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# Biología# Bioingeniería

Avances en Anticuerpos Bispecíficos para el Tratamiento del Cáncer

Nuevos métodos simplifican la creación de anticuerpos biespecíficos, mejorando las posibilidades de tratamiento del cáncer.

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Los Anticuerpos biespecíficos son proteínas especiales diseñadas para conectar dos objetivos diferentes. Han mostrado ser prometedores en el tratamiento del cáncer al guiar a las células inmunitarias para atacar específicamente a las Células cancerosas. Algunos de estos anticuerpos hasta pueden unir proteínas en la misma célula, ayudando a potenciar el efecto de los tratamientos.

Cómo Funcionan los Anticuerpos Biespecíficos

En nuestros cuerpos, las células se comunican usando proteínas llamadas ligandos. Estas deben estar cerca para enviar señales correctamente. Los científicos han encontrado formas de controlar esta señalización usando moléculas más pequeñas, estructuras de ADN y otros tipos de proteínas. Sin embargo, muchas combinaciones de anticuerpos biespecíficos siguen sin explorarse, lo que representa oportunidades para nuevos tratamientos.

Creación de Anticuerpos Biespecíficos

Los métodos comunes para hacer anticuerpos biespecíficos implican alterar la estructura de un tipo de anticuerpo llamado IgG. Un método popular involucra crear una estructura de "perilla en agujero", donde dos partes encajan como un rompecabezas. Otro método implica reorganizar los enlaces disulfuro en las partes más pequeñas de estos anticuerpos.

Sin embargo, estos métodos requieren múltiples pasos, lo que dificulta probar muchas combinaciones de anticuerpos a la vez. Este es un gran desafío ya que los investigadores quieren probar miles de enfoques diferentes.

Nuestro Enfoque a los Anticuerpos Biespecíficos

Nuestro equipo ha desarrollado un nuevo sistema que simplifica el proceso para crear anticuerpos biespecíficos. Al usar dos proteínas llamadas SpyTag y SpyCatcher, podemos unir fácilmente diferentes partes de anticuerpos. Creamos una versión más nueva de SpyCatcher que reacciona rápidamente, lo que nos permite ensamblar estos anticuerpos más rápido.

Con este sistema, solo necesitamos crear cada anticuerpo una vez, en lugar de en múltiples formas. Esto facilita mucho mezclar y combinar diferentes anticuerpos para pruebas.

Pruebas Contra HER2

Para demostrar nuestro nuevo método, nos enfocamos en una proteína llamada HER2, que juega un papel importante en ciertos tipos de cáncer, como el de mama y estómago. Usando nuestro sistema, creamos 81 combinaciones diferentes de anticuerpos que apuntan a HER2.

También desarrollamos variaciones de nuestro sistema SpyCatcher para probar cómo el cambio en la estructura afecta cómo funcionan los anticuerpos. Por ejemplo, algunas versiones aumentaron el rendimiento de los anticuerpos en promover o inhibir el crecimiento de células cancerosas.

Generando Diferentes Combinaciones

Nuestro objetivo fue crear un método sencillo para combinar diferentes anticuerpos. Desarrollamos un sistema de un solo recipiente que permite mezclar múltiples anticuerpos y purificarlos después. Este arreglo asegura que podamos obtener un producto biespecífico puro y de alta calidad sin pasos complicados.

Por ejemplo, probamos dos tipos de anticuerpos contra HER2. La combinación de estos anticuerpos produjo un producto biespecífico robusto que fue fácil de identificar y purificar. Al hacer esto, pudimos estudiar qué tan bien funcionaban estas nuevas combinaciones.

Efectos en Células Cancerosas

Después de hacer varias combinaciones de anticuerpos biespecíficos, probamos cómo afectaban a las células cancerosas. Descubrimos que algunas combinaciones podían reducir significativamente el crecimiento de células cancerosas, mientras que otras podían aumentar su crecimiento, dependiendo de cómo estaban organizados los anticuerpos.

Curiosamente, la efectividad de estos anticuerpos variaba entre diferentes tipos de células cancerosas. Algunos funcionaron mejor contra un tipo de célula cancerosa que contra otro, destacando la importancia de personalizar los tratamientos.

Ajustando la Estructura para Mejorar el Rendimiento

También examinamos cómo la forma y flexibilidad de las combinaciones de anticuerpos influían en su función. Al cambiar la forma en que se unen las proteínas SpyCatcher, pudimos crear diferentes efectos en las células cancerosas.

Por ejemplo, una versión de la estructura mejoró la capacidad de los anticuerpos para promover el crecimiento de células cancerosas, mientras que otra versión lo disminuyó. Estos hallazgos sugieren que no solo el tipo de anticuerpos usados, sino también cómo están conectados, juega un papel crucial en qué tan bien funcionan.

Posibilidades Futuras

Este nuevo método de crear y probar anticuerpos biespecíficos abre numerosas posibilidades para el tratamiento del cáncer y más allá. Los investigadores ahora pueden analizar una amplia variedad de anticuerpos para encontrar las combinaciones más efectivas para diferentes enfermedades.

La capacidad de manipular la estructura de estos anticuerpos también presenta avenidas emocionantes para la investigación. Al hacer cambios incluso sutiles, los científicos pueden explorar nuevas formas de mejorar la efectividad de los tratamientos.

Conclusión

En resumen, los anticuerpos biespecíficos son una tecnología innovadora que tiene el potencial de cambiar cómo tratamos ciertas enfermedades, especialmente el cáncer. Nuestro nuevo enfoque simplifica el proceso de creación de estos anticuerpos, facilitando probar combinaciones y encontrar los tratamientos más efectivos.

Los hallazgos demuestran que no solo el tipo de anticuerpos, sino también la forma en que se ensamblan, importa significativamente para su rendimiento. Esto podría llevar a avances en la medicina personalizada, donde los tratamientos se adaptan a pacientes individuales según sus condiciones específicas.

A medida que la investigación continúa, esperamos descubrir más sobre cómo maximizar los beneficios de los anticuerpos biespecíficos, allanando el camino para nuevas terapias que puedan mejorar los resultados para los pacientes en el futuro.

Fuente original

Título: SpyMask Enables Combinatorial Assembly of Bispecific Binders

Resumen: Bispecific antibodies are a successful and expanding therapeutic class, bridging two cell-types or engaging two different molecules on the same cell. Bispecifics unlock avenues towards synergy, resistance evasion, and signaling bias. Standard approaches to generate bispecifics are complicated by the need for disulfide reduction/oxidation or cloning of each binder molecule in two different formats. Here we present a modular approach to bispecifics using SpyTag/SpyCatcher spontaneous amidation, where all binders are cloned in the same format, bearing a SpyTag. Two SpyTag-fused antigen-binding modules can be precisely conjugated onto DoubleCatcher, a tandem SpyCatcher where the second Catcher is unreactive until unveiling of reactivity using site-specific protease. Assembly on DoubleCatcher is efficient in phosphate-buffered saline at 37 {degrees}C, with half-times less than 5 min for both SpyCatcher arms and over 97% bispecific homogeneity. We engineer a panel of DoubleCatchers, locked through disulfide bonds to direct binders to project in different directions from the hub. We establish a generalized methodology for one-pot assembly and purification of bispecifics in 96-well plate format. A panel of Fab, affibody or nanobody binders recognizing different sites on HER2 were coupled to DoubleCatcher, revealing unexpected combinations with anti-proliferative or pro-proliferative activity on HER2-addicted cancer cells. Bispecific activity depended sensitively on both the order of the binders within the assembly and the geometry of DoubleCatcher scaffolds. These findings support the need for straightforward assembly in different formats. SpyMask provides a simple and scalable tool to discover synergy in bispecific activity, through modulating receptor organization and geometry.

Autores: Mark Howarth, C. L. Driscoll, A. H. Keeble

Última actualización: 2024-02-15 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.31.555700

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.31.555700.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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