TUTUN BİTKİSİNDE MONOKLONAL ANTİKOR URETİMİ
Hazırlayan: Nergiz Gürbüz Öztürk, Sami Doğanlar
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fen Fakültesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik
Bölümü, Urla-İzmir
Proje Özeti:
Çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılan antibiyotikler, analjezikler, hormonlar
gibi küçük organik moleküller sınıfına giren farmasötiklerin birçoğu biyolojik olarak
mikrobiyal sistemlerde ya da kimyasal olarak organik sentez yolu ile üretilmektedir.
Küçük molekül ağırlıklı ilaçlar ile tedavi edilemeyen hastalıklarda antikor terapisi
oldukça umut vaat edicidir. Antikorlar gibi daha kompleks ve moleküler ağırlığı daha
yüksek terapötik proteinlerin ise bu sistemlerde üretimi daha zor ve başarı oranı
düşüktür. Çünkü kompleks proteinler fosforilasyon ya da glikozilasyon gibi posttranslasyonel
modifikasyonlar ile fonksiyon kazanırlar ve memelilerde üretilen
antikorlar 2 ağır, 2 hafif zincirden meydana gelmektedir ve fonksiyon kazanmak için
glikozillenmelidir. Mikrobiyal sistemlerde ökaryotik hücrelerde gerçekleşen protein
modifikasyonlarını taklit etmek mümkün değildir. Genetik olarak değiştirilmiş bitkiler
hayvanlardaki glikozillenme prosesini taklit edebilirler. Böylece bitkilerde üretilmiş
antikorların tedavide kullanıldığı zaman yan etkiler ve uyumsuzluk söz konusu olmaz.
Terapötik proteinlerin üretiminde mikrobiyal sistemlerin ve memeli hücre kültürünün
yerine bitki sistemlerinin kullanılması oldukça başarılı sonuçlar ve avantajlar sunmuştur.
Hücre kültürlerinde üretilen farmasötiklerin üretim verimleri oldukça düşük olması,
piyasa isteğini yeteri kadar karşılamaması, üretim maliyetlerinin yüksek olmasının
yanı sıra bu kültürlerde ölçek büyütme oldukça güçtür. Mikrobiyal sistemlerde ölçek
büyütmek kolay olsa da hedef protein doğru şekilde toplanamaz ve post-translasyonel
modifikasyonlar gerçekleşemez. Buna karşın, bitki sistemlerinde ölçek büyütme
neredeyse sorunsuzdur. Hedef protein endüstriyel seviyelerde üretilebilir. Ayrıca bitki
ekspresyon sistemleri ile, mikrobiyal sistemler ile mümkün olmayan, proteinlerin
post-translasyonel modifikasyonlarını gerçekleştirmek mümkündür. Bu da hedef
moleküllerin aktif formlarının üretilmesi demektir. Bununla beraber, bu sistemler hedef
proteinlerin bitki dokusunda uzun süreli depolamaya olanak sağlar. Bu nedenle, çeşitli
farmasötiklerin bitkilerde büyük ölçekli üretimi ön plana çıkmaktadır. Farmasötiklerin
bitkilerde üretimi; yüksek miktarlarda üretimin kolaylığı, düşük maliyet, bitki
kültürlerinin kolay oluşturulması ve devamlılığı gibi avantajları bir arada sunmaktadır.
Günümüzde bitki ekspresyon sistemleri ile antikorlar, aşırı ve örneğin süt proteinleri
gibi bazı diğer proteinlerin kullanımı onaylanmıştır. Örneğin; HIV, gaucher hastalığı,
hipertansiyon, kistik fibroz, hepatit B, hepatit C, anemi gibi birçok hastalığın tedavisinde
kullanılan farmasötikler bitki ekspresyon sistemleri ile üretilmiş ve piyasada oldukça
önemli bir yer tutmuştur.
Lemfoma, lösemi ve romatoid artrit gibi otoimmün hastalıkların immün hücrelerden
B hücreleri ile ilişkili olduğu bilinmektedir. Bu nedenle bu hastalıkların tedavisinde B
hücrelerini baskılamak, anormal çoğalmalarını durdurmak önemli bir yer tutmaktadır.
Piyasadaki ilaçlar bu hücrelerin yüzeyinde bulunan CD 20 proteinine karşı kimerik
olabilmekle beraber monoklonal antijenlerdir ve oldukça pahalıdır. Sunulan bu proje
ile lemfoma, lösemi ve romatoid artrit hastalıklarının tedavisinde kullanılmak üzere B
hücrelerinin yüzeyinde bulunan CD 20 proteinine karşı monoklonal antikorların tütün
bitkisinde üretimi hedeflenmektedir.