Informațiile actuale despre IgY

 

În 1893, Klemperer (1) a demonstrat că în ou sunt proteine care neutralizează virusuri. În 2004-2006, experţi din toată lumea au discutat pentru prima dată, despre ou ca produs farmaceutic (2). S-a discutat despre gălbenuş ca sursă importantă de imunoglobuline care pot fi folosite în diagnostic, profilaxie şi tratament, la animale şi om. Leslie şi Clem, în 1969, au demonstrat că IgY-ul este diferit de IgG (2). IgY-ul nu afectează activitatea medicamentelor în tractusul digestiv, nici absorbţia lor în circulaţia sângelui şi nici activitatea lor în organism. IgY-ul nu produce rezistenţa microorganismelor pentru care a fost creat şi nici remanenţă în organism.

Anticorpii folosiţi în prezent pentru cercetare, diagnostic şi tratament provin de la mamifere. Aceştia sunt anticorpi monoclonali sau policlonali. În general, pentru producerea de anticorpi policlonali sunt folosite animale precum calul, oaia, porcul, iepurele și cobaiul, iar pentru anticorpi monoclonali, se folosesc animale ca iepurele şi şoarecele. Ambele tehnologii au avantaje şi dezavantaje (3,6). Cea mai mare problemă a anticorpilor monoclonali este că mulți antigeni sunt slab sau nu sunt deloc imunogeni pentru şoarece. S-a constatat că prepararea anticorpilor proveniţi de la mamifere necesită tehnologii sofisticate şi de multe ori, cu un randament scăzut. Tehnologia folosită la mamifere este stresantă atât pentru imunizare, cât şi la prelevarea de sânge, pentru prepararea anticorpilor (3). În ultimii 25 de ani, utilizarea găinilor în locul mamiferelor pentru producţia de anticorpi a crescut. Cel mai mare avantaj îl constituie faptul că anticorpii se prelevează din ou în loc de ser. În acelaşi timp, cantitatea de anticorpi produşi de către o găină ouătoare este mai mare decât cea produsă de un mamifer având aceeași dimensiune (10). Purificarea imunoglobulinelor de la mamifere este consumatoare de timp şi scumpă. Astăzi, găinile sunt recunoscute ca o sursă ieftină şi convenabilă de anticorpi. Cantitatea de imunogobulină produsă dintr-un ou este egală cu cea preparată din 300 ml de sânge prelevat de la iepure.

Anticorpii de la găină se folosesc cu succes în cercetare, diagnostic şi tratamente cu scop profilactic sau curativ. Proteinele sunt mult mai imunogene la păsări decât la mamifere, datorită distanţei filogenetice dintre păsări şi mamifere, iar producţia de anticorpi este imediat stimulată la păsări (11). Folosirea găinilor pentru producerea de anticorpi permite reducerea drastică a numărului de animale. Stresul provocat mamiferelor este înlocuit cu recoltarea anticorpilor din ou. În plus, în ou este o cantitate mai mare de anticorpi decât în ser (12). Producţia de anticorpi pe găina are o serie de avantaje în comparaţie cu anticorpii policlonali de la mamifere. Aceste avanteje permit utilizarea IgY-ului atât în analize, cât şi în terapie.

În ou se găsesc imunoglobulinele IgA şi IgM care ajung în albuş din oviduct, în timp ce IgG-ul, numit mai recent IgY, se transferă din sânge în ovar. Masa moleculară este 180 kDa (25 kDa lanţurile uşoare şi 65-68 kDa lanţurile grele).

Fragmentul Fc din IgY are cele mai hidrofobice molecule. Cantitatea de imunoglobuline din ou este egală cu cea din serul de mamifer, aproximativ 6-13 mg/ml. O singură găină poate produce 30-34g de imunoglobulină pe an, de 10 ori mai multă decât poate produce un iepure. Perioada optimă de imunizare este de 60 de zile. După acest interval de timp de imunizare, se poate obţine cantitatea de 40g IgY per an (4,5,6,7).

IgY-ul este o imunoglobulină cu greutate moleculară mică prezentă în serul şi gălbenuşul păsărilor, în concentraţie de aproximativ 5-20 mg/ml.

Masa moleculară este 180 de kDa (25 kDa lanțurile ușoare şi 65-68 kDa lanţurile grele). Fragmentul FC din IgY are cele mai hidrofobe molecule.

Afinitatea anticorpilor policlonali nu se poate măsura deoarece nu interacţionează doar cu un singur epitop. Afinitatea evidenţiază doar interreacţia dintre un locus de cuplare cu antigenul şi un epitop de pe antigen, ceea ce se poate măsura doar cu anticorpi monoclonali.

Puterea de cuplare a anticorpilor monoclonali se poate descrie ca aviditate, care este o combinaţie între afinitatea către un singur locus şi valenţa anticorpilor. Valenţa descrie cu câte locusuri interacţionează anticorpii când se cuplează cu un antigen. IgY-ul poate acţiona, ca şi IgG-ul, bi sau monovalent, în funcţie de dimensiunea antigenului. Din acest motiv, activitatea de cuplare a anticorpilor policlonali poate fi puternică sau slabă. Se poate constata uneori, că IgY-ul are o afinitate scăzută faţă de antigene. În acest caz, trebuie ca IgY-ul să fie tratat cu atenţie deoarece capacitatea de cuplare este foarte mare. Acest fapt apare când antigenele sunt mai străine pentru găina, decât pentru iepure. În aceste situaţii se poate ca anticorpii să fie puternic multivalenţi la pasăre, comprativ cu iepurele, chiar dacă afinitatea este scăzută.

La mamifere, diversitatea anticorpilor este de cele mai multe ori realizată prin rearanjarea segmentelor diferitelor gene, ca să producă partea hipervariabilă a anticorpilor şi, în plus, prin mutaţii somatice. În acest mod este posibil să fie mai mult de un milion de anticorpi specifici.

Diversitatea anticorpilor de la găina este realizată în special prin conversia genelor şi, în plus, prin jocul flexibilităţii V-J, dar şi prin mutaţia punctului somatic ca la mamifere. În comparație cu mamiferele, la găini este o singură genă VH sau VL, dar există încă aproximativ 25 de aşa-numite pseudo-geneV (care au pierdut secvențele uzuale de reglare a transcripţiei şi recunoaştere de semnal), astfel că găinile pot produce frecvent, anticorpi care vor recunoaşte mai mulţi epitopi decât anticorpii de mamifere.

Bibliografie

1. Klemperer, F. Ueber natürlich Immunität und ihre verwerthung für die Immunisirungstherapie. Arch. Exp. Pathol. Pharmacol. 1893. 31:356382.
2. Leslie G. A. and Clem L.W. “Phylogeny of immunoglobulin structure and function”, Journal of Experimental Medicine, Vol. 130, No. 6: 1337-1352, 1969.
3. Mojca Narat. Production of Antibodies în Chickens, Food Technol. Biotechnol. 41 (2003) 259-267.
4. Kingori A.M. Uses of Poultry Eggs: Egg Albumen and Egg Yolk. Res. J. Poultry Sci. 5(2):9-13, 2012.
5. Mine Y., Kovacs-Nolan J. Chicken egg yolk antibodies as therapeutics în enteric infectious diseses: a review: J. Med. Food.2002;5(3):159-169.
6. Michael et al. Chicken egg yolk antibodies (IgY) as an alternative to mammalian antibodies. Indian Journal of Science and Technology Vol. 3 No. 4 (Apr. 2010).
7. Carlander D, Kollberg H, Wejåker PE, Larsson A. Peroral immunotherapy with yolk antibodies for the prevention and treatment of enteric infections. Immunol Res. 2000;21(1):1-6.
8. Larsson A, Carlander D. Oral immunotherapy with yolk antibodies to prevent infections în humans and animals. Ups J Med Sci. 2003;108(2):129-40.
9. Xu Y, Li X, Jin L, Zhen Y, Lu Y, Li S, You J, Wang L. Application of chicken egg yolk immunoglobulins în the control of terrestrial and aquatic animal diseases: a review. Biotechnol Adv. 2011 Nov-Dec;29(6):860-8.
10. Hau J and Hendriksen C Refinement of polyclonal antibody production by combining oral immunization of chickens with harvest of antibodies from the egg yolk. ILAR.(2005) 46, 294 299.
11. Bizanov G and Jonavskiene I Production and purification of IgY from egg yolk after immunization of hens with pig IgY. Bull. Vei. inst. Pulawy. (2003) 47, 403-410.
12. Larsson A, Balow RM, Lindahl TL and Forsberg PO Chicken antibodies: Taking advantage of evolution. A review. Poultry Sci.(1993) 72, 1807-1812.