ANTIBODI MONOKLONAL

Pengertian Antibodi Monoklonal

Antibodi merupakan campuran protein di dalam darah dan disekresi mukosa menghasilkan sistem imun bertujuan untuk melawan antigen asing yang masuk ke dalam sirkulasi darah. Antibodi dibentuk oleh sel darah putih yang disebut limfosit B. Limfosit B akan mengeluarkan antibodi yang kemudian diletakkan pada permukaannya. Setiap antibodi yang berbeda akan mengenali dan mengikat hanya satu antigen spesifik. Antigen merupakan suatu protein yang terdapat pada permukaan bakteri, virus dan sel kanker. Pengikatan antigen akan memicu multiplikasi sel B dan penglepasan antibodi. Ikatan antigen antibodi mengaktivasi sistem respons imun yang akan menetralkan dan mengeliminasinya.Antibodi memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran walaupun struktur dasarnya berbentuk `Y. Antibodi tersebut mempunyai 2 fragmen, fragmen antigen binding Fab dan fragmen cristallizable Fc. Fragmen antigen binding Fab digunakan untuk mengenal dan mengikat antigen spesifik, tempat melekatnya antigen antibodi yang tepat sesuai regio yang bervariasi disebut complementary determining region (CDR) dan Fc berfungsi sebagai efektor yang dapat berinteraksi dengan  sel imun atau protein serum.

Antibody monoclonal adalah antibody yang diproduksi dari sel-sel yang berasal dari satu sel klon, sedangkan klon adalah segolongan sel yang berasal dari satu sel dan karenanya identik secara genetik. Kloning dapat dilakukan dengan mengencerkan larutan sel sedeikian rupa, sehingga dalam biakan sel diperoleh sumuran yang hanya mengandung satu sel (Karnen, 2018).

Antibody monoclonal adalah antibody yang identik karena diproduksi oleh satu jenis sel imun yang berasal dari satu sel induk tunggal (Somesh, 2013).

Tipe – Tipe Antibodi Monoklonal

Antibody monoklonal memiliki 4 tipe, yaitu :

a.       Murine, murni didapat dari tikus dan menyebabkan human anti mouse antibodies (HAMA) nama akhirannya momab (ibritumomab).

b.      Chimeric, gabungan fc antibody human dan Fab antibody monoclonal tikus nama akhirannya ximab (rituximab).

c.       Humanized, hanya sebagian kecil Fab antibody tikus yang digabungkan dengan antibody human nama akhirannya zumab (trastuzumab).

d.      Fully human, keseluruhan antibody human nama akhirannya munab (adalimunab).

Cara Pembuatan Antibodi Monoklonal

Kőhler dan Milstein menjelaskan bagaimana caranya mengisolasi dan mengembangkan antibodi monoklonal murni spesifik dalam jumlah banyak yang didapat dari campuran antibodi hasil respons imun.1 Tikus yang telah diimunisasi dengan antigen khusus ke dalam sumsum tulang akan menghasilkan sel limfosit B yang  memiliki masa waktu hidup terbatas dalam kultur, hal ini dapat diatasi dengan cara menggabungkan dengan sel limfosit B tumor (myeloma) yang abadi. Hasil campuran heterogen sel hybridomas dipilih hybridoma yang memiliki 2 kemampuan yaitu dapat menghasilkan antibodi khusus dan dapat tumbuh di dalam kultur. Hybridoma ini diperbanyak sesuai klon individualnya dan setiap klon hanya menghasilkan satu jenis antibodi monoklonal yang permanen dan stabil. Hybridoma yang berasal dari satu limfosit akan menghasilkan antibodi yang akan mengenali satu jenis antigen. Antibodi inilah yang dikenal sebagai antibodi monoclonal.

Proses pembuatan antibodi monoklonal melalui 5 tahapan yaitu :

1.      Imunisasi tikus dan seleksi tikus donor untuk pengembangan sel hybridoma Tikus diimunisasi dengan antigen tertentu untuk menghasilkan antibodi yang diinginkan. Tikus dimatikan jika titer antibodinya sudah cukup tercapai dalam serum kemudian limpanya digunakan sebagai sumber sel yang akan digabungkan dengan sel myeloma.

2.      Penyaringan produksi antibodi tikus Serum antibodi pada darah tikus itu dinilai setelah beberapa minggu imunisasi. Titer serum antibodi ditentukan dengan berbagai macam teknik seperti enzyme link immunosorbent assay (ELISA) dan flow cytometry. Fusi sel dapat dilakukan bila titer antibodi sudah tinggi jika titer masih rendah maka harus dilakukan booster  sampai respons yang adekuat tercapai. Pembuatan sel hybridoma secara in vitro diambil dari limpa tikus yang dimatikan.

3.      Persiapan sel myeloma Sel myeloma yang didapat dari tumor limfosit abadi tidak dapat tumbuh jika kekurangan hypoxantine guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT) dan sel limpa normal masa hidupnya terbatas. Antibodi dari sel limpa yang memiliki masa hidup terbatas menyediakan HGPRT lalu digabungkan dengan sel myeloma yang hidupnya abadi sehingga dihasilkan suatu hybridoma yang dapat tumbuh tidak terbatas. Sel myeloma merupakan sel abadi yang dikultur dengan 8 azaguanine sensitif terhadap medium seleksi hypoxanthine aminopterin thymidine (HAT). Satu minggu sebelum fusi sel, sel myeloma dikultur dalam 8 azaguanine. Sel harus mempunyai kemampuan hidup tinggi dan dapat tumbuh cepat. Fusi sel menggunakan medium HAT untuk dapat bertahan hidup dalam kultur.

4.      Fusi sel myeloma dengan sel imun limpa Satu sel limpa digabungkan dengan sel myeloma yang telah dipersiapkan. Fusi ini diselesaikan melalui sentrifugasi sel limpa dan sel myeloma dalam polyethylene glycol suatu zat yang dapat menggabungkan membran sel. Sel yang berhasil mengalami fusi dapat tumbuh pada medium khusus. Sel itu kemudian didistribusikan ke dalam tempat yang berisi makanan, didapat dari cairan peritoneal tikus. Sumber makanan sel itu menyediakan growth factor untuk pertumbuhan sel hybridoma.

5.      Pengembangan lebih lanjut kloning sel hybridoma Kelompok kecil sel hybridoma dapat dikembangkan pada kultur jaringan dengan cara seleksi ikatan antigen atau dikembangkan melalui metode asites tikus. Kloning secara limiting dilution akan memastikan suatu klon itu berhasil. Kultur hybridoma dapat dipertahankan secara in vitro dalam tabung kultur (10-60 ug/ml) dan in vivo pada tikus, hidup tumbuh di dalam suatu asites tikus. Konsentrasi antibodi dalam serum dan cairan tubuh lain 1-10 ug/ml.

Mekanisme Kerja Antibodi Monoklonal

Antibodi monoklonal menggunakan mekanisme kombinasi untuk meningkatkan efek sitotoksik sel tumor. Mekanisme komponen sistem imun adalah antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC), complement dependent cytotoxicity (CDC), mengubah signal transduksi sel tumor atau menghilangkan sel permukaan antigen. Antibodi dapat digunakan sebagai target muatan (radioisotop, obat atau toksin) untuk membunuh sel tumor atau mengaktivasi prodrug di tumor, antibody directed enzyme prodrug therapy (ADEPT). Antibodi monoklonal digunakan secara sinergis melengkapi mekanisme kerja kemoterapi untuk melawan tumor.

Antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC)

Antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC) terjadi jika antibodi mengikat antigen sel tumor dan Fc antibodi melekat dengan reseptor Fc pada permukaan sel imun efektor. Interaksi Fc reseptor ini berdasarkan kemanjuran antitumor dan sangat penting pada pemilihan suatu antibodi monoklonal. Sel efektor yang berperan masih belum jelas tapi diasumsikan sel fagosit mononuklear dan atau natural killer (NK). Struktur Fc domain dimanipulasi untuk menyesuaikan jarak antibodi dan interaksi dengan Fc reseptor. Antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC) dapat meningkatkan respons klinis secara langsung menginduksi destruksi tumor melalui presentasi antigen dan menginduksi respons sel T tumor. Antibodi monoklonal berikatan dengan antigen permukaan sel tumor melalui Fc reseptor permukaan sel NK. Hal ini memicu penglepasan perforin dan granzymes untuk menghancurkan sel tumor. Sel - sel yang hancur ditangkap antigen presenting cell (APC) lalu dipresentasikan pada sel B sehingga memicu penglepasan antibodi kemudian antibodi ini akan berikatan dengan target antigen. Sel cytotoxic T lymphocytes (CTLs) dapat mengenali dan membunuh sel target antigen.

Complement dependent cytotoxicity (CDC)

Pengikatan antibodi monoklonal dengan antigen permukaan sel akan mengawali kaskade komplement. Complement dependent cytotoxicity (CDC) merupakan suatu metode pembunuh sel tumor yang lain dari antibodi. Imunoglobulin G1 dan G3 sangat efektif pada CDC melalui jalur klasik aktivasi komplemen. Formasi kompleks antigen antibodi merupakan komplemen C1q berikatan dengan IgG sehingga memicu komplemen protein lain untuk mengawali penglepasan proteolitik sel efektor kemotaktik / agen aktivasi C3a dan C5a. Kaskade komplemen ini diakhiri dengan formasi membrane attack complex (MAC) sehingga terbentuk suatu lubang pada sel membran. Membrane attack complex (MAC) memfasilitasi keluar masuknya air dan Na++ yang akan menyababkan sel target lisis.

Perubahan transduksi signal

Reseptor growth factor merupakan suatu antigen target tumor, ekspresinya berlebihan pada keganasan. Aktivasi transduksi signal pada kondisi normal akan menginduksi respons mitogenik dan meningkatkan kelangsungan hidup sel, hal ini diikuti dengan ekspresi perkembangan sel tumor yang berlebihan yang juga menyebabkan tumor tidak sentitif terhadap zat kemoterapi. Antibodi monoklonal sangat potensial menormalkan laju perkembangan sel dan membuat sel sensitif terhadap zat sitotoksik dengan menghilangkan signal reseptor ini. Target antibodi EGFR merupakan inhibitor yang kuat untuk transduksi signal. Terapi antibodi monoklonal memberikan efek penurunan densiti ekspresi target antigen contohnya penurunan konsentrasi EGFR permukaan sel tumor atau membersihkan ligan seperti VEGF. Pengikatan ligand reseptor growth factor memicu dimerisasi dan aktivasi kaskade signal sehingga terjadi proliferasi sel dan hambatan terhadap zat sitotoksik. Antibodi monoclonal menghambat signal dengan cara menghambat dimerisasi atau mengganggu ikatan ligand.

Imunomodulasi

Beberapa percobaan menunjukkan antibodi yang langsung melawan cytotoxic T lymphocyte antigen 4 (CTLA 4) terbukti dapat menginduksi regresi imun. Pola toksisiti yang diteliti pada uji klinis memperlihatkan hubungan perlekatan CTLA 4 dengan ligand dapat menginduksi respons autoimun, hal ini terlihat pada aktivasi sel T dependent. Gabungan antibodi antiCTLA 4 dengan antibodi monoklonal menginduksi ADCC, kemoterapi sitotoksik atau radioterapi sehingga dapat meningkatkan respons imun terhadap antigen spesifik tumor.

Penghantaran muatan sitotoksik

            Antibodi monoklonal pada terapi kanker akan melawan target sel tumor dengan cara mengikat sel spesifik tumor dan menginduksi respons imun. Antibodi monoklonal telah digunakan secara luas dalam percobaan sebagai zat sitotoksik sel - sel tumor. Modifikasi antibodi monoklonal dilakukan dengan tujuan sebagai zat penghantar radioisotop, toksin katalik, obat – obatan, sitokin, enzim atau zat konjugasi aktif lainnya. Pola antibodi bispesifik pada kedua bagian Fab memungkinkan untuk mengikat target antigen dan sel efektor.

Antibodi directed enzyme prodrug therapy (ADEPT)

Antibodi directed enzyme prodrug therapy (ADEPT) menggunakan antibodi monoklonal sebagai penghantar untuk sampai ke sel tumor kemudian enzim mengaktifkan prodrug pada tumor, hal ini dapat meningkatkan dosis active drug di dalam tumor. Konjugasi antibodi monoklonal dan enzim mengikat antigen permukaan sel tumor kemudian zat sitotoksik dalam bentuk inaktif prodrug akan mengikat konjugasi antibodi monoklonal dan enzim permukaan sel tumor akhirnya inaktivasi prodrug terpecah dan melepaskan active drug di dalam tumor.

Keuntungan dan Kerugian Antibodi Monoklonal

A.    Keuntungan

·         Antibodi Monoklonal homogen dan konsisten

·         Mereka dapat diperbaharui setelah hibridoma yang cocok dikembangkan

·         Kemurnian dan konsentrasi antibodi spesifik lebih tinggi pada Antibodi Monoklonal dibandingkan dengan antibodi poliklonal.

·         Antibodi Monoklonal sangat sensitif terhadap perubahan kecil dalam konsentrasi garam dan pH.

·         Mereka dapat dengan mudah diuji untuk reaktivitas silang

B.     Kerugian

·         Kekhususan tunggal Antbodi Monoklonal juga membatasi aplikasi mereka

·         Perubahan kecil dalam struktur epigen antigen memengaruhi fungsi Antibodi Monoklonal

·         Produksi Antibodi Monoklonal harus sangat spesifik untuk antigen yang harus diikat.

·         Mereka tidak cocok untuk digunakan dalam tes seperti hemaglutinasi yang melibatkan antigen cross-linking; sedikit modifikasi mempengaruhi tempat pengikatan antibody

·         Meskipun keterbatasan ini dapat diatasi dengan mengumpulkan dalam beberapa Antibodi Monoklonal dari kekhususan yang diperlukan, identifikasi Antibodi Monoklonal tersebut dapat terbukti mahal, melelahkan, dan memakan waktu.

Reff :

Abbas AK, Lichtman AH. Antibodies and antigens. In: Schmitt WR, Krehling H, editors. 2005. Cellular and molecular immunology. 5th ed. Philadelphia: Elsevier Saunders.

Adams GP, Weiner LM. 2005. Monoclonal antibody therapy of cancer. Nature Biotechnology.

Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Robert K, Walter P. Manipulating proteins, DNA, and RNA. In: Anderson MS, Dilernia B, editors. 2002. Molecular biology of the cell. 4th ed. New York: Garland Science.

Kőhler G, Milstein C. 1975. Continous cultures of fused cells secreting antibody of predifined specificity. Nature

Nelson PN, Reynolds GM, Waldron EE, Ward E, Giannopoulos K, Murray PG. 2000. Demystified monoclonal antibodies. J Clin Pathol: Mol Pathol.

Tuscano J. M., K. Noonan, T. Mulrooney. 2005. Monoclonal antibodies: case studies in novel therapies. In: Frankel C, editor. A continuing education program for oncology nurses. Pittsburgh: OES

Ward PA, Adams J, Faustman D, Gebhart GF, Geistfeld JG, Imbaratto JW, et al. Monoclonal antibody production. In: Grossblatt N, editor. 1999. A report of the commitee on methods of producing monoclonal antibodies institute for laboratory animal research national research council. Washington DC: National Academy Press.