1. 전통적인 항체 개발 플랫폼, Hybridoma Generation

전통적인 단일 클론 항체 생성 방식인 Hybridoma Platform은 동물과 암세포를 이용한 항체 생산 방식입니다. 먼저 병원체 혹은 병원성 항원을 동물에게 주입시켜 다클론 항체를 생성한 뒤, 동물의 항체 생산 세포를 추출하여 Hybridoma 기술을 이용하여 단일 클론 항체 생산 세포를 분리합니다. 단일 클론 항체 생산 세포는 Hybridoma 방법에 의해 암세포와 합성이 되어 불멸화됩니다. 이렇게 불멸화된 단일 클론 항체 생산 세포 중 질병 특이 항체를 생산하는 세포를 선별합니다.

이렇게 Hybridoma 방법으로 찾은 항체 생산 세포에서 mRNA를 추출하여 항체를 코딩하는 DNA를 얻고 이 DNA를 기반으로 항체 치료제를 개발합니다. 동물의 항체를 사람에게 사용하면 면역반응을 일으키는 부작용이 생기기 때문에 동물 항체를 인간의 항체로 치환해주는 인간화 과정을 진행합니다. 자세한 내용은 “항체 치료제 개발의 시작! Humanization”에서 확인하실 수 있습니다.

2. 인간 항체의 시작, Phage Display & Transgenic Animal

최근 항체 치료제는 항체 공학이 연구되면서 인간의 항체를 생성할 수 있도록 Hybridoma 방법이 아닌 Phage Display 와 Trangenic Animal을 사용하여 개발되고 있습니다. Phage Display를 이용한 항체 선별 방식은 합성 인간 항체 라이브러리를 이용하는 방식입니다. 박테리아를 감염시키는 M13 Filamentous Phage에 항체 라이브러리 DNA를 도입하여 박테리아를 감염시켰을 때, 박테리아에서 항체를 발현할 수 있도록 하는 방법입니다. 항체를 발현한 박테리아들은 패닝(Panning)과정으로 선별하여 결합력이 좋은 항체를 선별합니다.

[Phage Display]

Transgenic Animal을 이용하여 항체를 선별하는 방법은 Hybridoma 항체 생성 방법과 동일한 방법으로 생성됩니다. 하지만 인간의 항체를 생산하는 Transgenic Animal을 이용하여 항체의 인간화를 진행하지 않고 치료제로 개발할 수 있습니다. Transgenic Animal은 동물의 배아줄기세포를 이용하여 항체를 코딩하는 유전자를 사람의 유전자로 치환하여 사람의 항체를 발현하는 동물을 생성합니다. 이렇게 생성한 동물에게 Hybridoma 방식을 이용해 단일 클론 항체를 생산합니다.

3. 빅데이터를 활용하는 in silico 항체 개발 플랫폼

In silico 항체 개발 플랫폼은 컴퓨터 프로그램을 기반으로 항체 치료제를 개발합니다. 현재까지 연구된 항체 데이터를 이용하여 항체의 분자적 안정성과 결합력을 컴퓨터상에서 측정하고 예측하여 가장 좋은 항체를 선별하는 방법입니다. In silico 항체 개발 플랫폼의 경우, 컴퓨터 프로그램을 이용하여 항체의 구조적 안정성과 항체 서열상 존재하는 문제를 미리 제거하기 때문에 기존의 in vitro 선별 방법과 비교했을 때, 정확성을 자랑하고 있습니다. 또한, 항체 선별과정에서 따로 현재까지 연구된 항체 서열들을 이용하기 때문에 항체 라이브러리 생성 과정이 생략 가능하여 시간을 절약할 수 있습니다. 

Fusion antibodies는 자체적으로 in silico 항체 개발 소프트웨어 “Antibody Workbench”를 개발하여 신속하고 정확하게 항체 치료제 개발을 지원하고 있습니다.