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がん治療のためのバイシpecific抗体の進展

新しい方法でバイスペシフィック抗体の作成が簡単になって、がん治療の可能性が向上してるよ。

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目次

バイスペシフィック抗体は、異なる2つのターゲットをつなげるためにデザインされた特別なタンパク質だよ。これらは、免疫細胞をがん細胞に特異的に攻撃させることで、がん治療に期待が持たれてるんだ。一部の抗体は、同じ細胞内のタンパク質をつなげて、治療効果を高める助けもしてくれるんだ。

バイスペシフィック抗体の働き

私たちの体では、細胞がリガンドと呼ばれるタンパク質を使ってコミュニケーションをとってる。このリガンドは、正しく信号を送るために近くにいる必要があるんだ。科学者たちは、より小さな分子やDNA構造、他のタイプのタンパク質を使ってこのシグナルを制御する方法を見つけたけど、まだ多くのバイスペシフィック抗体の組み合わせが未開発で、新しい治療法のチャンスがあるんだ。

バイスペシフィック抗体の作成

バイスペシフィック抗体を作る一般的な方法は、IgGと呼ばれる抗体の構造を変えることだ。一つの人気な方法は、「ノブ・イン・ホール」構造を作ることで、2つの部分がパズルのようにフィットするんだ。別の方法では、これらの抗体の小さな部分のジスルフィド結合を再配置することを使うんだ。

でも、これらの方法は複数のステップを必要とするから、たくさんの抗体の組み合わせを一度にテストするのが難しいんだ。これは、研究者たちが何千もの異なるアプローチを試したいと思っているので、大きな課題だよ。

うちのバイスペシフィック抗体へのアプローチ

私たちのチームは、バイスペシフィック抗体を作成するプロセスを簡略化する新しいシステムを開発したんだ。SpyTagとSpyCatcherという2つのタンパク質を使うことで、異なる抗体の部分を簡単にリンクできるんだ。さらに、反応が早い新しいバージョンのSpyCatcherを作ったから、抗体を早く組み立てられるよ。

このシステムを使えば、各抗体を一度だけ作ればよくて、複数の形で作る必要がないから、異なる抗体を混ぜ合わせてテストするのがすごく簡単になるんだ。

HER2に対するテスト

新しい方法を示すために、特定のがん、特に乳がんや胃がんで重要な役割を果たすHER2というタンパク質に焦点を当てたんだ。このシステムを使って、HER2を標的とする81の異なる抗体の組み合わせを作成したよ。

また、SpyCatcherシステムのバリエーションを開発して、構造を変更することで抗体の働きにどう影響するかをテストしたよ。たとえば、いくつかのバージョンは、抗体ががん細胞の成長を促進したり抑制したりするパフォーマンスを向上させたんだ。

異なる組み合わせの生成

異なる抗体を組み合わせるための簡単な方法を作ることを目指したんだ。一つのポットシステムを開発して、複数の抗体を混ぜてその後ろに精製できるようにしたんだ。このセットアップのおかげで、複雑なステップなしに高品質で純粋なバイスペシフィック製品を手に入れられるよ。

たとえば、HER2に対して2種類の抗体をテストしたんだ。この抗体の組み合わせは、丈夫なバイスペシフィック製品を生み出して、簡単に識別して精製できたんだ。こうすることで、新しい組み合わせの効果を研究することができたよ。

がん細胞への影響

いくつかのバイスペシフィック抗体の組み合わせを作った後、これらががん細胞にどう影響するかをテストしたんだ。いくつかの組み合わせはがん細胞の成長を大幅に減少させることができたし、他の組み合わせはその成長を促進することもあったんだ。

興味深いことに、これらの抗体の効果は異なるがん細胞のタイプによって異なったよ。あるタイプのがん細胞に対しては他のタイプよりもよく働くものもあって、治療をカスタマイズする重要性が強調されたんだ。

より良いパフォーマンスのための構造調整

抗体の組み合わせの形や柔軟性がその機能にどのように影響するかも調べたんだ。SpyCatcherタンパク質のリンクの仕方を変えることで、がん細胞に対して異なる効果を生み出すことができたよ。

たとえば、あるバージョンの構造は、抗体ががん細胞の成長を促進する能力を向上させたし、別のバージョンはそれを減少させたんだ。これらの結果は、使われる抗体のタイプだけでなく、それらのつなぎ方も効果に大きな役割を果たすことを示唆してるよ。

未来の可能性

この新しい方法でバイスペシフィック抗体を作成しテストすることで、がん治療やそれ以外の可能性がたくさん広がるんだ。研究者たちは、さまざまな疾患に最も効果的な組み合わせを見つけるために、広範囲な抗体をスクリーニングできるようになったんだ。

この抗体の構造を操作する能力は、研究の新しい道を開くことも提供するよ。ほんの少しの変更をすることで、治療効果を高める新しい方法を探ることができるんだ。

結論

要するに、バイスペシフィック抗体は、特にがんのような特定の病気の治療方法を変える可能性を持つ革新的な技術なんだ。私たちの新しいアプローチは、これらの抗体を作成するプロセスを簡単にして、組み合わせをテストして最も効果的な治療法を見つけるのを楽にしてくれるよ。

発見されたことは、抗体のタイプだけでなく、それらがどのように組み合わされるかもパフォーマンスに大きな影響を与えるということだね。これによって、治療が個々の患者の特定の状態に基づいてカスタマイズされる、パーソナライズド医療の進展につながるかもしれないよ。

研究が進むにつれて、バイスペシフィック抗体の利点を最大化する方法についてもっと発見できることを期待してるし、将来的には患者のアウトカムを改善する新しい治療法が広がる道を切り開くんだ。

オリジナルソース

タイトル: SpyMask Enables Combinatorial Assembly of Bispecific Binders

概要: 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.

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

最終更新: 2024-02-15 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.31.555700

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

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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