Hej tam! Jako dostawca łączników peptydowych dla ADC (koniugaty przeciwciał - leków) otrzymuję ostatnio wiele pytań dotyczących projektowania łączników peptydowych w celu kontrolowania szybkości uwalniania ładunku w ADC. Pomyślałem więc, że podzielę się pewnymi spostrzeżeniami na ten temat.
Po pierwsze, szybko zrozummy, czym są ADC. ADC to w zasadzie rodzaj terapii celowanej, która łączy w sobie specyficzność przeciwciał monoklonalnych z cytotoksycznością leków małocząsteczkowych. Łącznik peptydowy odgrywa tutaj kluczową rolę. Łączy przeciwciało i ładunek (lek cytotoksyczny), a jego konstrukcja może w ogromnym stopniu wpływać na to, kiedy i w jaki sposób ładunek jest uwalniany wewnątrz komórki docelowej.
Czynniki wpływające na szybkość uwalniania ładunku
Rozszczepialność
Jednym z najważniejszych czynników jest rozszczepialność łącznika peptydowego. Chcemy, aby łącznik pozostał nienaruszony podczas krążenia w krwiobiegu, ale rozpadł się, gdy dotrze do komórki docelowej. Istnieją dwa główne typy rozszczepialnych łączników: enzymatyczne - rozszczepialne i pH - rozszczepialne.
Enzymy – rozszczepialne łączniki są zaprojektowane tak, aby były rozpoznawane i cięte przez specyficzne enzymy, które ulegają silnej ekspresji w komórkach nowotworowych. Na przykład katepsyna B jest enzymem, którego ekspresja często występuje w wielu komórkach nowotworowych. Sekwencje peptydowe, takie jak Val-Cit, są powszechnie stosowane w linkerach, ponieważ mogą zostać rozszczepione przez katepsynę B. Kiedy ADC wchodzi do komórki docelowej i jest wciągany do lizosomu, katepsyna B przecina wiązanie Val-Cit, uwalniając ładunek. NaszFmoc - Val - Cit - PAB - OHjest doskonałym przykładem enzymatycznego łącznika rozszczepialnego. Zawiera sekwencję Val - Cit i można ją łatwo włączyć do projektów ADC.
pH – rozszczepialne łączniki natomiast rozkładają się w kwaśnym środowisku endosomu lub lizosomu. Dzieje się tak, ponieważ wiązania chemiczne w tych łącznikach są wrażliwe na niskie pH. Na przykład niektóre łączniki na bazie hydrazonu są stabilne w fizjologicznym pH (około 7,4), ale hydrolizują w niższym pH (około 5 - 6) występującym wewnątrz przedziałów komórki.
Hydrofobowość
Hydrofobowość łącznika peptydowego wpływa również na szybkość uwalniania. Bardziej hydrofobowy łącznik może wpływać na rozpuszczalność ADC w krwiobiegu. Jeśli łącznik jest zbyt hydrofobowy, ADC może się agregować, co może prowadzić do usunięcia go z organizmu, zanim dotrze on do celu. Z drugiej strony bardzo hydrofilowy łącznik może powodować zbyt wczesne uwolnienie ładunku w krążeniu. Musimy znaleźć równowagę.
Możemy modyfikować hydrofobowość łącznika, wybierając różne aminokwasy. Aminokwasy, takie jak leucyna i izoleucyna, są bardziej hydrofobowe, podczas gdy seryna i treonina są bardziej hydrofilowe. Starannie wybierając i układając te aminokwasy, możemy precyzyjnie dostroić hydrofobowość łącznika.
Długość łącznika
Długość łącznika peptydowego również ma znaczenie. Krótszy łącznik może ograniczać ruch ładunku i przeciwciała, co może wpływać na wiązanie ADC z docelowym antygenem. Jednakże dłuższy łącznik zapewnia większą elastyczność, ale może również zwiększać ryzyko nieswoistego rozszczepienia lub przedwczesnego uwolnienia ładunku.
Ogólnie powszechnie stosuje się łączniki zawierające 3 - 10 aminokwasów. Jednak optymalna długość zależy od konkretnego przeciwciała, ładunku i antygenu docelowego. Odkryliśmy, że w przypadku niektórych ADC ukierunkowanych na określone typy komórek nowotworowych linker zawierający 5–7 aminokwasów działa najlepiej, zarówno pod względem stabilności w krążeniu, jak i wydajnego uwalniania ładunku w miejscu docelowym.
Strategie projektowania
Racjonalne projektowanie
Racjonalne projektowanie obejmuje wykorzystanie naszej wiedzy na temat biologii komórki docelowej, właściwości przeciwciała i ładunku oraz charakterystyki różnych sekwencji peptydowych. Zaczynamy od identyfikacji enzymów lub warunków pH, które są unikalne dla komórki docelowej. Następnie wybieramy odpowiedni motyw rozszczepialny dla łącznika.
Na przykład, jeśli wiemy, że konkretny nowotwór wykazuje nadekspresję określonej proteazy, możemy zaprojektować łącznik o sekwencji rozpoznawanej przez tę proteazę. Rozważamy również hydrofobowość i długość łącznika w oparciu o wymagania dotyczące rozpuszczalności i wiązania ADC.
Przesiewanie o dużej przepustowości
Innym podejściem jest wysokowydajne badanie przesiewowe. Możemy zsyntetyzować dużą bibliotekę różnych łączników peptydowych i testować je in vitro i in vivo. Pozwala nam to szybko zidentyfikować linkery, które zapewniają najlepszą wydajność pod względem szybkości uwalniania ładunku, stabilności i skuteczności.
Możemy zastosować techniki takie jak prezentacja fagowa lub mikromacierze peptydowe, aby przeszukać tysiące linkerów jednocześnie. Analizując wyniki, możemy znaleźć optymalny projekt linkera dla konkretnego zastosowania ADC.
Przykłady naszych linkerów
Rzućmy okiem na niektóre z naszych popularnych łączników peptydowych dla ADC. NaszCit – Val – Cit – PABC – MATKAjest potężnym koniugatem linkera - ładunku. Sekwencja Val - Cit sprawia, że jest ona rozszczepiana przez enzym, a grupa acetylenowa może być wykorzystana do koniugacji z przeciwciałem. Ta kombinacja łącznika i ładunku wykazała w badaniach przedklinicznych ogromny potencjał w zakresie celowania w różne typy nowotworów.
Jest jeszcze jedenMC – Val – Cit – PAB – PNP. Zawiera motyw Val - Cit i jest przeznaczony do wydajnego uwalniania ładunku. Grupa MC zapewnia stabilne połączenie z przeciwciałem, a przerywnik PAB pomaga w prawidłowym uwolnieniu ładunku.
Wniosek
Projektowanie łączników peptydowych w celu kontrolowania szybkości uwalniania ładunku w ADC jest złożonym, ale satysfakcjonującym procesem. Biorąc pod uwagę takie czynniki, jak rozszczepialność, hydrofobowość i długość łącznika oraz stosując strategie takie jak racjonalne projektowanie i wysokowydajne badanie przesiewowe, możemy stworzyć łączniki, które optymalizują wydajność ADC.
Jeśli pracujesz nad rozwojem ADC i interesują Cię nasze łączniki peptydowe, chętnie porozmawiamy. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz pomocy przy projektowaniu linkera, chcesz dowiedzieć się więcej o naszych produktach lub jesteś gotowy do złożenia zamówienia, nie wahaj się z nami skontaktować. Jesteśmy tutaj, aby wspierać Cię w Twojej podróży do opracowania skutecznych terapii ADC.
Referencje
- Ducry, L. i Stump, B. (2010). Koniugaty przeciwciało - lek: łączenie ładunków cytotoksycznych z przeciwciałami monoklonalnymi. Chemia biokoniugatu, 21(1), 5 - 13.
- Alley, SC, Okeley, NM i Senter, PD (2010). Koniugaty przeciwciało - lek: ukierunkowane dostarczanie leku na raka. Aktualna opinia w dziedzinie biologii chemicznej, 14(3), 529 - 537.
- Shen, BQ i in. (2012). Sterowanie miejscem przyłączania leku w przeciwciele – koniugaty leku. Biotechnologia przyrody, 30(2), 184 - 189.