Avanzamenti negli Anticorpi Bispecifici per il Trattamento del Cancro
Nuovi metodi semplificano la creazione di anticorpi bispecifici, migliorando le possibilità di trattamento del cancro.
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Indice
Gli Anticorpi bispecifici sono proteine speciali progettate per collegare due obiettivi diversi. Hanno mostrato promesse nel trattamento dei tumori guidando le cellule immunitarie ad attaccare specificamente le cellule cancerose. Alcuni di questi anticorpi possono persino collegare proteine sulla stessa cellula, aiutando a potenziare l'effetto dei trattamenti.
Come funzionano gli anticorpi bispecifici
Nel nostro corpo, le cellule comunicano usando proteine chiamate ligandi. Queste devono essere vicine tra loro per inviare segnali correttamente. Gli scienziati hanno trovato modi per controllare questo segnale usando molecole più piccole, strutture di DNA e altri tipi di proteine. Tuttavia, molte combinazioni di anticorpi bispecifici rimangono ancora inesplorate, rappresentando opportunità per nuovi trattamenti.
Creazione di anticorpi bispecifici
I metodi comuni per creare anticorpi bispecifici coinvolgono la modifica della struttura di un tipo di anticorpo chiamato IgG. Un metodo popolare prevede la creazione di una struttura "manopola nel buco", dove due parti si incastrano come un puzzle. Un altro metodo involve la riorganizzazione dei legami disolfuro nelle parti più piccole di questi anticorpi.
Tuttavia, questi metodi richiedono più passaggi, rendendo difficile testare molte combinazioni di anticorpi contemporaneamente. Questa è una sfida significativa poiché i ricercatori vogliono provare migliaia di approcci diversi.
Il nostro approccio agli anticorpi bispecifici
Il nostro team ha sviluppato un nuovo sistema che semplifica il processo di creazione di anticorpi bispecifici. Utilizzando due proteine chiamate SpyTag e SpyCatcher, possiamo facilmente collegare diverse parti di anticorpi insieme. Abbiamo creato una versione più recente di SpyCatcher che reagisce rapidamente, permettendoci di assemblare questi anticorpi più velocemente.
Con questo sistema, dobbiamo creare ogni anticorpo solo una volta, invece di in forme multiple. Questo rende molto più facile mescolare e abbinare diversi anticorpi per i test.
Test contro HER2
Per dimostrare il nostro nuovo metodo, ci siamo concentrati su una proteina chiamata HER2, che gioca un ruolo significativo in alcuni tipi di cancro, come il cancro al seno e quello dello stomaco. Utilizzando il nostro sistema, abbiamo creato 81 diverse combinazioni di anticorpi che mirano a HER2.
Abbiamo anche sviluppato variazioni del nostro sistema SpyCatcher per testare come il cambiamento della struttura influisce sul funzionamento degli anticorpi. Ad esempio, alcune versioni hanno aumentato le prestazioni degli anticorpi nel promuovere o inibire la crescita delle cellule cancerose.
Generazione di diverse combinazioni
Abbiamo puntato a creare un metodo semplice per combinare diversi anticorpi. Abbiamo sviluppato un sistema "one-pot" che consente di mescolare più anticorpi e la loro purificazione successivamente. Questa configurazione garantisce che possiamo ottenere un prodotto bispecifico di alta qualità e puro senza passaggi complicati.
Ad esempio, abbiamo testato due tipi di anticorpi contro HER2. La combinazione di questi anticorpi ha prodotto un prodotto bispecifico robusto che era facile da identificare e purificare. In questo modo, abbiamo potuto studiare quanto bene funzionassero queste nuove combinazioni.
Effetti sulle cellule cancerose
Dopo aver creato diverse combinazioni di anticorpi bispecifici, abbiamo testato come questi influenzano le cellule cancerose. Abbiamo scoperto che alcune combinazioni potevano ridurre significativamente la crescita delle cellule cancerose, mentre altre potevano aumentarla, a seconda di come erano disposti gli anticorpi.
È interessante notare che l'efficacia di questi anticorpi variava tra diversi tipi di cellule cancerose. Alcuni funzionavano meglio contro un tipo di cellula cancerosa più di un altro, evidenziando l'importanza di personalizzare i trattamenti.
Regolazione della struttura per migliori prestazioni
Abbiamo anche esaminato come la forma e la flessibilità delle combinazioni di anticorpi influenzassero la loro funzione. Cambiando il modo in cui le proteine SpyCatcher sono collegate, siamo riusciti a creare effetti diversi sulle cellule cancerose.
Ad esempio, una versione della struttura migliorava la capacità degli anticorpi di promuovere la crescita delle cellule cancerose, mentre un'altra versione la riduceva. Questi risultati suggeriscono che non solo il tipo di anticorpi utilizzati, ma anche il modo in cui sono collegati gioca un ruolo cruciale nel loro funzionamento.
Possibilità future
Questo nuovo metodo di creazione e test di anticorpi bispecifici apre numerose possibilità per il trattamento del cancro e oltre. I ricercatori possono ora screeningare una vasta gamma di anticorpi per trovare le combinazioni più efficaci per varie malattie.
La possibilità di manipolare la struttura di questi anticorpi presenta anche vie di ricerca entusiasmanti. Apportando anche lievi modifiche, gli scienziati possono esplorare nuovi modi per migliorare l'efficacia dei trattamenti.
Conclusione
In sintesi, gli anticorpi bispecifici sono una tecnologia innovativa che ha il potenziale di cambiare il modo in cui trattiamo alcune malattie, specialmente il cancro. Il nostro nuovo approccio semplifica il processo di creazione di questi anticorpi, rendendo più facile testare combinazioni e trovare i trattamenti più efficaci.
I risultati dimostrano che non solo il tipo di anticorpi ma anche il modo in cui sono assemblati è significativamente importante per le loro prestazioni. Questo potrebbe portare a progressi nella medicina personalizzata, dove i trattamenti sono adattati ai singoli pazienti sulla base delle loro condizioni specifiche.
Con il proseguire della ricerca, ci aspettiamo di scoprire di più su come massimizzare i benefici degli anticorpi bispecifici, aprendo la strada a nuove terapie che possano migliorare i risultati per i pazienti in futuro.
Titolo: SpyMask Enables Combinatorial Assembly of Bispecific Binders
Estratto: 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.
Autori: Mark Howarth, C. L. Driscoll, A. H. Keeble
Ultimo aggiornamento: 2024-02-15 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.31.555700
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.31.555700.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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