Neue Antikörperselektionsstrategien

Stanisak, Anna Katharina

In Zeiten der aufstrebenden personalisierten Medizin ist die schnelle und zuverlässige Generierung von spezifischen Antikörpern von besonderer Bedeutung - sei es zum Zwecke der Forschung, der Diagnostik oder der Therapie. Auch für die Erforschung der Proteomics, der Gesamtheit aller Proteine eines Organismus, sind spezifische Antikörper unabdingbar. Deren Generierung in-vitro wird seit den 1990er Jahren durch das Screenen von Antikörper-Phagenbibliotheken im sogenannten Panning erfolgreich durchgeführt. Verschiedene Faktoren wie die Antigenproduktion, die Antigenaufreinigung, der Verbrauch großer Mengen Antikörper-Phagenbibliotheken und der große manuelle Aufwand führen allerdings zu einer Limitierung dieser Methode im Hochdurchsatz. Aus diesem Grund müssen neue Antikörperselektionsstrategien für Hochdurchsatzverfahren entwickelt und deren Realisierung systematisch getestet werden. In dieser Arbeit wurde die etablierte Panningmethode mit scFv-Phagenbibliotheken auf immobilisiertem Antigen auf ihr Potential bezüglich der Miniaturisierung analysiert. Zusätzlich wurde die Protein-Microarraytechnologie in der Arbeitsgruppe etabliert und ihre Limitierung für die Anwendung im Panning aufgezeigt. Als unabhängige Technologie wurde eine Kombination aus Antikörper-Phagenbibliotheken und Antigen-Zelloberflächenbibliotheken entwickelt und das Potential für Antigen-Antikörper-Interaktionsstudien diskutiert. Im Rahmen dieser Arbeit konnten so wichtige Vorarbeiten geleistet und Trends erfasst werden, die die Vision eines proteomweiten Antikörperrepertoires in Zukunft ermöglichen können.

In the era of the upcoming personalized medicine the fast and reliable generation of specific antibodies is of strong interest for research, diagnostics and therapy. Furthermore, for additional investigations on proteomics, the entire set of proteins produced by an organism, antibodies are indispensable, too. The generation of which has successfully been established by in-vitro panning of antibody phage libraries since the early 1990s. However, various factors such as the production of target antigenes, their purification, the need of large amounts of antibody phage libraries, and the laborious process set limits to the method. Thus, new antibody selection strategies for high throughput generation of antibodies need to be developed and evaluated concerning their feasibility. In this study the established panning method with scFv-phage libraries on immobilized antigene was systematically analyzed with regard to its miniaturization scaling potential. In addition, epoxysilane based protein microarrays were established in the research group and their limits for the use in pannings were identified. As an independent technology, combinations of antibody phage display with antigenes displayed on Escherichia coli surfaces were tested and their potency as high throughput tool in antigen-antibody interaction studies was evaluated. In summary, this study entails important preliminary work and covers trends which allow the realization of a proteome-wide set of antibodies in the future.

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Stanisak, Anna Katharina: Neue Antikörperselektionsstrategien. 2015.

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