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實例解析:雙特異性抗體藥物是怎樣研發成功的

發表時(shí)間:2023-01-30 訪問次數:312

很(hěn)多人不知(zhī)道(dào),抗體藥物研發,最關鍵的一步是。。。

咨詢,問對(duì)人很(hěn)重要

一個雙特異性抗體藥與普健的故事(shì),四年征程,未完待續。。。

那是風(fēng)和(hé)日麗(lì)的一個下(xià)午,叮咚~

一條消息跳了(le)出來(lái),“要開(kāi)發雙特異性抗體藥物,你(nǐ)們有專家嗎?”

“我們的抗體藥物專家經驗豐富,曾經成功開(kāi)發過上(shàng)市治療性抗體藥物,可以針對(duì)具體需求進行個性化設計(jì)。AtaGenix将全程爲您服務。” 

随後,一項曆時(shí)四年的工(gōng)程由此展開(kāi)。

 
01明(míng)确客戶需求
 

目标:開(kāi)發一種雙特異性抗體藥物,通過連接CD3抗體,增強針對(duì)某類特定腫瘤細胞A的免疫系統識别能(néng)力。

 
02探索實現(xiàn)途徑  
 

要開(kāi)發雙特異性抗體,我們得先分别獲得抗單種抗原的鼠單抗---CD3抗體和(hé)腫瘤抗原A的抗體。然後進行雙特異性抗體設計(jì)、表達及純化,對(duì)正确組裝後的雙抗進行檢測,最終實現(xiàn)大(dà)規模生産

路得一步一步走,每一步都很(hěn)關鍵。

 
Step.1獲得抗腫瘤抗原A的抗體
 

這(zhè)就需要我們的單克隆抗體開(kāi)發技術(點擊可查看(kàn)技術詳情)。

要求:得到(dào)的單克隆抗體可用(yòng)于流式細胞術(FC)檢測特定的人細胞膜蛋白(bái)。這(zhè)些(xiē)抗體将被用(yòng)于人類細胞和(hé)小(xiǎo)鼠的體外(wài)試驗。 

已知(zhī)目标蛋白(bái)在哺乳動物表達系統裏很(hěn)難表達,但(dàn)我們就是解決困難的。 

接下(xià)來(lái),沿着單克隆抗體開(kāi)發流程,看(kàn)一下(xià)我們是怎樣做到(dào)的。

01
抗原制備

經過預測和(hé)評估,我們選擇了(le)目标蛋白(bái)的一個片段在哺乳動物細胞中進行表達。

雖然,該基因是針對(duì)哺乳動物細胞表達而設計(jì)和(hé)優化的。

但(dàn)是,我們向來(lái)不隻做單一準備,永遠備有爲客戶準備的Plan B。So,除了(le)哺乳動物細胞表達系統,我們還選了(le)大(dà)腸杆菌作(zuò)爲備用(yòng)系統。兩種表達方案同時(shí)進行,最終獲得滿足條件的抗原。

02
動物免疫及篩選

用(yòng)原始抗原免疫五隻小(xiǎo)鼠,并篩選陽性血清。

爲了(le)篩選到(dào)符合要求的抗體,我們将綠色熒光蛋白(bái)GFP與抗原蛋白(bái)在哺乳動物細胞中融合表達,通過FITC信号将表達GFP的細胞篩選出來(lái),作(zuò)爲流式分析抗體特異性的陽性細胞;并使用(yòng)能(néng)夠識别GFP的一抗作(zuò)爲陽性抗體對(duì)照,來(lái)篩選特異性抗體。

流式分析檢測結果(GFP抗體和(hé)GFP陽性細胞百分比):

流式檢測中對(duì)抗原免疫原性最強的爲3号小(xiǎo)鼠血清,4号次之,我們決定對(duì)小(xiǎo)鼠3号和(hé)4号進行融合。

03
細胞融合、亞克隆及生産

将篩選出的兩隻小(xiǎo)鼠脾細胞分别進行融合、亞克隆,FC檢測保留最佳陽性抗體,最終獲得最佳的30株抗腫瘤抗原A候選單克隆抗體雜(zá)交瘤細胞株。

看(kàn)一下(xià)我們都做了(le)哪些(xiē)工(gōng)作(zuò)☟

a. 對(duì)3号小(xiǎo)鼠細胞融合後的上(shàng)清,進行ELISA檢測,從(cóng)中篩選出42株陽性細胞株(下(xià)表)。

b. 對(duì)3号小(xiǎo)鼠細胞融合後的上(shàng)清,進行FC檢測,從(cóng)中篩選出14株陽性細胞株(下(xià)表)。

c. 生産的抗體,進行FC檢測,從(cóng)中篩選出30株陽性細胞株(下(xià)表)。

每一步融合、亞克隆,都進行ELISA和(hé)FC檢測,數據過多,一一羅列怕是要打我喽~努力總會(huì)有回報(bào)的!

小(xiǎo)結

經過多系統表達測試,我們成功地在哺乳動物細胞中重組表達了(le)目标抗原,開(kāi)發出對(duì)抗原具有良好(hǎo)親和(hé)力和(hé)特異性的單克隆抗體。最終,我們生産并純化得到(dào)了(le)30株抗腫瘤抗原A抗體的單克隆細胞株,産生的抗體均可以在流式細胞術中成功識别抗原。

 
 
Step.2單克隆抗體測序
 

抗腫瘤抗原A雜(zá)交瘤測序獲得鼠單抗的VH和(hé)VL序列。

 
Step.3嵌合抗體表達驗證
 

做了(le)8個嵌合抗體的表達純化,将8個嵌合抗體和(hé)1個原始雜(zá)交瘤細胞純化得到(dào)的抗體進行ELISA驗證,用(yòng)Biacore檢測了(le)這(zhè)9個抗體的親和(hé)力,篩選到(dào)了(le)高(gāo)親和(hé)力的嵌合抗體。

 
Step.4抗體人源化
 

表達了(le)18個人源化抗體,将18個人源化抗體、原始雜(zá)交瘤細胞純化得到(dào)的抗體及篩選得到(dào)的最佳嵌合抗體,進行ELISA驗證,用(yòng)Biacore檢測了(le)這(zhè)20個抗體的親和(hé)力,篩選得到(dào)高(gāo)親和(hé)力抗體。

接下(xià)來(lái),是最關鍵的一步。别眨眼哦!

 
Step.5雙特異性抗體開(kāi)發
 

目标:抗腫瘤抗原A和(hé)CD3的雙特異性抗體

01
不同類型雙特異性抗體設計(jì)

我們已獲得3個抗腫瘤抗原A抗體,1個抗CD3抗體。

AB1(前期項目中開(kāi)發并測序的小(xiǎo)鼠雜(zá)交瘤單克隆抗體)

AB2和(hé)AB3(通過噬菌體展示開(kāi)發的人源單克隆抗體)

AB4 (AB4h)是在專利中公開(kāi)的的抗CD3人源化抗體

我們的抗體設計(jì)專家設計(jì)了(le)3種類型的雙特異性抗體,即CrossMAb,IgG-like format using DuoBodies,and IgG-like bivalent Fab-Fab-Fc format。 

02
基因合成和(hé)亞克隆

将cDNA序列亞克隆到(dào)AtaGenix特有的哺乳動物細胞表達載體pTXs1中,本項目共使用(yòng)21個表達質粒(下(xià)表):

03
重組雙特異性抗體小(xiǎo)規模表達純化測試

總共16種抗腫瘤抗原A和(hé)抗CD3的重組抗體片段用(yòng)于測試。

表達測試結果如下(xià):

CrossMAbs類型重組抗體表達純化測試

結果表明(míng),CrossMAbs是表達的,但(dàn)沒有以完整的雙特異性抗體結構組裝,處于半形成狀态。

DuoBodies類型重組抗體表達純化測試

No.7: AB1重組抗體;No.8: AB2重組抗體;No.9: AB3重組抗體;No./10: AB4重組抗體

Bivalent Fab-Fab類型重組抗體表達純化測試

重組抗體QC結果(還原膠和(hé)非還原膠)

結果顯示,對(duì)于DuoBodies和(hé)Bivalent Fab-Fab抗體類型,正确地産生了(le)完整的雙特異性抗體結構。

值得一提的是,我們整個表達純化過程對(duì)内毒素進行了(le)有效的控制和(hé)去除,将内毒素控制在<0.1EU/mg。

04
Fab臂交換重組DuoBodies

上(shàng)面獲得的DuoBodies類型重組抗體,目前隻能(néng)特異識别單一抗體,如何将兩種抗體組合連接,就需要神奇的Fab臂交換技術。

通過特定的條件,進行Fab臂交換重組抗腫瘤抗原A抗體和(hé)抗CD3抗體,形成雙特異性抗體。

對(duì)交換重組的雙特異性抗體進行檢測:

重組DuoBodies抗體QC結果(還原膠和(hé)非還原膠)

1:No.7+No./10;2:No.8+No./10;3:No.9+No./10

重組DuoBodies抗體産量及純度

05
重組雙特異性抗體檢測分析

5.1)SEC-HPLC Analysis

SEC-HPLC檢測結果表明(míng),No.7+No./10重組雙特異性抗體濃度最高(gāo),是由兩個重鏈和(hé)兩個輕鏈組成的理(lǐ)想雜(zá)合四聚體。No.8+No./10重組抗體有一些(xiē)降解或未組裝完全,No.9+No./10重組抗體顯著降解或組裝較少。

5.2)ELISA滴定

ELISA滴定法同時(shí)測定雙特異性抗體和(hé)以前獲得的親本抗體(AB1、AB2和(hé)AB3)對(duì)腫瘤抗原A和(hé)CD3的結合能(néng)力。

針對(duì)腫瘤抗原A結合檢測

針對(duì)CD3結合檢測

檢測結果顯示,所有陽性對(duì)照與預期一緻。

DuoBodies和(hé)Bivalent Fab-Fab抗體與腫瘤抗原A和(hé)CD3結合良好(hǎo),說明(míng)這(zhè)兩類重組雙特異性抗體構建正确。雖然CrossMAbs類型抗體也(yě)會(huì)結合,但(dàn)它們的結合很(hěn)可能(néng)是由半合成狀态的抗體造成的。

項目的順利推動,其中包含2000多封郵件溝通,30多個技術人員辛勤實驗,曆時(shí)4年,中法科學家通力合作(zuò)。

目前,其中一個雙特異性抗體已經完成開(kāi)發,生産并交付客戶1.237g抗體。接下(xià)來(lái),客戶計(jì)劃采用(yòng)我們擁有自(zì)主知(zhī)識産權的細胞株進行穩定細胞株構建,後續事(shì)宜正在商定中。


所有的抗體藥研發,都需要一個經得起折騰的平台。你(nǐ)需要的平台是這(zhè)樣的:
普健生物抗體藥物研發平台,擁有經驗豐富的抗體藥物研發團隊,首席科學家成功上(shàng)市過治療性抗體藥物,成熟的抗體設計(jì)、表達、純化技術,多元化的技術平台,爲國内外(wài)科研院所及制藥企業提供抗體藥物研發服務。
雜(zá)交瘤測序爲基礎,經嵌合抗體表達驗證到(dào)抗體的人源化設計(jì)改造,最終實現(xiàn)改造抗體的穩定細胞株構建和(hé)大(dà)規模抗體制備一站(zhàn)式服務。噬菌體平台技術,可爲廣大(dà)科研和(hé)企業用(yòng)戶提供抗原表位篩選、藥物靶點篩選、多種類型的抗體文(wén)庫構建服務,爲抗體藥前期挖掘提供了(le)方向。