Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0217

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0217
Тематическое направление
Науки о жизни
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки "Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет Российской академии наук"
Название доклада
Разработка новых терапевтических VHH-антител к рецептору HER3
Докладчик
Елисеев Игорь Евгеньевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка новых высокоаффинных VHH-антител к аномально экспрессируемому в злокачественных опухолях рецептору HER3 на основе структуры комплекса внеклеточного домена HER3 с ранее найденным VHH-антителом с применением методов молекулярного моделирования.
Актуальность и новизна исследования
Важнейшими мишенями таргетной терапии злокачественных опухолей являются рецепторные тирозин-киназы семейства эпидермального фактора роста ErbB: EGFR (ErbB1), HER2 (ErbB2), HER3 (ErbB3) и HER4 (ErbB4). Значительная доля опухолей, развивающих резистентность к блокирующим EGFR и HER2 препаратам (трастузумабу, цетуксимабу, эрлотинибу, афатинибу), имеет повышенную экспрессию HER3. Блокирование рецептора HER3 решает проблему резистентности, повышая чувствительность опухолей к ингибиторам HER2 [1]. После появления работ, указывающих на значимость рецептора HER3 как мишени при терапии опухолевых заболеваний, сразу несколько фармацевтических компаний начали разработку моноклональных антител к HER3 (GSK2849330 от GlaxoSmithKline; RO5479599 от Roche; MEHD7945A от Genetech и другие), однако в Российской Федерации не зарегистрировано в качестве лекарственного препарата ни одного моноклонального антитела к HER3 и нет ни одного антитела такого типа на этапе клинических испытаний.

[1] Garrett J. T. et al. (2011). Transcriptional and posttranslational up-regulation of HER3 (ErbB3) compensates for inhibition of the HER2 tyrosine kinase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5021-5026.
Описание исследования

Для создания новых таргетных терапевтических средств чрезвычайно перспективны особые неканонические антитела с упрощенной структурой, обнаружение в крови представителей семейства Camelidae [2]. Такие антитела состоят из димера укороченной тяжелой цепи, легкая цепь при этом отсутствует, а их антиген-узнающий участок формируется всего одним вариабельным доменом тяжелой цепи, называемым VHH. Как оказалось, такая однодоменная структура, кроме малых размеров (12–15 кДа), обладает рядом преимуществ перед классическими антителами (IgG), а именно агрегационной, протеолитической и термостабильностью. В связи с вышесказанным, актуальным является создание терапевтических антител на основе VHH, обладающих улучшенными функциональными и лечебными свойствами по сравнению с другими известными классами антител. Важнейшими преимуществами VHH-антител, кроме агрегационной, протеолитической и термостабильности, является возможность получения высокой аффинности к белкам-мишеням, а также возможность создания технологии получения таких антител в промышленно значимых масштабах.

В результате предварительных экспериментов по иммунизации лабораторных лам при помощи участка внеклеточного домена человеческого рецептора HER3 и последующего анализа репертуара полученных антител в компании «Биокад» было выделено анти-HER3 антитело. Данное антитело было секвенировано, и его VHH фрагмент был выбран в качестве прототипа для создания новых VHH антител с улучшенными характеристиками для терапевтического применения.

В рамках проведения ПНИЭР будет прототипное VHH-антитело будет кристаллизовано, и его пространственная структура будет расшифрована, что позволит выявить детерминанты его связывания с рецептором HER3. Структура прототипного VHH-антитела и его комплекса с участком внеклеточного домена рецептора HER3 будет использована для направленной оптимизации последовательности VHH-антитела. Методы молекулярного моделирования позволят построить модель структура-активность для данных белков и выявить определенные пути модификации прототипного VHH-антитела для увеличения его аффинности. Предложенные новые VHH-антитела к внеклеточному домену рецептора HER3 будут получены и очищены, а их связывание с мишенью будет экспериментально исследовано. Ожидается, что новые VHH-антитела будут высокоаффинно и специфично блокировать HER3 (ErbB3) рецептор и позволят создать новое поколение препаратов на основе биспецифических антител для лечения группы эпидермальных онкологий.

[2] Hamers-Casterman C. et al (1993). Naturally occurring antibodies devoid of light chains. Nature 363, 446–448.

Результаты исследования

В результате выполнения 1-го этапа проекта “Выбор направления исследований и отработка предполагаемых теоретических и экспериментальных методов и подходов” нами был проведен аналитический обзор информационных источников по изучаемой проблеме, в результате которого были выявлены оптимальные пути создания систем экспрессии целевых белков.

Было проведено патентное исследование по ГОСТ15.011-96 и установлено, что найденные документы относятся к категории «А», т.е. документам, определяющим общий уровень техники, и не могут рассматриваться как документы, порочащие патентную чистоту или патентоспособность объекта исследования. Новые терапевтические VHH антитела к HER3 обладают патентной чистотой и рекомендованы в качестве объекта разработки и патентования, поскольку являются актуальным, новым и перспективным решением при разработке препаратов для лечения злокачественных опухолей разных локализаций.

Были проведены генно-инженерные работы по созданию генетических конструкций, кодирующих целевые белки, в результате которых были созданы 4 различные плазмиды, для экспрессии прототипного VHH и внеклеточного домена HER3 в прокариотической системе (бактерия E. coli, штамм BL21DE3, вектор pET22b для экспрессии в периплазме либо pSol для экспрессии в цитоплазме) и эукариотической системе (клетки CHO-C, вектор pEE). Предварительно отработаны методики выделения и очистки целевых белков, методом электрофореза в полиакриламидном геле оценена их чистота и выход, и выбраны оптимальные генетические конструкции и условия биосинтеза.

Практическая значимость исследования
Результаты данного исследования имеют высокую практическую значимость в биотехнологической и медицинской сферах, в приложении разработки высокоэффективных таргетных препаратов нового поколения. В результате реализации проекта будет проведено конструирование и получение новых кандидатов терапевтических антител с увеличенной аффинностью к рецептору HER3, который является перспективной мишенью в терапии ряда онкологических болезней, особенно при использовании биспецифических антител к HER2/HER3, не имеющих природных аналогов.