Los anticuerpos monoclonales son inmunoglobulinas idénticas entre sí y que proceden de un único clon de células B plasmáticas, es decir, de un único conjunto de linfocitos B que se diferenciaron y multiplicaron tras entrar en contacto con un antígeno determinado, para formar anticuerpos específicos contra dicho antígeno.
Qué ocurre naturalmente en el organismo (contexto inmunológico)
Cuando nuestro sistema inmune reacciona frente a un agente extraño mediante el mecanismo de inmunidad adaptativo, diferentes linfocitos B reconocen distintos determinantes antigénicos (o epitopes) de dicho agente. Este reconocimiento hace que cada uno de estos linfocitos B se diferencien y multipliquen para formar distintos clones -conjuntos- de células B plasmáticas productoras de anticuerpos. Es importante destacar que cada uno de los clones de células B proceden de un único linfocito B que reconoció a un único determinante antigénico específico. De esta manera, cada clon de células B produce un único tipo de anticuerpo.
Pero la respuesta inmune fisiológica es policlonal, porque todos los conjuntos de anticuerpos procedentes de todos los grupos de células B plasmáticas diferentes actúan en simultáneo reconociendo diferentes partes del agente extraño en cuestión, y se diferencian, básicamente en la sensibilidad para reconocerlo (que se determina por la estructura molecular de su región variable).
Método tradicional de obtención de anticuerpos parcialmente purificados
Con la finalidad de obtener un grupo de anticuerpos idénticos, aislados de los demás tipos producidos ante una respuesta inmune, hasta mediados de la década de 1970 se ha utilizado el hoy llamado ‘’método tradicional’’.
En el método tradicional se utilizan animales de laboratorio (ratas o ratones, por ejemplo), a los que se les inyecta un antígeno determinado esperando que su sistema inmune reaccione de forma fisiológica. Como mencionamos, la respuesta inmune es policlonal, y en la sangre de dichos animales se encuentra una mezcla de distintos anticuerpos provenientes de diferentes clones de células B plasmáticas. Entonces, se extrae sangre y mediante técnicas de laboratorio, se separan los diferentes clones de células B plasmáticas y se mantienen en cultivo. Así, cada clon produce su tipo único de anticuerpo separado de los otros.
Sin embargo, el método tradicional es difícil de realizar y no es 100% efectivo, por lo que puede haber pequeñas mezclas de células B plasmáticas diferentes (y, por consiguiente, de anticuerpos) en cada cultivo. Por tal motivo, se dice que los anticuerpos obtenidos mediante este método son parcialmente purificados. Además, las células plasmáticas no duran vivas mucho tiempo en cultivo. Todo esto determina que el rendimiento de este método sea bajo.
Método de Milstein y Köhler para la obtención de anticuerpos monoclonales
El término ‘’anticuerpos monoclonales’’ surgió en realidad en 1975 cuando César Milstein (1927-2002) y Georges Köhler (1946-1995) idearon un método superador al método tradicional para poder producir anticuerpos idénticos provenientes de un único clon de células B plasmáticas con una efectividad mucho mayor.
Para esto, inyectaron ratones con un antígeno determinado, y aislaron las células B plasmáticas de interés (hasta aquí igual que el método tradicional visto anteriormente). Pero luego, fusionaron dichas células B plasmáticas con células de mieloma provenientes de otro ratón que no podía producir anticuerpos propios.
Las células de mieloma son células plasmáticas tumorales, es decir, perdieron la capacidad de regular su división celular y se reproducen de manera desmedida. Esta característica hace que, a diferencia de la células plasmáticas normales, tengan la capacidad de sobrevivir en cultivo de forma indefinida.
Así, cada célula híbrida resultante de la fusión de una célula de mieloma (que no podía sintetizar sus propios anticuerpos) con una célula B plasmática (productora de un tipo específico de anticuerpo de interés), tenía la capacidad de multiplicarse indefinidamente en cultivo y producir un único tipo de anticuerpo (monoclonal) a grandes escalas. Entonces, tras la separación de dichas células híbridas en diferentes medios de cultivo selectivos, se pudieron obtener clones aislados en proliferación que producían grandes cantidades de anticuerpos monoclonales específicos para un antígeno de interés.
Tipos de anticuerpos monoclonales
La técnica que valió a César Milstein de un premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1984 se ha ido modificando y perfeccionando para poder utilizar los anticuerpos monoclonales en humanos con el fin de tratar diferentes enfermedades. En la actualidad se pueden obtener cuatro tipos de anticuerpos monoclonales, que se diferencian básicamente por el origen de las cadenas que forman su estructura molecular. Así, podemos diferenciar:
• Anticuerpos monoclonales murinos: Son los procedentes de células originadas en ratones, tal como lo realizó Milstein junto con su colega. El problema con estos anticuerpos es que si se quieren utilizar para el tratamiento de enfermedades humanas producen respuestas inmunes por problemas de compatibilidad entre especies.
• Anticuerpos monoclonales quiméricos: Son anticuerpos murinos a los que se les sustituyeron las regiones constantes de su estructura por cadenas humanas. Es decir, sólo proviene del ratón la parte del anticuerpo que reconoce al epitope específico del antígeno (la región variable).
• Anticuerpos monoclonales humanizados: Yendo un paso más allá, estos anticuerpos tienen sus regiones constantes humanas, y también un porcentaje importante de sus regiones variables, con apenas un pequeño porcentaje de estas últimas con origen murino.
• Anticuerpos monoclonales humanos: Son los formados por cadenas completamente humanas. Para esto, se utilizan animales transgénicos que portan genes humanos añadidos en su material genético.
Ejemplos de utilidad de los anticuerpos monoclonales
Los usos y aplicaciones de los anticuerpos monoclonales en la actualidad son enorme. Podemos decir, sin exagerar, que han revolucionado las ciencias de la biología y la medicina.
Solo por enumerar algunos, las utilidades de los anticuerpos monoclonales incluyen el diagnóstico de enfermedades y el tratamiento de muchas otras (principalmente enfermedades autoinmunes y algunos tipos de cáncer) de forma directa e indirecta (producción de fármacos).
Además, se utilizan a diario en múltiples técnicas de investigación como el Western blot y la técnica Elisa, entre otras.
Una aplicación más cercana que podemos mencionar es el diagnóstico de embarazo: se utilizan anticuerpos monoclonales en las pruebas de embarazo caseros que se venden en las farmacias, que son específicos para el reconocimiento de la hormona gonadotropina coriónica humana (HCG), presente únicamente en la orina de las mujeres embarazadas.
Referencias bibliográficas
Curtis, H. y Cols. (2022). ‘’Biología en contexto social’’. Octava edición. Buenos Aires: Médica Panamericana.16 Anticuerpos monoclonales y sus aplicaciones, Fujifilm Wako
Mieloma, CDC
Prueba de embarazo, Planned Parenthood
Autora
Escrito por Tatiana Bengochea para la Edición #127 de Enciclopedia Asigna, en 08/2023. Tatiana es Lic. en Ciencias Biológicas y Prof. en Biología. Graduada en la UBA, Arg.