牛IgG具有高達(dá)70個(gè)氨基酸的超長(zhǎng)CDR-H3結(jié)構(gòu)域。之前發(fā)現(xiàn),具有牛的CDR-H3的HIV中和抗體會(huì)識(shí)別gp120 CD4結(jié)合位點(diǎn)上的表位,該表位通常凹陷于常規(guī)抗體。所以超長(zhǎng)CDR-H3抗體可能會(huì)識(shí)別一些人抗體無法識(shí)別的隱蔽表位,并擴(kuò)大抗體識(shí)別的靶點(diǎn)區(qū)域
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應(yīng)用案例
德國(guó)默克(Merck)的科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了基于牛CDR-H3雙特異性抗體,靶向腫瘤細(xì)胞上的表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)以及自然殺傷(NK)細(xì)胞上的天然細(xì)胞毒性受體NKp30。基于牛IgG的雙特異性抗體(BsAbs)引發(fā)了有效的NK細(xì)胞重定向,從而引發(fā)了EGFR過表達(dá)的腫瘤細(xì)胞裂解以及促炎細(xì)胞因子的強(qiáng)勁釋放
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牛源CDR-H3雙特異性抗體的產(chǎn)生示意圖。通過牛抗體文庫(kù)篩選出針對(duì)兩個(gè)靶標(biāo)(以紅色和黃色顯示)的識(shí)別序列。嫁接到人源Fab支架上,利用重鏈異源二聚技術(shù)(例如SEED技術(shù))組裝成雙特異性抗體。
主要技術(shù)路線
Octet®高通量篩選高親和力雙特異性抗體
Octet®基于生物層干涉技術(shù)(BLI),是被美國(guó)藥典認(rèn)可的用于親和力檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法。Octet®具有高通量和易使用等特點(diǎn),成為生物醫(yī)藥企業(yè)必備工具之一。在Merck的這個(gè)方案中,Octet®被選擇作為抗體親和力檢測(cè)的主要方法。
Octet® Red 96,用Anti-human Fc傳感器固化抗體,分別與EGFR(左圖),NKp30(中圖)進(jìn)行結(jié)合解離檢測(cè)其親和力。然后通過連續(xù)結(jié)合兩個(gè)靶點(diǎn),觀察抗體是否可以同時(shí)結(jié)合兩個(gè)抗原(右圖)。
用Octet®檢測(cè)的親和力結(jié)果列表(部分)
iQue®高通量流式檢測(cè)細(xì)胞水平結(jié)合
科研人員使用iQue® 3高通量流式細(xì)胞儀評(píng)估細(xì)胞結(jié)合,并使用儀器配套智能軟件ForeCyt®進(jìn)行分析。iQue®高通量流式具有檢測(cè)速度快,樣品耗量少等特點(diǎn),是細(xì)胞水平高通量篩選的常用儀器。
左圖為EGFR高表達(dá)的A431細(xì)胞與雙特異抗體結(jié)合:每孔測(cè)量800-1800個(gè)A431細(xì)胞。在兩個(gè)初始洗滌步驟后,將細(xì)胞和100 nM的bsAbs孵育,洗滌后加入熒光標(biāo)記的Goat Anti-Human IgG和碘化丙啶(標(biāo)記死細(xì)胞)?梢,bsAbs可以和A431細(xì)胞結(jié)合。
右圖為雙特異抗體與NKp30結(jié)合:檢測(cè)雙特異性抗體是否可以同時(shí)結(jié)合兩個(gè)靶點(diǎn),在bsAb以100 nM的濃度與A431細(xì)胞孵育和洗滌后,與His標(biāo)簽的NKp30孵育30分鐘。再將細(xì)胞與抗His抗體和碘化丙啶孵育?梢姡琤sAbs可以同時(shí)結(jié)合A431細(xì)胞和NKp30。
Incucyte®實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)殺傷效果
對(duì)于免疫細(xì)胞殺傷實(shí)驗(yàn),Incucyte®實(shí)時(shí)活細(xì)胞分析系統(tǒng)可以在不移動(dòng)細(xì)胞培養(yǎng)板的情況下,對(duì)細(xì)胞狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光拍攝,不需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行懸浮處理,并且具備高通量特性,可同時(shí)放置6塊96或384孔板。
A431細(xì)胞深紅色染料染色。將靶細(xì)胞以20 μL體積以2500個(gè)細(xì)胞/孔接種到384孔透明底部微量滴定板中,并孵育3小時(shí)。以不同的E:T比(即1:1,5:1,10:1和20:1)加入NK細(xì)胞,再加入不同濃度的BsAbs。用綠色凋亡染料進(jìn)行死活細(xì)胞染色,然后在Incucyte®系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量24小時(shí)。計(jì)算紅綠疊加面積為裂解率。用西妥昔單抗觸發(fā)的最大裂解率或用30 μM星孢菌素培養(yǎng)的靶細(xì)胞進(jìn)行normalization。
可見,活性最佳的幾個(gè)BsAbs顯示出nM級(jí)的EC50殺傷效果(A圖),接近于100%的最大殺傷率(B,C圖)
賽多利斯生物分析部門始終致力于智能、可靠的高通量藥物表征及篩選方法的開發(fā)。無論在藥物研發(fā)還是在基礎(chǔ)研究中,
生物分析三劍客—Octet®分子互作分析系統(tǒng)、iQue®高通量流式細(xì)胞儀和Incucyte®實(shí)時(shí)活細(xì)胞分析系統(tǒng),都能夠分別從分子互作水平、細(xì)胞互作水平和細(xì)胞成像水平中提供更高效,更便捷的解決方案,讓大家在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中占有一席之地!
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《Neutralizing Antibodies Making Their Mark in Next Wave of Biologics》
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-參考文獻(xiàn)-
1.Structural Basis of Broad HIV Neutralization by a Vaccine-Induced Cow Antibody. Sci Adv (2020) 6:eaba0468. doi: 10.1126/sciadv.aba0468
2.Grabbing the Bull by Both Horns: Bovine Ultralong CDR-H3 Paratopes Enable Engineering of 'Almost Natural' Common Light Chain Bispecific Antibodies Suitable For Effector Cell Redirection. Frontiers in Immunology, 01 Jan 2021, 12:801368