Конъюгат антитело-олигонуклеотид
Конъюгаты антитело-олигонуклеотиды или АОК относятся к классу химерных молекул, объединяющих в своей структуре два важных семейства биомолекул: моноклональные антитела и олигонуклеотиды . [1]
Сочетание исключительных возможностей моноклональных антител по нацеливанию с многочисленными функциональными модальностями олигонуклеотидов оказалось плодотворным для различных применений АОК, включая визуализацию, обнаружение и таргетную терапию. [1] [2] [3]
Поглощение/интернализация клеток по-прежнему представляет собой самое большое препятствие на пути к успешной терапии НА . Прямому усвоению, как и большинству низкомолекулярных лекарств, препятствует полианионная основная цепь и молекулярный размер ON. Будучи адаптированными из широкого и успешного класса конъюгатов антитело-лекарственное средство , антитела и аналоги антител все чаще используются в исследованиях с целью преодоления препятствий, связанных с доставкой и интернализацией ОН-терапевтических препаратов. Используя методологию биоконъюгации, было получено несколько конъюгатов.
Разработка терапевтических АОК
[ редактировать ]О первом АОК было сообщено в 1995 году, когда лизины антитела к трансферрину были соединены с помощью бифункционального линкера SMCC ( эфир NHS и малеимидный фрагмент) с радиоактивно меченными и цис-несущими АСО, нацеленными на ВИЧ мРНК . [4] Марцин и его коллеги разработали другую конструкцию, используя тот же химический состав, но в 2011 году они использовали миРНК вместо ASO. [5] В 2013 году МАЙЕРС и его коллеги затем неспецифически пометили антитело против CD19 N-сукцинимидил-3-(2-пиридил-дитио)пропионатом для образования дисульфидных связей с цис-модифицированной АСО, нацеленной на мРНК онкопротеина E2A-PBX1. [6] В конечном итоге они смогли доказать противоопухолевые эффекты in vivo, которые, в отличие от них, не были получены при использовании отдельных объектов. [7] В тот же период несколько антител были использованы для доставки ON в сочетании с наночастицами и нековалентными стратегиями. [8] [9] [10]
Лишь недавно были опубликованы первые примеры сайт-селективной конъюгации между терапевтическим препаратом ON и моноклональным антителом: в 2015 году компания Genentech использовала линкер SMCC для конъюгации миРНК с несколькими сконструированными моноклональными антителами на основе своей запатентованной технологии Thiomab, которая позволяет сайт-специфическое введение цистеин в последовательность антитела[32]. [11] Они смогли доказать функциональность обоих объектов в конструкции и путем скрининга различных антител подтвердили их важность для эффективного антисмыслового эффекта. [11] Основным препятствием, с которым пришлось столкнуться, был ограниченный выход из эндосом о функциональной конструкции, которая проявляет антисмысловой эффект in vivo. , но в конечном итоге сообщалось [11] После разработки конъюгатов на основе SMCC в литературе сообщалось о двух конструкциях, основанных на стимулируемых штаммом алкин-азидных циклоприсоединениях : MXD3 мРНК гэпмер , нацеленный на гэпмер (модифицированный cEt и PS), связанный с антителом против CD22 , нацеленным на пре- В-клетки, приводит к клеток-мишеней in vitro -апоптоз и увеличение продолжительности выживания мышей in vivo на ксенотрансплантатов моделях . Примечательно, что доза, необходимая для достижения того же терапевтического эффекта, была в 20 раз ниже для разработанного конъюгата (по сравнению с голыми МКА). [12] В другом зарегистрированном конъюгате, использующем ту же неселективную химию конъюгации, используется антитело, нацеленное на CD44 или EphA2 , которое ковалентно несет терапевтически нерелевантный олигонуклеотид «смысловой переносчик». [13] Основания этого олигонуклеотида соединяются с реальным антисмысловым олигонуклеотидом (гэпмер, несущий фосфоротиоатные связи и модификации 2'-дезокси-2'-фтор-бета-D-арабинонуклеиновой кислоты и концевой флуорофор) с целью повышения активности РНКазы H. [14] [15] [16]
Конъюгат аналога антитела и олигонуклеотида
[ редактировать ]Несмотря на свой огромный потенциал, ADC и AOC страдают от физического размера антитела (mAb) (150 кДа), который ограничивает проникновение солидной опухоли (по крайней мере, в низких концентрациях). Более того, сайт-селективная модификация антитела вряд ли достижима: из-за сложности производства моноклональных антител селективное введение неприродной аминокислоты в белок затруднено. [17]
Вот почему проводятся интенсивные исследования по использованию аналогов антител и фрагментов антител, которые сохраняют высокую целевую специфичность, но сочетаются с меньшим размером и большей возможностью модификации. Например, нанотела представляют собой природные однодоменные антитела, обнаруженные у верблюдовых, со средней массой 15 кДа. Они обладают повышенной стабильностью, растворимостью и проникновением в ткани по сравнению с моноклональными антителами. [18] [19] [20]
Один конъюгат, состоящий из EGFR нанотел и siRNA, объединенных посредством малеимида биоконъюгации , доказывает возможность успешной доставки ON с помощью нанотел. [21]
Другой пример состоит из против CD71 Fab-фрагмента , который был конъюгирован с малеимидом, несущим миРНК (которая сама имеет модификации 2'OMe/2'F и фосфоротиоатные связи). Несколько (расщепляемых и нерасщепляемых) линкеров между малеимидным фрагментом и миРНК были проверены и выявили лишь небольшое влияние на эффективность подавления (нерасщепляемые линкеры приводят к лучшим результатам). Чтобы продемонстрировать небольшой размер Fab-фрагмента, подкожное на моделях мышей исследовали введение, что привело к эквивалентным результатам подавления по сравнению с внутривенным введением . По сравнению с другими конъюгатами mAb-siRNA авторы даже предполагают, что выход из эндосом в значительной степени облегчается меньшим размером Fab (по сравнению с mAb). [22]
Более того, конъюгаты Nanobody-ON интенсивно используются для целей визуализации, поскольку небольшой размер нанотела позволяет уменьшить смещение изображения. [23] [24]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Довгань Игорь; Коньев, Александр; Колодич, Сергей; Вагнер, Ален (2019). «Конъюгаты антитело-олигонуклеотид как терапевтические средства, средства визуализации и обнаружения». Биоконъюгатная химия . 30 (10): 2483–2501. doi : 10.1021/acs.bioconjchem.9b00306 . ISSN 1043-1802 . ПМИД 31339691 . S2CID 198491258 .
- ^ Левин, Артур А. (2017). «Нацеливание на терапевтические олигонуклеотиды». Медицинский журнал Новой Англии . 376 (1). Массачусетское медицинское общество: 86–88. дои : 10.1056/nejmcibr1613559 . ISSN 0028-4793 . ПМИД 28052219 . S2CID 33970969 .
- ^ Винклер, Йоханнес (2013). «Олигонуклеотидные конъюгаты для терапевтического применения» . Терапевтическая доставка . 4 (7). Future Science Ltd: 791–809. дои : 10.4155/tde.13.47 . ISSN 2041-5990 . ПМЦ 3787477 . ПМИД 23883124 .
- ^ Уокер, Ян; Ирвин, Уильям Дж.; Ахтар, Сагир (1995). «Улучшенная клеточная доставка антисмысловых олигонуклеотидов с использованием конъюгатов антитело к рецептору трансферрина-олигонуклеотид» . Фармацевтические исследования . 12 (10): 1548–1553. дои : 10.1023/а:1016260110049 . ISSN 0724-8741 . ПМИД 8584498 . S2CID 20247200 .
- ^ Ма, Юэлун; Коволик, Клаудия М.; Свидерский, Петр М.; Кортылевский, Марцин; Ю, Хуа; Хорн, Дэвид А.; Юпитер, Ричард; Кабальеро, Отавия Л.; Симпсон, Эндрю Дж.Г.; Ли, Фук-Теан; Пиллэй, Виночани; Скотт, Эндрю М. (26 июля 2011 г.). на основе гуманизированных антител Lewis-Y «Доставка миРНК STAT3 » . АКС Химическая биология . 6 (9): 962–970. дои : 10.1021/cb200176v . ISSN 1554-8929 . ПМК 3831028 . ПМИД 21766840 .
- ^ Чжан, Кэ; Хао, Лянлян; Херст, Сара Дж.; Миркин, Чад А. (28 сентября 2012 г.). «Связанные с антителами сферические нуклеиновые кислоты для клеточного нацеливания» . Журнал Американского химического общества . 134 (40): 16488–16491. дои : 10.1021/ja306854d . ISSN 0002-7863 . ПМК 3501255 . ПМИД 23020598 .
- ^ Укун, Фатих М.; Кази, Сандживе; Дибирдик, Илькер; Майерс, Доротея Э. (18 сентября 2012 г.). «Рациональный дизайн иммуноконъюгата для селективного подавления экспрессии специфичного для лейкемии слитого гена E2A – PBX1 при лейкозе Pre-B человека» . Интегративная биология . 5 (1): 122–132. дои : 10.1039/c2ib20114c . ISSN 1757-9708 . ПМИД 22990208 .
- ^ Боймер, Николь; Аппель, Нил; Терхейден, Лиза; Бухгольц, Франк; Россиг, Клаудия; Мюллер-Тидов, Карстен; Бердель, Вольфганг Э; Боймер, Себастьян (3 декабря 2015 г.). «Связанная с антителами миРНК как эффективный метод нокдауна мРНК in vivo» . Протоколы природы . 11 (1): 22–36. дои : 10.1038/nprot.2015.137 . ISSN 1754-2189 . ПМИД 26633129 . S2CID 33367153 .
- ^ Боймер, Себастьян; Боймер, Николь; Аппель, Нил; Терхейден, Лиза; Фремери, Джулия; Шелхаас, Соня; Вардельманн, Ева; Бухгольц, Франк; Бердель, Вольфганг Э.; Мюллер-Тидов, Карстен (12 марта 2015 г.). «Опосредованная антителами доставка анти- KRAS -миРНК in vivo преодолевает терапевтическую резистентность при раке толстой кишки» . Клинические исследования рака . 21 (6): 1383–1394. дои : 10.1158/1078-0432.ccr-13-2017 . ISSN 1078-0432 . ПМИД 25589625 . S2CID 11196282 .
- ^ Сонг, Эрвей; Чжу, Пэнчэн; Ли, Сан-Гён; Чоудхури, Дипанджан; Куссман, Стивен; Дайксхорн, Дерек М; Фэн, И; Паллисер, Дебора; Вайнер, Дэвид Б; Шанкар, Премлата; Мараско, Уэйн А; Либерман, Джуди (22 мая 2005 г.). «Антитела опосредуют доставку малых интерферирующих РНК in vivo через рецепторы клеточной поверхности» . Природная биотехнология . 23 (6): 709–717. дои : 10.1038/nbt1101 . ISSN 1087-0156 . ПМИД 15908939 . S2CID 14855642 .
- ^ Jump up to: а б с Куэльяр, Тринна Л.; Барнс, Дуайт; Нельсон, Кристофер; Тангуай, Джошуа; Ю, Шан-Фан; Вэнь, Сяохуэй; Весы, Сьюзи Дж.; Геш, Джули; Дэвис, Дэвид; ван Брабант Смит, Аня; Лик, Девин; Вандлен, Ричард; Сибель, Кристиан В. (30 декабря 2014 г.). «Систематическая оценка доставки миРНК, опосредованной антителами, с использованием промышленной платформы конъюгатов ТИОМАБ-миРНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 43 (2): 1189–1203. дои : 10.1093/нар/gku1362 . ISSN 1362-4962 . ПМК 4333408 . ПМИД 25550431 .
- ^ Сатаке, Норико; Дуонг, Конни; Ёсида, Сакико; Эстергор, Майкл; Чен, Кэти; Перальта, Рэйчел; Го, Шулин; Сет, Пунит П; Ли, Юэджу; Беккет, Лорел; Чунг, Джонг; Нолта, Ян; Нитин, Нитин; Тоскано, Джозеф М. (январь 2016 г.). «Новая таргетная терапия острого лимфобластного лейкоза-предшественника B-клеток: конъюгат анти-CD22-антитела-MXD3-антисмыслового олигонуклеотида» . Молекулярная медицина . 22 (1): 632–642. дои : 10.2119/molmed.2015.00210 . ISSN 1076-1551 . ПМК 5082301 . ПМИД 27455414 .
- ^ Арнольд, Эми Э.; Малек-Адамян, Элиза; Ле, Фуонг У.; Мэн, Аника; Мартинес-Монтеро, Сауль; Петрекка, Кевин; Дамха, Масад Дж.; Шойчет, Молли С. (июнь 2018 г.). «Конъюгат антитело-антисмысловой олигонуклеотид снижает активность ключевого гена в стволовых клетках глиобластомы» . Молекулярная терапия - нуклеиновые кислоты . 11 : 518–527. дои : 10.1016/j.omtn.2018.04.004 . ISSN 2162-2531 . ПМЦ 5992475 . ПМИД 29858087 .
- ^ Арнольд, Эми Э.; Малек-Адамян, Элиза; Ле, Фуонг У.; Мэн, Аника; Мартинес-Монтеро, Сауль; Петрекка, Кевин; Дамха, Масад Дж.; Шойчет, Молли С. (июнь 2018 г.). «Конъюгат антитело-антисмысловой олигонуклеотид снижает активность ключевого гена в стволовых клетках глиобластомы» . Молекулярная терапия - нуклеиновые кислоты . 11 : 518–527. дои : 10.1016/j.omtn.2018.04.004 . ISSN 2162-2531 . ПМЦ 5992475 . ПМИД 29858087 .
- ^ Крейг, Кевин; Абрамс, Марк; Амиджи, Мансур (16 мая 2018 г.). «Последние доклинические и клинические достижения в области конъюгатов олигонуклеотидов» . Экспертное мнение о доставке лекарств . 15 (6): 629–640. дои : 10.1080/17425247.2018.1473375 . ISSN 1742-5247 . ПМИД 29727206 . S2CID 19159606 .
- ^ Довгань Игорь; Коньев, Александр; Колодич, Сергей; Вагнер, Ален (24 июля 2019 г.). «Конъюгаты антитело-олигонуклеотид как терапевтические, визуализирующие и детектирующие агенты» . Биоконъюгатная химия . 30 (10): 2483–2501. doi : 10.1021/acs.bioconjchem.9b00306 . ISSN 1043-1802 . ПМИД 31339691 . S2CID 198491258 .
- ^ Баа, Стефани; Законы, Марк; Рахман, Хондакер Мираз (15 мая 2021 г.). «Конъюгаты антитело-лекарственное средство — обзор учебного пособия» . Молекулы . 26 (10): 2943. doi : 10,3390/molecules26102943 . ISSN 1420-3049 . ПМЦ 8156828 . ПМИД 34063364 .
- ^ Шкрлец, Катя; Штрукель, Борут; Берлец, Алеш (июль 2015 г.). «Неиммуноглобулиновые каркасы: фокус на их целях» . Тенденции в биотехнологии . 33 (7): 408–418. дои : 10.1016/j.tibtech.2015.03.012 . ISSN 0167-7799 . ПМИД 25931178 .
- ^ Мюлдерманс, Серж (16 февраля 2021 г.). «Применение нанотел» . Ежегодный обзор биологических наук о животных . 9 (1): 401–421. doi : 10.1146/annurev-animal-021419-083831 . ISSN 2165-8102 . ПМИД 33233943 .
- ^ Васкес-Ломбарди, Родриго; Фан, Три Джианг; Циммерманн, Карстен; Лоу, Дэвид; Джермутус, Лутц; Христос, Дэниел (октябрь 2015 г.). «Проблемы и возможности для каркасных лекарств, не содержащих антител» . Открытие наркотиков сегодня . 20 (10): 1271–1283. дои : 10.1016/j.drudis.2015.09.004 . ISSN 1878-5832 . ПМИД 26360055 .
- ^ Завоюра, Александр; Бруннер, Бодо; Кастелс, Питер; Циммерманн, Лусиана; Озог, Матиас; Буттон, Чарльз; Хелмс, Майк В.; Вагенаар, Тимоти; Адам, Волкер; Петерка, Жозефина; Мец-Вайдманн, Кристиана; Деша, Питер; Шайдлер, Сабина; Ян-Хофманн, Керстин (14 января 2021 г.). «Конъюгаты нанотело-миРНК для адресной доставки миРНК в раковые клетки» . Молекулярная фармацевтика . 18 (3): 1048–1060. doi : 10.1021/acs.molpharmaceut.0c01001 . ISSN 1543-8384 . ПМИД 33444501 . S2CID 231610852 .
- ^ Суго, Мичико, Тацуо; Нисимура, Сатоши, Эрия; Макита, Юкимаса; Имаичи, Шумпей, Кентаро; Тератани, Мика; Масуда, Ясуши; Камей, Такаюки (10 сентября 2016 г.). конъюгата антитело-миРНК, нацеленного на сердечные и скелетные мышцы» Журнал контролируемого высвобождения . 237 : 1–13. Разработка « . .jconrel.2016.06.036 ISSN 0168-3659 . PMID 27369865
- ^ Хеббрехт, Тим; Лю, Цзин; Звенепол, Оливье; Бодден, Гаэль; Ван Лин, Хлоя; Декоен, Клаас; Мэддер, Аннемике; Брэкманс, Кевин; Геттеманс, Ян (ноябрь 2020 г.). «Химия нанотел с щелчком для удобного сайт-специфического флуоресцентного мечения, одноэтапной иммуноцитохимии и доставки в живые клетки путем фотопорации и визуализации живых клеток» . Новая биотехнология . 59 : 33–43. дои : 10.1016/j.nbt.2020.05.004 . ISSN 1871-6784 . ПМИД 32659511 . S2CID 220521390 .
- ^ Сограте-Идрисси, Шама; Алексиевец, Назар; Исбанер, Себастьян; Эггерт-Мартинес, Мариана; Эндерляйн, Йорг; Цуканов Роман; Опазо, Фелипе (19 декабря 2018 г.). «Обнаружение нанотел стандартных флуоресцентных белков позволяет использовать многоцелевую ДНК-краску с высоким разрешением и минимальными ошибками смещения» . дои : 10.1101/500298 . ПМК 6357156 . Проверено 2 марта 2023 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь )