Abwiz Bio,我們開發(fā)并優(yōu)化了一個(gè)三階段抗體親和力成熟平臺(tái),該平臺(tái)涉及三個(gè)獨(dú)立的文庫構(gòu)建和選擇/篩選步驟。在每個(gè)篩選步驟之后,將工程克隆整合在一起,用于隨后的文庫構(gòu)建。在階段1中使用六個(gè)單獨(dú)的CDR靶向文庫可以使我們探索大的序列空間。在每個(gè)階段對工程克隆的篩選和測序,使我們能夠監(jiān)控進(jìn)度,并提供有用的信息,有助于后續(xù)的文庫設(shè)計(jì)。
由于每種抗體的起始親和力和序列以及抗原的性質(zhì)對于每個(gè)項(xiàng)目都不同,因此很難預(yù)先預(yù)測親和力成熟的一階段是否令人滿意,或者是否需要親和力成熟的第二和第三階段。因此,在每個(gè)階段的后,我們將介紹已完成的工作并與每個(gè)客戶進(jìn)行公開討論,以確保他們滿意并確定項(xiàng)目的后續(xù)步驟。
STEAM(增強(qiáng)階段親和力成熟度)技術(shù)
我們的團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)用于基于噬菌體的選擇的合成文庫方面擁有數(shù)十年的集體經(jīng)驗(yàn)。Abwiz Bio領(lǐng)導(dǎo)了多次成功的親和力成熟活動(dòng),為具有低納摩爾起始親和力的人,小鼠和兔抗體產(chǎn)生了> 10倍的親和力改善。我們已經(jīng)開發(fā)并驗(yàn)證了一種穩(wěn)健的親和力成熟方案,該方案始于分別針對六個(gè)CDR進(jìn)行誘變。我們的多階段方法涵蓋了更多的多樣性,并產(chǎn)生了更高的親和力克隆,而這是傳統(tǒng)的方法(如CDR步移)無法實(shí)現(xiàn)的。
階段1 | 第二階段 | 第三階段 |
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6個(gè)CDR靶向庫 | L1 + L2 + L3和H1 + H2 + H3合并在單獨(dú)的庫中 | 組合式H + L |
通過構(gòu)建針對每個(gè)CDR的獨(dú)立文庫,我們對大序列空間進(jìn)行了采樣 | 預(yù)先選擇的CDR庫合并在一起以創(chuàng)建單獨(dú)的LC / HC庫 | 終的文庫對預(yù)先選擇了重庫和輕庫,以獲得高的親和力克隆 |
抗體的互補(bǔ)決定區(qū)(CDR)與抗原形成大部分結(jié)合表面。CDR包含三個(gè)環(huán),分別從每個(gè)抗體臂可變區(qū)內(nèi)的重鏈(CDR H1,H2和H3)和輕鏈(CDR L1,L2和L3)延伸??梢酝ㄟ^針對這些區(qū)域進(jìn)行誘變來改善親和力。但是,噬菌體展示的生物學(xué)限制(大大腸桿菌的限制轉(zhuǎn)換效率)將給定庫中可能的變體總數(shù)限制為?1E + 10。(與酵母展示相比,庫的大小要大得多,大?1E + 08)。對所有可能的變體隨機(jī)分配一個(gè)6個(gè)氨基酸的片段,可產(chǎn)生1.07E + 09的理論多樣性;因此,理論多樣性可以成倍地超過實(shí)際圖書館的多樣性。通過靶向單獨(dú)文庫中的每個(gè)CDR,可以針對階段1中的每個(gè)單獨(dú)環(huán)優(yōu)化抗原相互作用。
對于每個(gè)CDR,使用生物信息學(xué)方法選擇假定對于抗原結(jié)合而言不是理想的氨基酸。通過將您的序列與抗體種系和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較,我們可以推斷出哪些位置可能已經(jīng)針對抗原結(jié)合進(jìn)行了優(yōu)化,哪些可以耐受突變。我們過去在成功開展人類和小鼠治療候選藥物方面的經(jīng)驗(yàn),也為我們的選擇提供了依據(jù)。我們將總文庫大小限制在理論多樣性極限內(nèi),同時(shí)避免了會(huì)破壞全局抗體穩(wěn)定性的突變和程度地采樣序列圖。
抗原結(jié)合克隆的CDR H1和H2序列以序列徽標(biāo)格式顯示。值得注意的是,(1)僅在設(shè)計(jì)用于誘變的每個(gè)位置上發(fā)現(xiàn)了氨基酸;(2)與階段1相比,階段2克隆具有更強(qiáng)的序列收斂性;(3)在親和力成熟的庫中存在高度多樣性。
噬菌體選擇非常靈活,可以調(diào)整以獲得所需的抗原特異性或親和力參數(shù)。選項(xiàng)包括(1)與陰性對照抗原競爭對交叉反應(yīng)性結(jié)合劑的陰性選擇;(2)通過以較低濃度包被抗原和/或通過改變孵育和洗滌時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格選擇,以進(jìn)行基于速率的動(dòng)力學(xué)選擇,(3)抗原構(gòu)象特異性選擇與重組和基于細(xì)胞的抗原都兼容,后(4)噬菌體病毒在80°C穩(wěn)定,可以選擇熱穩(wěn)定的高表達(dá)克隆。
我們專有的載體與Fab噬菌體和可溶性Fab生產(chǎn)均兼容,可在噬菌體淘選后進(jìn)行快速篩選。選擇后,產(chǎn)生數(shù)百個(gè)隨機(jī)挑選的克隆,并從細(xì)菌上清液中篩選為可溶性Fab。在進(jìn)入昂貴,費(fèi)時(shí)的IgG生產(chǎn)階段之前,篩選高通量的潛在候選基因可以節(jié)省大量時(shí)間和資源。除了全序列分析外,還可以通過ELISA,流式細(xì)胞儀,功能分析和SPR高通量篩選針對重組蛋白或基于細(xì)胞的蛋白的Fab 。
我們的三階段工程策略被用于提高與識(shí)別潛在癌癥靶標(biāo)的候選抗體候選物的親和力。在每個(gè)階段鑒定的工程克隆的測序分析為我們的3階段策略提供了有力的支持。
篩選過程中鑒定出的*CDR數(shù)如下所示。(CDR數(shù))/(CDR總數(shù))顯示每個(gè)篩選階段每個(gè)CDR的所選克隆的序列多樣性。
話單 | H1 | H2 | L1 | L2 |
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階段1 | 24/24 | 23/24 | 24/24 | 23/24 |
第二階段 | 49/56 | 52/56 | 47/50 | 36/50 |
第三階段 | 74/82 | 44/82 | 76/82 | 64/82 |
在先前的選擇回合中識(shí)別出的CDR的數(shù)量如下所示。這顯示了具有先前在階段1(或階段1和2)中鑒定的CDR序列的克隆數(shù)。
話單 | H1 | H2 | L1 | L2 |
---|---|---|---|---|
階段1 | -- | -- | -- | -- |
第二階段 | 0 | 1個(gè) | 0 | 7 |
第三階段 | 0 | 16 | 8 | 18歲 |
在每個(gè)階段的篩選步驟中均一致鑒定出*的CDR序列。傳統(tǒng)的CDR步移協(xié)議 (在繼續(xù)設(shè)計(jì)下一個(gè)CDR之前,從單個(gè)文庫中選擇宜CDR克隆),而不是使用我們的方法來組合整個(gè)預(yù)選CDR庫以進(jìn)行其他文庫選擇,將無法確定宜方法。候選人。這些數(shù)據(jù)為我們的三階段工程策略提供了有力的支持。
在一個(gè)客戶項(xiàng)目中,我們成功地將親和力提高了10倍,與pM K D的結(jié)合力提高了,同時(shí)又增加了候選治療藥物的功能。使用了兩階段方法(單個(gè)CDR→組合的H + L文庫),并且在進(jìn)一步的臨床研究之前就宜工程克隆的序列。
與親本野生型相比,工程化Fab的解離速率更慢,這表明通過SPR分析提高了親和力。
在另一個(gè)客戶項(xiàng)目中,我們通過詳盡的3階段方法(單個(gè)CDR→單獨(dú)的H + L→組合的H + L庫)將親和力提高了10-100倍。我們向客戶提供了23個(gè)經(jīng)過工程設(shè)計(jì)的候選物用于IgG功能篩選,每個(gè)候選物具有*的序列并大大提高了親和力。
上面顯示了在每個(gè)工程階段之后進(jìn)行的Fab篩選的克隆。第1階段克隆顯示出比野生型更高的親和力,但仍保留更快的解離速率。從第2階段庫獲得較低的失效率。只有在第3階段工程后才能獲得具有飽和結(jié)合和非常慢的脫模速率的克隆。
僅在第1階段工程(單個(gè)CDR庫)或第2階段(僅重鏈或輕鏈庫)后,才能確定親和力的充分提高。在一個(gè)項(xiàng)目中,我們的客戶對第2階段后的結(jié)果感到滿意。我們的靈活平臺(tái)包括每個(gè)工程階段之后的Fab特性鑒定,從而使我們的客戶可以通過在多個(gè)點(diǎn)評(píng)估項(xiàng)目成果來節(jié)省時(shí)間和資源。這使我們能夠快速提供結(jié)果,并根據(jù)需要調(diào)整我們的工程方法。
測試了階段2克隆針對親本野生型Fab和非速率ELISA中宜階段1工程改造的克隆。選自第2階段文庫的突變可顯著改善親和力。
腳步 | 時(shí)間 | |
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圖書館建設(shè) | 4-6周 | |
•基因/寡核苷酸合成 •圖書館合成 •試點(diǎn)研究 | 2-3周 2-3周 1周(并行) | |
平移/篩選 | 2-3周 | |
•噬菌體淘選 •Fab篩選 •序列分析 | 1周 3-5天 2天 | |
一階段完成 | 基因合成后約2個(gè)月 | |
2/3階段 | 由第1階段的結(jié)果告知 | 4-6周 |
我們開始設(shè)計(jì)您的文庫所需要的只是抗體的氨基酸序列。一步,合成用于文庫構(gòu)建的抗體基因和寡核苷酸,通常在基因合成后約2個(gè)月完成階段1工程。第2階段和第3階段分別可以在4-6周內(nèi)完成,因?yàn)樗鼈兛梢粤⒓催M(jìn)行庫合成步驟。因?yàn)槊總€(gè)項(xiàng)目都是*的,所以我們在每個(gè)階段的開始都與每個(gè)客戶緊密合作,以仔細(xì)審查先前的篩選數(shù)據(jù)并制定可靠的計(jì)劃。
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