Альфатело

Альфа-тела , также известные как проникающие в клетки альфа-тела или CPAB сокращенно , представляют собой небольшие белки массой 10 кДа , созданные для связывания с различными антигенами . Несмотря на свое название, они структурно не похожи на антитела , что делает их своего рода миметиками антител . Альфа-тела отличаются от многих других миметиков антител своей способностью достигать внутриклеточных белковых мишеней и связываться с ними. ^{[ 1 ]} Их одноцепочечная альфа-спиральная структура разработана с помощью компьютерного моделирования на основе естественно существующих со спиральной спиралью белковых структур . Альфатела разрабатываются бельгийской биотехнологической компанией Complix NV в качестве потенциальных новых фармацевтических препаратов против рака и аутоиммунных заболеваний . ^{[ 2 ]} В 2012 году было подписано соглашение о сотрудничестве с Monsanto по разработке технологии для сельскохозяйственного применения. ^{[ 3 ]}

3D-структура каркаса альфа-тел, показывающая одноцепочечную складку из тройной спирали. ( ПДБ 4ОГ9 )

Разработка

Альфа-тела разрабатываются как каркасы с набором аминокислотных остатков , которые можно модифицировать для связывания белковых мишеней, сохраняя при этом правильную укладку и термостабильность .

Каркас Alphabody спроектирован на основе спиральных структур, но не имеет известных аналогов в природе. Первоначально каркас был сделан из трех пептидов , которые нековалентно связывались с образованием параллельного спирально-спирального тримера . ^{[ 4 ]} Однако позже каркас был преобразован в единую пептидную цепь, содержащую три α-спирали, соединенные линкерными областями. Новая структура обеспечивает независимую от концентрации сборку и экономичное масштабирование в бактериальных системах экспрессии . ^{[ 1 ]}

Три α-спирали (A, B и C) были разработаны так, чтобы оставаться стабильными даже при модификации некоторых остатков. Остатки в канавке между спиралями A и C могут быть модифицированы для связывания выпуклых мишеней, тогда как остатки на внешней стороне спирали C могут быть модифицированы для связывания вогнутых белковых мишеней. В настоящее время существует 3 библиотеки, содержащие от 1,0 до 1,7 × 10. ⁸ вариации, каждая из которых может быть проверена с помощью фагового дисплея на предмет сродства к мишени.

Структура

Данные денатурации альфа-тел, сравнивающие стабильность усеченного альфа-тела с эталонным каркасом

Стандартный

Стандартный каркас Alphabody содержит три α-спирали, состоящие из четырех гептадных повторов (участков по 7 остатков), каждая из которых соединена посредством глицином / серином линкеров, богатых . Стандартная гептадная последовательность — «IAAIQKQ». Аланины связаны с образованием α-спирали, тогда как известно, что изолейцины индуцируют образование спиральной спирали. ^{[ 5 ]} Специфические остатки на спиралях A и C могут быть модифицированы для связывания мишеней, но для дальнейших исследований используются только варианты, сохраняющие термостабильность.

В частности, эталонная структура каркаса представляет собой N-HRS1-L1-HRS2-L2-HRS3-C.

HRS = IEEIQKQIAAIQKQIAAIQKQIYRM; L = ТГГСГГГСГГГСГГГСГМС

Длина линкера достаточно велика, чтобы позволить спиралям сворачиваться в параллельные или антипараллельные конформации , но эксперименты показывают, что происходит только антипараллельное сворачивание. ^{[ 1 ]}

Усеченная версия

Вариант каркаса Alphabody с более короткими линкерами может быть получен без потери термостабильности. Однако уменьшение количества гептадных повторов на α-спираль снижает термостабильность альфа-тела примерно на 40 ° C.

Характеристики

Данные о денатурации альфа-тел в результате экспериментов по круговому дихроизму

Альфа-тела имеют низкую молекулярную массу (~10 кДа) и очень высокую термостабильность (Т _м = ~120 °С). Более того, эксперименты по круговому дихроизму предполагают, что альфа-тела могут правильно сворачиваться после денатурации . Эти свойства позволяют вводить препараты на основе альфа-тел другими способами, кроме инъекций. ^{[ 6 ]} Они также делают молекулу достаточно стабильной, чтобы можно было модифицировать остатки на самом каркасе, а не только на петлевых участках, что увеличивает возможные вариации и целевую селективность . ^{[ 1 ]}

альфа-тел Высокая аффинность связывания и способность воздействовать как на внеклеточные, так и на внутриклеточные белки позволяют использовать их для достижения сложных мишеней, которые нельзя лечить терапевтическими антителами или низкомолекулярными лекарствами.

Цели

3D-структура альфа-тела в комплексе с субъединицей p19 IL-23

Аутоиммунное заболевание

Alphabody CMPX-1023 был успешно разработан для воздействия на субъединицу p19 интерлейкина 23 (IL-23) и по состоянию на октябрь 2011 года вступил в доклинические испытания. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Короче говоря, IL-23 представляет собой провоспалительный цитокин , который участвует в аутоиммунных воспалительных заболеваниях, таких как псориаз , ревматоидный артрит и болезнь Крона . ^{[ 8 ]} Существуют препараты против IL-23, которые воздействуют на субъединицу p40 . Однако субъединица р40 также присутствует в интерлейкине 12 (IL-12) и вызывает серьезные побочные эффекты при антагонизме , такие как повышенная восприимчивость к инфекции.

Complix NV использовал фаговый дисплей для создания альфа-тел, которые могли бы связывать IL-23, а затем применил несколько стратегий созревания аффинности для повышения аффинности до субнаномолярных уровней. Они определили, что повышенное сродство приводит к усилению функционального ингибирования IL-23, и поэтому выбрали 20 наиболее сильно связывающихся альфа-тел в качестве кандидатов на лекарство. Исследования на мышах и исследования рентгеновской кристаллографии IL-23 в комплексе с альфа-телом подтвердили специфическое связывание только с p19.

Рак

Используя аналогичную стратегию разработки лекарств, Complix NV разрабатывает альфа-тела, способные связывать внутриклеточные мишени в раковых клетках, которые могут вызывать апоптоз . Согласно статье 2012 года, Complix добился в этом определенного успеха:

«Эти результаты показывают, что альфа-тела могут быть разработаны для эффективного проникновения в клетки человека и связывания с интересующими мишенями, что позволяет им модулировать внутриклеточные межбелковые взаимодействия и индуцировать апоптоз в раковых клетках. Complix рассчитывает сообщить о дальнейших прорывных данных из этого исследования. важная программа на протяжении 2012 года». ^{[ 9 ]}

Финансирование

Исследование альфа-тел, специфичных для IL-23, было поддержано грантами IWT-O&O, Гентского университета и Фонда Геркулеса. фонд (Бельгия).

Complix NV финансируется акционерами , CRP - Baekeland Fund, Biotech Fund Flanders Santé, Edmond de Rothschild Investment Partners, Gemma Frisius Fund, Gimv , LRM, OMNES Capital, TrustCapital, Vesalius Biocapital и Vinnof. ^{[ 10 ]}

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Десмет, Дж.; Верстраете, К.; Блох, Ю.; Лорент, Э.; Вэнь, Ю.; Девриз, Б.; Ванденбрук, К.; Ловерикс, С.; Хеттманн, Т.; Дероо, С.; Сомерс, К.; Хендерикс, П.; Ластерс, И.; Саввидес, С.Н. (5 февраля 2014 г.). «Структурная основа антагонизма IL-23 с помощью белкового каркаса альфа-тела» . Природные коммуникации . 5 : 5237. дои : 10.1038/ncomms6237 . ПМЦ 4220489 . ПМИД 25354530 .
^ «Комплекс – О Комплексе» . Комплекс . Архивировано из оригинала 14 февраля 2015 года . Проверено 9 марта 2015 г.
^ Пауэрс, К. «Компания Monsanto и Complix Nv подписывают соглашение о сотрудничестве с целью внедрения новых технологий в сельское хозяйство» . Монсанто . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 26 марта 2015 г.
^ Десмет, Дж.; Ластерс, И. (2010). «Неприродный белковый каркас, состоящий из трех нековалентно связанных пептидов» . Патенты США (US20100305304 A1).
^ Сузуки, К.; Хироаки, Х.; Кода, Д.; Танака, Т. (1998). «Пептид изолейциновой застежки-молнии образует в растворе трехцепочечную спиральную спираль, подобную нативной» . Белковая инженерия . 11 (11): 1051–1055. дои : 10.1093/протеин/11.11.1051 .
^ Jump up to: ^а ^б «Комплекс выбирает первого кандидата на разработку Alphabody™» . ФландрияБио. 25 октября 2011 года . Проверено 26 марта 2015 г.
^ «CMPX-1023» . БиоСентури БЦИК . Проверено 26 марта 2015 г.
^ Бенсон, Дж. М.; Сакс, К.; Трейси, Г.; Чжоу, Х.; Пендли, CE; Бродмеркель, CM; Шанкар, Г.; Масчелли, Массачусетс (2011). «Терапевтическое воздействие на пути IL-12/23: создание и характеристика устекинумаба». Нат. Биотехнология . 29 (7): 615–624. дои : 10.1038/nbt.1903 . ПМИД 21747388 .
^ «Протеиновые терапевтические средства Complix Alphabody™ демонстрируют активность против не поддающихся лечению внеклеточных и внутриклеточных заболеваний» . Новостная лента по связям с общественностью. 26 апреля 2012 года . Проверено 26 марта 2015 г.
^ «Complix NV привлекла 15,5 миллионов долларов в раунде серии B» . Клиника Спейс. 26 июня 2013 года . Проверено 26 марта 2015 г.

Внешние ссылки

Комплекс НВ

[Desmet2014-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Десмет, Дж.; Верстраете, К.; Блох, Ю.; Лорент, Э.; Вэнь, Ю.; Девриз, Б.; Ванденбрук, К.; Ловерикс, С.; Хеттманн, Т.; Дероо, С.; Сомерс, К.; Хендерикс, П.; Ластерс, И.; Саввидес, С.Н. (5 февраля 2014 г.). «Структурная основа антагонизма IL-23 с помощью белкового каркаса альфа-тела» . Природные коммуникации . 5 : 5237. дои : 10.1038/ncomms6237 . ПМЦ 4220489 . ПМИД 25354530 .

[Complix-2] «Комплекс – О Комплексе» . Комплекс . Архивировано из оригинала 14 февраля 2015 года . Проверено 9 марта 2015 г.

[Monsanto2012-3] Пауэрс, К. «Компания Monsanto и Complix Nv подписывают соглашение о сотрудничестве с целью внедрения новых технологий в сельское хозяйство» . Монсанто . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 26 марта 2015 г.

[Patent2010-4] Десмет, Дж.; Ластерс, И. (2010). «Неприродный белковый каркас, состоящий из трех нековалентно связанных пептидов» . Патенты США (US20100305304 A1).

[Suzuki1998-5] Сузуки, К.; Хироаки, Х.; Кода, Д.; Танака, Т. (1998). «Пептид изолейциновой застежки-молнии образует в растворе трехцепочечную спиральную спираль, подобную нативной» . Белковая инженерия . 11 (11): 1051–1055. дои : 10.1093/протеин/11.11.1051 .

[FlandersBio2011-6] Jump up to: ^а ^б «Комплекс выбирает первого кандидата на разработку Alphabody™» . ФландрияБио. 25 октября 2011 года . Проверено 26 марта 2015 г.

[Biocentury1-7] «CMPX-1023» . БиоСентури БЦИК . Проверено 26 марта 2015 г.

[Benson2011-8] Бенсон, Дж. М.; Сакс, К.; Трейси, Г.; Чжоу, Х.; Пендли, CE; Бродмеркель, CM; Шанкар, Г.; Масчелли, Массачусетс (2011). «Терапевтическое воздействие на пути IL-12/23: создание и характеристика устекинумаба». Нат. Биотехнология . 29 (7): 615–624. дои : 10.1038/nbt.1903 . ПМИД 21747388 .

[Newswire2012-9] «Протеиновые терапевтические средства Complix Alphabody™ демонстрируют активность против не поддающихся лечению внеклеточных и внутриклеточных заболеваний» . Новостная лента по связям с общественностью. 26 апреля 2012 года . Проверено 26 марта 2015 г.

[ClinicaSpace2013-10] «Complix NV привлекла 15,5 миллионов долларов в раунде серии B» . Клиника Спейс. 26 июня 2013 года . Проверено 26 марта 2015 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

v т и Сконструированные моноклональные антитела и миметики антител
Цельное антитело	биспецифический Трехфункциональное антитело
Потрясающий фрагмент	F(ab') ₂ фрагмент / Fab' фрагмент биспецифический Химически связанный Fab
Переменный фрагмент	Одноцепочечный вариабельный фрагмент/di-scFv/tri-scFv Однодоменное антитело Малый модульный иммунофармацевтический биспецифический Активатор Т-клеток
Меньшие единицы	Микроантитело
Внутриклеточный	Внутритела
Миметики антител	Молекула аффитела Аффилин Аффимер Аффитин Альфатело Антикалин Авимер в DARP Пептид домена Кунитца Монокело наноЗАЖИМ