ハイスループットの二重特異性抗体発見パイプライン

Communications Biology volume 6、記事番号: 380 (2023) この記事を引用

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二重特異性抗体 (BsAb) は新しいクラスの免疫療法を代表しますが、現在の発見の非効率性により、その広範な臨床での利用は制限されています。 今回我々は、BsAb ライブラリー細胞を効率的に生成するための分子工学および細胞工学と、それに続く陽性クローンおよび下流配列を特定および分類するための単一細胞レベルでの機能的調査からなる、ハイスループットで不可知的な単一細胞ベースの機能スクリーニングパイプラインを報告します。識別と機能の特徴付け。 CD19xCD3 二重特異性 T 細胞エンゲージャー (BiTE) をモデルとして使用し、当社の単一細胞プラットフォームが 1 回の実行あたり最大 150 万個のバリアント ライブラリー細胞のハイスループット スクリーニング効率を備え、希少な機能性クローンを低コストで単離できることを実証します。含有量は0.008%。 組み合わせ的に変化した scFv、接続リンカー、および VL/VH 方向を含む約 22,300 の固有のバリアントを含む複雑な CD19xCD3 BiTE 発現細胞ライブラリーを使用して、非常にまれなクローン (存在量約 0.001%) を含む 98 の固有のクローンを同定しました。 また、機能に対するさまざまな好みを設計するための新しい特性と洞察を示す BiTE も発見しました。 当社の単一細胞プラットフォームは、新しい免疫療法薬の発見効率を高めるだけでなく、配列、構造、機能間の相互関係の深い理解に基づいて一般化可能な設計原則を特定できるようになると期待しています。

二重特異性抗体 (BsAb) は、がんや自己免疫を含む多くの疾患を治療する大きな可能性を秘めた、非常に魅力的なクラスの抗体および免疫療法薬です 1、2、3、4、5。 これらは、同じまたは異なる標的抗原上の 2 つの異なるエピトープを認識するように設計された非天然の生物製剤です。 BsAb は、免疫細胞を活性化して関与させて腫瘍細胞を死滅させ、同時に 2 つの相乗的な治療標的に作用するなど、独自の治療モードを提供します 5、6、7、8。 したがって、BsAb は、特異性、有効性、毒性、および薬剤耐性に関して、従来のモノクローナル抗体 (mAb) よりも優れた治療上の利点を示すことができます。 T 細胞活性化 BsAb (TAB) は BsAb の最大のサブクラスを表し、BsAb 前臨床および臨床パイプラインの 50% 以上を占めます9。これには、臨床承認されているブリナツモマブ (CD3xCD19)、テベンタフスプテブン (CD3xGP100)、モスネツズマブ (CD3xCD20)、およびテクリスタマブ ( CD3xBCMA)9、10。 TAB は、T 細胞と腫瘍細胞を直接結合して死滅させることができ、多くの種類の癌を治療する大きな可能性を秘めています。 現在、BCMAxCD3、Her2xCD3、CEAxCD3、PSMAxCD3 を含む 45 を超える CD3 ベースの TAB が固形がんおよび血液がんの治療のために臨床試験されています 1,6。 TAB は、T 細胞エピトープおよび腫瘍抗原を標的とするタンデムに連結された単鎖フラグメント可変フラグメント (scFv) とフルサイズの共通軽鎖 IgG を使用する二重特異性 T セルエンゲージャー (BiTE) など、いくつかの形式で設計できます。各可変重鎖が T 細胞受容体または腫瘍抗原のいずれかを標的とする免疫グロブリン構成 1,6。

残念ながら、TAB を含む治療用 BsAb の開発は依然として非常に困難で時間と費用がかかるプロセスであり、広範な疾患に対する臨床利用が制限されています。 私たちは、このボトルネックの主な原因は、現在の BsAb 発見方法の複雑さと非効率にあると考えています。 BsAb 発見のための従来のワークフローは、通常、2 つのそれぞれの抗原またはエピトープに対する mAb バインダーのプールを特徴付けることから始まります。 次に、各親 mAb に由来する 2 つの抗原結合ドメインをサブユニットのヘテロ二量体化または直接遺伝子融合 (BiTE など) を介して結合することにより、BsAb 変異体を個別に操作するための mAb のパネルが選択されます 11、12、13、14、15、16、17。 18、19、20、21、22、23。 次に、限られた数の BsAb バリアントが発現、精製され、その後二重標的結合アッセイおよび/または機能アッセイで個別にテストされ、陽性クローンが同定されます。 注目すべきことに、BsAb の構築は通常、事前に特性決定された 2 つの抗原バインダーから始まりますが、それらを統合して機能的な BsAb にすることはそれほど簡単ではありません。 実際、BsAb のその標的への結合活性は必須条件にすぎず、常に機能活性に変換されるわけではありません。 たとえば、エミシズマブ (血友病 A の治療に臨床的に承認された BsAb) は、約 40,000 個の候補を個別に発現、特性評価、最適化する必要がある「総当たり」アプローチによって発見されました 11。 特に TAB の場合、得られる BsAb の T 細胞活性化と腫瘍殺傷機能は、エピトープの位置と細胞膜までの距離 24,25,26,27,28,29、抗原のサイズと密度 27,28,29 などの多数の要因に大きく依存します。 、30、31、32、33、34、35、36、抗体/抗原結合親和性31、32、33、34、35、37、38 BsAbs のサイズ、原子価、折り畳み、構造配向と機構、およびリンカーの長さ柔軟性27、36、39、40、41、42。 BsAb の形式と特性の小さな変化が機能の重要な決定要因となり得ることはよく認識されていますが、これらの要因間の関係は複雑であり、現在、BsAb の機能を知らせることができる一般的な設計原則はありません。 したがって、実際には、この分野は試行錯誤のプロセスに依存しており、BsAb は経験的に設計され、既存の mAb バインダーから構築され、その後その機能について個別に評価する必要があります。 この従来のアプローチは、通常、マイクロタイタープレートと液体処理システムを必要とし、偏りがあり、BsAb 発見のスループット、成功率、さらなる開発のための治療リードを特定するまでの所要時間を大幅に制限します。