Engineering antibody fragments: replicating the immune system and beyond - La ingeniería de fragmentos de anticuerpos: imitando y expandiendo el sistema inmune

Since genetic engineering of humanized murine monoclonal antibodies was first demonstrated over two decades ago, antibody engineering technologies have evolved based upon an increasing understanding of the mechanisms involved in antibody generation in vivo, and a constant search for alternative routes to evolve and exploit the characteristics of antibodies. As a result, antibody engineers have devised innovative strategies for the rapid evolution and selection of antibodies and novel antibody designs (i.e., antibody fragments). Phage display, cell display and ribosome display technologies, which comprise the core of the currently available technologies for the discovery and preparation of such antibodies, are reviewed herein. This article intends to communicate the state-of-the-art technology available for the engineering of antibodies to a general readership interested in this important field. Therefore, important immunology concepts are introduced before detailed descriptions of the three antibody engineering technologies are presented in later sections. A comparison of these methodologies suggests that despite the predominance of phage display for the engineering of antibody fragments in the past 20 years, cell display and ribosome display will likely gain importance in the selection and discovery of the antibody fragments in the future. Finally, these technologies are likely to play an important role in the production of the next generation of antibody-based therapeutics. Resumen—Las tecnologias para la ingenieria de anticuerpos han evolucionado durante las ultimas dos decadas, desde la demostracion de la posibilidad de humanizar anticuerpos monoclonales de raton mediante ingenieria genetica, apoyadas en el creciente entendimiento de los mecanismos involucrados en la generacion de anticuerpos in vivo, y en una busqueda constante de rutas alternativas para evolucionar y explotar sus caracteristicas. Es asi como los ingenieros de anticuerpos han desarrollado estrategias innovadoras para la evolucion y seleccion de anticuerpos y de novedosos disenos de anticuerpos conocidos como fragmentos de anticuerpos. Esta revision se enfoca en tres tecnologias que comprenden el nucleo de las tecnologias actualmente disponibles para el descubrimiento y preparacion de tales anticuerpos: la presentacion en fagos, la presentacion en celulas, y la presentacion en ribosomas. Este articulo busca presentar el estado del arte de estas tecnologias a un grupo general de lectores interesados en este campo, por lo que inicialmente se introducen importantes conceptos de inmunologia requeridos para comprender en detalle las tecnologias discutidas. Una comparacion de estas metodologias para la ingenieria de anticuerpos sugiere que a pesar del dominio de las tecnologias basadas en la presentacion en fagos durante los ultimos 20 anos, en los proximos anos la presentacion en celulas y la presentacion en ribosomas probablemente ganaran importancia para la seleccion y descubrimiento de fragmentos de anticuerpos. Finalmente, es probable que estas tecnologias jueguen un papel importante en la produccion de la siguiente generacion de terapeuticos basados en anticuerpos.