Affimer

редактировать
Каркас белка Affimer - показаны две петли и амино-конец, куда можно вставить дизайнерские или случайные пептиды для создания специфичного для мишени связывания поверхность

Аффимерные молекулы представляют собой небольшие белки, которые связываются с молекулами-мишенями со специфичностью и аффинностью, подобной таковой у антител. Эти сконструированные белки, не связывающие антитела, предназначены для имитации характеристик молекулярного распознавания моноклональных антител в различных применениях. Кроме того, эти аффинные реагенты были оптимизированы для повышения их стабильности, устойчивости к различным температурам и pH, уменьшения их размера и увеличения экспрессии в E.coli и клетки млекопитающих.

Содержание

  • 1 Разработка
  • 2 Производство
  • 3 Свойства
  • 4 Приложения
    • 4.1 Реагенты и диагностика
    • 4.2 Терапия
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние links

Разработка

Аффимерные белки были первоначально разработаны в MRC Cancer Cell Unit в Кембридже, а затем в двух лабораториях в Университете Лидса. Эти белки 12–14 кДа, полученные из семейства ингибиторов цистеиновой протеазы, состоящего из цистатинов, которые в природе действуют как ингибиторы цистеиновых протеаз, имеют общую третичную структуру альфа-спираль, лежащая на вершине антипараллельного бета-листа.

Аффимерные белки имеют две пептидные петли и N-концевую последовательность, которые все могут быть рандомизированы для связывания с желаемыми целевыми белками с высокая аффинность и специфичность, аналогично моноклональным антителам. Стабилизация двух пептидов белковым каркасом ограничивает возможные конформации, которые могут принимать пептиды, увеличивая аффинность связывания и специфичность по сравнению с библиотеками свободных пептидов.

Продукция

Фаговый дисплей Библиотеки из 10 рандомизированных последовательностей потенциального взаимодействия с мишенью используются для скрининга белков Affimer, которые демонстрируют высокоспецифичное связывание с белком-мишенью с аффинностью связывания в нМ диапазон. Возможность управлять методами скрининга in vitro позволяет идентифицировать высокоспецифичные связывающие аффимеры с высокой аффинностью, что исключает необходимость созревания аффинности этих реагентов. Скрининг и разработка in vitro также означает, что пространство-мишень для связывающих аффимеров веществ не ограничивается иммунной системой животного-хозяина. Благодаря тому, что белки Affimer генерируются с использованием рекомбинантных систем, их производство значительно более быстрое и воспроизводимое по сравнению с производством традиционных антител..

Были созданы мультимерные формы белков Affimer, и было показано, что они дают титриметрические объемы в диапазоне 200 –400 мг / л при маломасштабном культивировании с использованием бактериальных хозяйских систем. Мультимерные формы аффимерных белков с одинаковой целевой специфичностью обеспечивали эффекты авидности в связывании с мишенью, в то время как слияние различных аффимерных белков с разной целевой специфичностью могло бы позволить получить мультиспецифические аффинные белки. и слитые белки, такие как флуорофоры, одноцепочечная ДНК, His и теги c-Myc, могут быть легко конъюгированы с белками Affimer. Конкретные остатки цистеина могут быть введены в белок, чтобы позволить тиоловой химии единообразно ориентировать аффимерные белки на твердой подложке с целью увеличения захвата мишени в анализах связывания лиганда и биосенсорах. Эта гибкая функционализация молекулы Affimer максимизирует эффективность реагентов Affimer во многих приложениях и форматах анализа.

Свойства

Аффимерные связывающие вещества представляют собой рекомбинантные белки. Они демонстрируют надежные характеристики высокой термостабильности, с температурами плавления более 80 ° C, стойкостью к экстремальным значениям pH (2–13,7), циклам замораживания-оттаивания и лиофилизации. Низкая молекулярная масса связывающих аффимеров средств означает, что можно избежать проблем стерического затруднения, которые обычно наблюдаются с антителами. Поскольку они производятся с использованием процессов получения рекомбинантных бактерий, для реагентов Affimer сохраняется постоянство от партии к партии, что позволяет преодолеть некоторые проблемы воспроизводимости и надежности поставок.

Эти синтетические антитела были сконструированы так, чтобы быть стабильными, нетоксичными, биологически нейтральными и не содержать посттрансляционных модификаций или дисульфидных мостиков. Две отдельные петлевые последовательности, включающие в общей сложности от 12 до 36 аминокислот, образуют поверхность взаимодействия-мишени, поэтому поверхности взаимодействия могут варьироваться от 650–1000 Å. Предполагается, что большая поверхность взаимодействия приводит к высокоспецифическому связыванию с высоким сродством с белками-мишенями. В результате молекулы Affimer могут различать белки, которые отличаются только одной аминокислотой, могут обнаруживать незначительные изменения в уровнях экспрессии белков даже в формате мультиплексированного и могут различать несколько близко расположенных связанные белковые домены.

Приложения

Технология Affimer была коммерциализирована и разработана Avacta, которая разрабатывает эти аффинные реагенты в качестве инструментов для исследований и диагностики, а также в качестве биотерапевтических средств.

Реагенты и диагностика

Связующие аффимеры использовались на нескольких платформах, включая ELISA, поверхностный плазмонный резонанс, аффинную очистку, иммуногистохимия и иммуноцитохимия, включая визуализацию со сверхвысоким разрешением. Аффимерные реагенты, которые ингибируют взаимодействия белок-белок, также могут быть получены с потенциалом экспрессии этих ингибиторов в клетках млекопитающих для исследования и модификации сигнальных путей. Они также были совместно кристаллизованы в комплексе с белками-мишенями, что позволяет открывать лекарственные средства посредством скрининга in silico и анализов замещения.

Реагенты Affimer подходят для использования в биосенсорах, диагностике на месте и в качестве антиидиотипических средств. реагенты в фармакокинетических и терапевтических анализах для мониторинга лекарственных средств.

Терапия

Белковый каркас Affimer был разработан как биотерапевтический. Небольшой размер и профиль стабильности белков Affimer в сочетании с их человеческим происхождением придают молекулам Affimer лекарственные свойства. Это может иметь преимущества перед антителами с точки зрения проникновения в ткани, например, в солидных опухолях или для неинвазивного местного введения, такого как ингаляционная доставка или кожное нанесение..

Аффимерные белки можно легко конъюгировать с образованием мультимеров и легко функционализировать для разработки терапевтических средств с конкретными желательными характеристиками. Примеры включают производство мультиспецифических молекул Affimer для нацеливания и рекрутирования определенных клеток, слияние с фрагментами Fc или связывающими веществами альбумина для настройки их периода полужизни in vivo. и для использования в качестве нацеливающего фрагмента в химерных рецепторах или модифицированного для переноса токсина в конъюгатах аффимер-лекарство.

Аффимерные терапевтические средства находятся в стадии открытия и доклинической разработки для лечения нарушений свертывания крови, устойчивость к антибиотикам, фенотипические модели открытия лекарств и рак, как с помощью клеточной терапии CAR-T, так и в качестве ингибиторов иммунных контрольных точек. Ранние исследования с использованием ex vivo человеческих образцов показали низкую иммуногенность, связанную с каркасом Affimer, на уровнях, сравнимых с имеющимися на рынке терапевтическими антителами. Кроме того, первоначальные доклинические исследования показали хорошую эффективность и переносимость иммуноонкологического препарата Affimer против PDL1 у мышей. Ожидается, что регистрация в IND первого терапевтического препарата Affimer состоится в 2019/2020 гг.

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-09 15:34:13
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте