Конъюгат антитело-олигонуклеотид

Конъюгаты антитело-олигонуклеотид или АОК относятся к классу химерных молекул, объединяющих в своей структуре два важных семейства биомолекул: моноклональные антитела и олигонуклеотиды . ^[1]

Сочетание исключительных возможностей нацеливания моноклональных антител с многочисленными функциональными модальностями олигонуклеотидов оказалось плодотворным для различных приложений с AOC, включая визуализацию, обнаружение и целевую терапию. ^{[1] [2] [3]}

Поглощение/интернализация клетками по-прежнему представляет собой самое большое препятствие на пути к успешной терапии ON . Прямое поглощение, как и для большинства низкомолекулярных препаратов, затруднено полианионным остовом и молекулярным размером ON. Будучи адаптированными из широкого и успешного класса конъюгатов антитело-лекарство , антитела и аналоги антител все чаще используются в исследованиях для преодоления препятствий, связанных с доставкой и интернализацией терапии ON. Используя методологию биоконъюгации, было получено несколько конъюгатов.

Первый AOC был зарегистрирован в 1995 году, когда лизины антитела к трансферрину были связаны с помощью бифункционального линкера SMCC ( NHS-эфир и малеимидная группа) с радиоактивно мечеными и содержащими цис-группу ASO, нацеленными на мРНК ВИЧ . ^[4] Марцин и его коллеги разработали другую конструкцию, используя ту же химию, но в 2011 году они использовали siRNA вместо ASO. ^[5] В 2013 году Майерс и его коллеги затем неспецифически пометили антитело к CD19 N-сукцинимидил 3-(2-пиридил-дитио) пропионатом для образования дисульфидных связей с цис-модифицированным ASO, нацеленным на мРНК онкопротеина E2A–PBX1. ^[6] В конечном итоге они смогли доказать противоопухолевые эффекты in vivo, которые, в отличие от этого, не были получены с отдельными объектами. ^[7] В то же время несколько антител были использованы для доставки ON в сочетании с наночастицами и в нековалентных стратегиях. ^{[8] [9] [10]}

Совсем 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 siRNA с несколькими сконструированными моноклональными антителами на основе их запатентованной технологии Thiomab, которая позволяет сайт-специфическое введение цистеина в последовательность антитела[32]. ^[11] Они смогли доказать функциональность обеих структур в конструкции и, проведя скрининг различных антител, подтвердили их важность для эффективного антисмыслового эффекта. ^[11] Основным препятствием, с которым пришлось столкнуться, был ограниченный выход из эндосомы, но в конечном итоге была зарегистрирована функциональная конструкция, которая демонстрирует антисмысловой эффект in vivo. ^[11] После разработки конъюгатов на основе SMCC в литературе были описаны две конструкции, основанные на стимулируемых штаммом алкин-азидных циклоприсоединениях : мРНК MXD3, нацеленная на гэпмер (модифицированный cEt и PS), связанная с антителом анти- CD22 , нацеленным на пре -В-клетки, приводит к апоптозу целевых клеток in vitro и увеличению продолжительности выживания мышей in vivo в моделях ксенотрансплантатов . Примечательно, что доза, необходимая для того же терапевтического эффекта, была в 20 раз ниже для разработанного конъюгата (по сравнению с голым mAb). ^[12] Другой описанный конъюгат, использующий ту же неселективную химию конъюгации, использует антитело, нацеленное на CD44 или EphA2 , которое ковалентно несет терапевтически нерелевантный олигонуклеотид «смыслового носителя». ^[13] Это олигонуклеотидное основание спаривается с фактическим антисмысловым олигонуклеотидом (гэпмер, содержащий фосфоротиоатные связи и модификации 2'-дезокси-2'-фтор-бета-D-арабинонуклеиновой кислоты и концевой флуорофор), стремясь к повышению активности РНКазы Н. ^{[14] [15] [16]}

Несмотря на свой огромный потенциал, ADC и AOC страдают от физического размера антитела (mAb) (150 кДа), что ограничивает проникновение в солидную опухоль (по крайней мере, при низких концентрациях). Более того, сайт-селективная модификация антитела едва ли достижима : из-за сложного производства mAb селективное введение неестественной аминокислоты в белок нелегко. ^[17]

Вот почему ведутся интенсивные исследования по использованию аналогов антител и фрагментов антител, которые сохраняют высокую целевую специфичность, но в сочетании с меньшим размером и большей возможностью модификации. Нанотела , например, являются естественными однодоменными антителами, обнаруженными у верблюдовых, со средней массой 15 кДа. Они обладают повышенной стабильностью, растворимостью и проникновением в ткани по сравнению с mAb. ^{[18] [19] [20]}

Один конъюгат, состоящий из нанотела EGFR и siRNA, объединенных посредством малеимидной биоконъюгации , доказывает возможность успешной доставки ON с помощью нанотел. ^[21]

Другой пример состоит из фрагмента Fab анти- CD71 , который был конъюгирован с малеимидной несущей siRNA (которая сама по себе имеет модификации 2'OMe/2'F и фосфоротиоатные связи). Было проведено скрининг нескольких (расщепляемых и нерасщепляемых) линкеров между малеимидной частью и siRNA, выявивших лишь небольшое влияние на эффективность подавления (нерасщепляемые линкеры приводят к наилучшим результатам). Чтобы продемонстрировать небольшой размер фрагмента Fab, было исследовано подкожное введение на мышиных моделях, что привело к эквивалентным результатам подавления по сравнению с внутривенным введением . По сравнению с другими конъюгатами mAb-siRNA авторы даже предполагают, что выход из эндосомы в значительной степени облегчается меньшим размером Fab (по сравнению с mAb). ^[22]

Более того, конъюгаты Nanobody-ON интенсивно используются для визуализации, используя малый размер нанотела для уменьшения смещения изображения. ^{[23] [24]}