Konsorcjum w składzie:

Zakład Biochemii Komórki, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ:
mgr Tomasz Klaus
dr Monika Bzowska
dr hab. Joanna Bereta

Istota wynalazku:

Oznaczenie grupy krwi jest jednym z najbardziej podstawowych badań diagnostycznych, wykonywanym rutynowo m.in. u dawców i biorców krwi oraz u kobiet w ciąży. Bezpieczne transfuzje i przeszczepy stały się możliwe dzięki zrozumieniu molekularnych różnic pomiędzy grupami krwi oraz opracowaniu odpowiednich odczynników diagnostycznych. Głównym składnikiem takich odczynników są przeciwciała monoklonalne. Mogą one selektywnie oddziaływać z określonym antygenem na powierzchni czerwonych krwinek i służyć do jego wykrywania.
Oznaczenie grupy krwi standardowo wykonuje się metodą hemaglutynacji. Polega ona na zmieszaniu kropli badanej krwi z kroplą odczynnika zawierającego przeciwciała rozpoznające określony antygen grupowy, np. antygen A z układu ABO. Jeśli na powierzchni czerwonych krwinek jest obecny badany antygen, to w ciągu kilku minut pod wpływem przeciwciał dochodzi do widocznego gołym okiem zlepiania się krwinek. Proces ten, określany jako aglutynacja, pozwala na oznaczenie rodzaju antygenu obecnego na powierzchni krwinek a tym samym grupy krwi.
Istnieje kilka klas przeciwciał, m.in. IgM oraz IgG. Przeciwciała używane na całym świecie w diagnostyce grup krwi należą do klasy IgM. Są to duże cząsteczki, w których odległość między miejscami wiązania antygenu sięga 35 nm. Przeciwciała IgM wywołują silną aglutynację, jednak są niestabilne, mają tendencję do agregowania i szybkiej utraty własności aglutynujących. Przeciwciała IgG, które z kolei są bardzo stabilne i odporne na zmiany temperatury (w tym zamrażanie), na ogół nie są w stanie wywołać aglutynacji czerwonych krwinek. Zasięg części wiążących antygen w przeciwciałach IgG jest mniejszy niż minimalna odległość, na jaką mogą się do siebie zbliżyć czerwone krwinki w warunkach fizjologicznych. Przeciwciała IgG są więc najczęściej za małe, żeby wywołać aglutynację.
W laboratorium naukowców UJ udało się jednak otrzymać aglutynujące mysie przeciwciało IgG specyficzne wobec antygenu B z układu grupowego ABO. Z uwagi na swoje cechy zostało ono nazwane Miraculum (łac. cud). Jest to przeciwciało należące do podklasy IgG3, która różni się od innych mysich przeciwciał IgG tylko jednym fragmentem cząsteczki, tzw. regionem zawiasowym. Aktualnie zespół naukowy stara się wyjaśnić powiązanie między regionem zawiasowym przeciwciał IgG3 a ich zdolnością do aglutynacji. Wyniki doświadczeń wykazały, że spośród kilku mysich przeciwciał IgG otrzymanych w laboratorium, jedynie podklasa IgG3 cechuje się zdolnością do aglutynacji czerwonych krwinek. Dotychczasowe porównania przeciwciał IgG3 Miraculum oraz przeciwciał IgM wykazały, że: (i) przeciwciała IgG3 są niezwykle trwałe – w temperaturze 42 °C zachowują pełną aktywność przez pięć dni, podczas gdy IgM zaczynają tracić swoją funkcjonalność już po 24 h; (ii) molowa wydajność produkcji przeciwciał IgG3 jest ponad piętnastokrotnie wyższa niż przeciwciał IgM; (iii) przeciwciała IgG3 łatwo oczyścić przy pomocy standardowych metod chromatograficznych i (iv) z powodzeniem można je przechowywać w stanie zamrożonym, co nie jest możliwe w przypadku IgM.
Uzyskane przez naukowców UJ przeciwciało IgG3 Miraculum może stać się podstawą wysokiej jakości odczynnika nowej generacji do diagnostyki grup krwi. Proponowana innowacja może pozwolić na otrzymywanie odczynników o wydłużonym okresie trwałości, które mogłyby być wygodnie przechowywane w stanie zamrożenia. Mając na uwadze wydajność otrzymywania przeciwciał IgG3, można spodziewać się, że produkcja odczynników opartych na przeciwciele Miraculum będzie bardziej opłacalna niż tradycyjnie stosowanych przeciwciał IgM.

Potencjał komercjalizacyjny wynalazku:

Komercjalizacja technologii UJ jest w dużej mierze uzależniona od zapewnienia jej odpowiedniej ochrony. Budowa przeciwciała Miraculum i cząsteczek do niego podobnych oraz sposoby ich wykorzystania w diagnostyce serologicznej stanowi przedmiot zgłoszenia patentowego nr P.411858. Z kolei sposób produkcji przeciwciała Miraculum na skalę przemysłową zostanie zachowane jako know-how. Sprzedaż przeciwciał monoklonalnych, zarówno terapeutycznych jak i diagnostycznych, jest jednym z najbardziej intratnych źródeł dochodu przedsiębiorstw biotechnologicznych: globalny dochód ze sprzedaży przeciwciał monoklonalnych oszacowano w 2014 roku na około 78 mld $. Do potencjalnych nabywców odczynnika UJ i technologii jego produkcji w skali przemysłowej należą przedsiębiorstwa biotechnologiczne i producenci odczynników monoklonalnych, których profil jest tożsamy lub bardzo bliski produkcji przeciwciał do diagnostyki serologicznej, w tym w szczególności: Quotient, Dialab, Bio-Rad Medical Diagnostics, Immucor.