmacology.

Figura 1. Proceso de formación de hibridomas

1) Se inmuniza a un animal, generalmente un ratón o una rata, con el antígeno de interés. 2) Extracción de células del bazo del animal inmunizado. 3) Células de mieloma múltiple o plasmocitoma de rata o ratón 4) Formación del hibridoma: Las células B de los animales inmunizados se fusionan con las células tumorales, que tienen la capacidad de crecimiento indefinido en cultivo y producir anticuerpos, esta fusión es favorecida por el uso de Polietilenglicol (PEG) 5) Después de la fusión, las células se cultivan en HAT (medio que contiene hipoxantina-aminopterina-timidina) que solo permite sobrevivir a los hibridomas. Se seleccionan las células híbridas que se han formado con éxito y se clonan para obtener poblaciones de células idénticas que producen el mismo anticuerpo monoclonal 6) Anticuerpos monoclonales. Los anticuerpos monoclonales se purifican

Figura 2. Descripción esquemática de la “humanización” de anticuerpos desde anticuerpos murinos (dominios rojos) hasta anticuerpos completamente humanos (dominios azules) y sus sufijos asociados.

Figura 3. Plataformas de presentación de fagos ("phage display")

1- Inicialmente, se aíslan linfocitos B de donantes humanos, y se extraen y amplifican los genes que codifican las cadenas variables de los anticuerpos de interés, compuestas por cadenas pesadas (VH) y livianas (VL). Estas secuencias genéticas, tras recombinación y randomización, generan todas las combinaciones posibles de VH y VL, siendo luego insertadas en el genoma del bacteriófago, formando así una biblioteca de fagos. 2- "Panning": Los fagos se ponen en contacto con el antígeno de interés inmovilizado en una superficie sólida. Aquellos que se unen con alta afinidad al antígeno se retienen, mientras que los que no se unen son lavados. 3- Los fagos que están unidos al antígeno se eluyen y se utilizan para infectar Escherichia coli, amplificando así la cantidad de fagos que exhiben fragmentos de anticuerpos específicos. Estos fragmentos se incorporan al esqueleto estructural del anticuerpo, formando anticuerpos completos.

Figura 4. Generación de anticuerpos monoclonales a partir de ratones transgénicos "XenoMouse"

1) célula madre embrionaria de ratón 2) Los loci de los genes de inmunoglobulinas de ratón (cadenas pesadas y ligeras) fueron inactivados en células madre embrionarias mediante la eliminación dirigida de genes 3) Se genera una cepa de ratón incapaz de producir anticuerpos 4) Célula madre embrionaria de ratón en la cual se introdujeron genes de anticuerpos humanos 5) Se logra una cepa de ratón transgénico capaz de producir tanto anticuerpos humanos como de ratón. 6) Los ratones incapaces de producir inmunoglobulina de ratón se cruzan con los ratones transgénicos, lo que resulta en la cepa de “XenoMouse” que expresa anticuerpos completamente humanos y es incapaz de producir anticuerpos de ratón. 7) Las células B productoras de anticuerpos, aisladas del bazo de un “XenoMouse” inmunizado, se utilizan para producir hibridomas. Cada hibridoma puede producir grandes cantidades de anticuerpos completamente humanos