Ученые из Университета Райса нашли простой метод присоединения лекарств или других веществ к антителам, мощным белкам, которые играют центральную роль в иммунной системе организма.
Лаборатория биоинженеров Хань Сяо разработала технику под названием pClick, которая использует перекрестный линкер, который привязывается к определенному участку на антителах и служит мостом к терапевтическим молекулам или наноматериалам без необходимости реконструировать антитела с помощью вредных химикатов. ферменты или ультрафиолетовый (УФ) свет.
Все эти альтернативы используются компаниями и исследователями для подготовки антител для конъюгации – процесса их химического изменения.
"Но наша технология проста, очень эффективна и экономична," сказал Сяо, который присоединился к Райс в прошлом году при финансовой поддержке Техасского научно-исследовательского института профилактики рака (CPRIT). "Мы используем нативные антитела без инженерии, без обработки ферментами, без химической обработки, без УФ-обработки. Раньше люди пытались использовать все это для достижения конъюгации на конкретном участке. Они нам не нужны."
Исследование подробно описано в журнале Американского химического общества Bioconjugate Chemistry.
Антитела – это димеры, идентичные белки, которые в этом случае объединяются в "Y" форма и рабочие лошадки иммунной системы. Их задача – распознавать патогены и связываться с ними, облегчая устранение захватчиков. Антитела либо перемещаются по кровотоку, либо прикрепляются к клеткам, нуждающимся в защите. Поскольку они вездесущи в организме, их изменение – это способ лечения болезни.
– Это непросто, – сказал Сяо. "Для первого поколения конъюгации антител люди использовали мишени, такие как остатки лизина или цистеина, для прикрепления своих терапевтических молекул," Сяо сказал. "Но антитела такие большие, а остатков лизина и цистеина так много, что они никогда не смогут контролировать свое положение. Каждая партия препарата отличается."
Он сказал, что исследования второго поколения были сосредоточены на сайт-специфической конъюгации для размещения терапевтических препаратов в определенном месте на антителе. "Это позволило им оптимизировать положение препарата, но для этого людям нужно было знать последовательность антитела и спроектировать ее," Сяо сказал.
"Наша работа следующего поколения решает две проблемы," он сказал. "Во-первых, нам не нужно создавать антитела. Мы используем рыночные антитела для прямой сайт-специфической конъюгации. Во-вторых, мы точно знаем, куда идет наша молекула с антителом."
Ключом к конъюгации, индуцированной близостью, является использование неканонических аминокислот (ncAA), синтетических крючков, которые могут быть созданы для ковалентного связывания с определенным местом на белке, когда оно подойдет достаточно близко ( "п" в pClick означает близость). Поскольку антитела представляют собой двухбелковые димеры, ncAA связываются с одной стороны и обеспечивают два пятна для усиления.
Сяо рассматривает pClick как общую стратегию конъюгации антител для промышленности и научных кругов. Он отметил, что тесты на связывание белка боковой цепи с антителами человека и мыши, конъюгированными с ncAA, показали эффективность более 90 процентов. Тесты на стабильность показали, что антитела существенно не разлагаются после двух часов инкубации в сыворотке крови человека.
"Области белка антитела, к которому мы обращаемся, являются консервативными для человека и мыши, и мы продемонстрировали, что pClick работает на обоих," он сказал. "Эта эффективность была неожиданностью, но она важна для области конъюгатов антитело-лекарственное средство."
Лаборатория Сяо Райс планирует разработать pClick для иммунотерапии рака. "Мы хотим добиться различных конъюгатов, от конъюгатов антитело-лекарство до конъюгатов антитело-антитело, когда мы смешиваем два антитела, и они соединяются вместе," он сказал.
"Мы думаем, что одно антитело может быть нацелено на раковую клетку, а другое – на иммунную клетку," Сяо добавил. "Тогда антитела объединят клетки."