Intrabody

Da es bisher keine wirksamen Mechanismen gibt, Antikörper in eine Zelle hinein zu transportieren, ist es notwendig, dass der betreffende Antikörper als rekombinantes Protein in der Zielzelle exprimiert wird. Dies kann in transgenen Tieren[2] oder durch Gentherapie erreicht werden. Daher bezeichnet man solche Antikörper, die für eine intrazelluläre Wirksamkeit modifiziert wurden, als Intrabodies, auch wenn sie in Bakterien oder anderen Zellen, die keine Zielorganismen sind, produziert wurden.[3] Der Begriff kann daher für verschiedene Formen des Protein-Targeting verwendet werden. Der Antikörper kann nach Expression im Cytoplasma verbleiben, ein Kernlokalisierungssignal besitzen,[4] oder mittels einer KDEL-Sequenz durch Translokation während der Translation in das Innere des endoplasmatische Retikulum eingeschleust werden.[5] Da Antikörper normalerweise sezerniert werden, müssen die Signalsequenzen durch ein Proteindesign angepasst werden. Zu diesem Zweck benutzt man Einzelkettenantiköper, verändert die VL-Domänen der Antikörper, um deren Stabilität zu verbessern,[6] selektiert Antikörper, die gegen intrazelluläre Abbaumechanismen resistenter sind,[7] oder erzeugt Fusionsproteine mit Protein-Tags – beispielsweise mit dem Maltose-bindenden Protein  (MBP) – die intrazellulär stabiler sind.[8] Durch solche Optimierungen wurden stabile Intrabodies erzeugt, die verschiedene Eigenschaften besitzen und vielleicht gegen Hepatitis B[9], die Geflügelpest[10], Prionen-Erkrankungen[11], Entzündung[12], die Parkinson-Krankheit[13] und Chorea Huntington[14] eingesetzt werden können. Ein Knockdown von Membranproteinen oder sekretierten Proteinen kann mit ER intrabodies erreicht werden. Während im Cytosol oft nur ausgewählte Antikörper funktional sind, können sich Antikörper die als ER intrabodies genutzt werden in ihrem natürlichen Kompartiment falten, sodass die für cytosolischen Antikörper notwendigen Optimierungen nicht notwendig sind.[15]

1. SY Chen, J Bagley, WA Marasco: Intracellular antibodies as a new class of therapeutic molecules for gene therapy. In: Human gene therapy. 5. Jahrgang, Nr. 5, 1994, S. 595–601, doi:10.1089/hum.1994.5.5-595, PMID 7914435.
2. AL Marschall, FN Single, K Schlarmann, A Bosio, N Strebe, J van den Heuvel, A Frenzel, S Dübel: Functional knock down of VCAM1 in mice mediated by endoplasmatic reticulum retained intrabodies. In: MAbs. 6. Jahrgang, Nr. 6, 2014, S. 1394-401, doi:10.4161/mabs.34377, PMID 25484057.
3. PA Cohen, JC Mani, DP Lane: Characterization of a new intrabody directed against the N-terminal region of human p53. In: Oncogene. 17. Jahrgang, Nr. 19, 1998, S. 2445–56, doi:10.1038/sj.onc.1202190, PMID 9824155.
4. AM Mhashilkar, J Bagley, SY Chen, AM Szilvay, DG Helland, WA Marasco: Inhibition of HIV-1 Tat-mediated LTR transactivation and HIV-1 infection by anti-Tat single chain intrabodies. In: The EMBO Journal. 14. Jahrgang, Nr. 7, 1995, S. 1542–51, PMID 7537216, PMC 398241 (freier Volltext).
5. Yurong Yang Wheeler, Timothy E. Kute, Mark C. Willingham, Si-Yi Chen, and David C. Sane: Intrabody-based strategies for inhibition of vascular endothelial growth factor receptor-2: effects on apoptosis, cell growth, and angiogenesis. In: The FASEB Journal. 2003, doi:10.1096/fj.02-0942fje (fasebj.org).
6. PA Cohen, JC Mani, DP Lane: Characterization of a new intrabody directed against the N-terminal region of human p53. In: Oncogene. 17. Jahrgang, Nr. 19, 1998, S. 2445–56, doi:10.1038/sj.onc.1202190, PMID 9824155.
7. A Auf Der Maur, D Escher, A Barberis: Antigen-independent selection of stable intracellular single-chain antibodies. In: FEBS Letters. 508. Jahrgang, Nr. 3, 2001, S. 407–12, doi:10.1016/S0014-5793(01)03101-5, PMID 11728462.
8. S Shaki-Loewenstein, R Zfania, S Hyland, WS Wels, I Benhar: A universal strategy for stable intracellular antibodies. In: Journal of immunological methods. 303. Jahrgang, Nr. 1–2, 2005, S. 19–39, doi:10.1016/j.jim.2005.05.004, PMID 16045924.
9. B Serruys, F Van Houtte, P Verbrugghe, G Leroux-Roels, P Vanlandschoot: Llama-derived single-domain intrabodies inhibit secretion of hepatitis B virions in mice. In: Hepatology (Baltimore, Md.). 49. Jahrgang, Nr. 1, 2009, S. 39–49, doi:10.1002/hep.22609, PMID 19085971.
10. M. M. Mukhtar, S. Li, W. Li, T. Wan, Y. Mu, W. Wei, L. Kang, S. T. Rasool, Y. Xiao, Y. Zhu, J. Wu: Single-chain intracellular antibodies inhibit influenza virus replication by disrupting interaction of proteins involved in viral replication and transcription. In: The international journal of biochemistry & cell biology. Band 41, Nummer 3, März 2009, ISSN 1878-5875, S. 554–560, doi:10.1016/j.biocel.2008.07.001. PMID 18687409.
11. I Filesi, A Cardinale, S Mattei, S Biocca: Selective re-routing of prion protein to proteasomes and alteration of its vesicular secretion prevent PrP(Sc) formation. In: Journal of Neurochemistry. 101. Jahrgang, Nr. 6, 2007, S. 1516–26, doi:10.1111/j.1471-4159.2006.04439.x, PMID 17542810.
12. N. Strebe, A. Guse, M. Schüngel, T. Schirrmann, M. Hafner, T. Jostock, M. Hust, W. Müller, S. Dübel: Functional knockdown of VCAM-1 at the posttranslational level with ER retained antibodies. In: Journal of immunological methods. Band 341, Nummer 1–2, Februar 2009, ISSN 0022-1759, S. 30–40, doi:10.1016/j.jim.2008.10.012. PMID 19038261.
13. C Zhou, S Przedborski: Intrabody and Parkinson's disease. In: Biochimica et Biophysica Acta. 1792. Jahrgang, Nr. 7, 2009, S. 634–42, doi:10.1016/j.bbadis.2008.09.001, PMID 18834937, PMC 2745095 (freier Volltext).
14. A Cardinale, S Biocca: The potential of intracellular antibodies for therapeutic targeting of protein-misfolding diseases. In: Trends in Molecular Medicine. 14. Jahrgang, Nr. 9, 2008, S. 373–80, doi:10.1016/j.molmed.2008.07.004, PMID 18693139.
15. AL Marschall, S Dübel, T Böldicke: Specific in vivo knockdown of protein function by intrabodies. In: MAbs. 7. Jahrgang, Nr. 6, 2015, S. 1010-35, doi:10.1080/19420862.2015.1076601, PMID 26252565.