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改良された親和性のための抗顆粒球コロニー刺激因子受容体ナノボディのエンジニアリング
Engineering an anti-granulocyte colony stimulating factor receptor nanobody for improved affinity.
PMID: 32634431 DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118052.
抄録
エーアイエムズ:
顆粒球コロニー刺激因子（G-CSF）は、造血前駆細胞の増殖と分化を誘導し、成熟好中球を活性化するサイトカインである。G-CSFはいくつかの悪性腫瘍で過剰発現しており、G-CSFの受容体への結合を阻害することで、腫瘍の増殖、血管化、転移を大幅に減少させることができます。さらに、G-CSF受容体を標的とすることで、関節リウマチ、進行性神経変性疾患、ぶどう膜炎などの他の疾患でも治療効果が示されています。カメロイド一本鎖抗体（ナノ抗体）は、腫瘍のイメージングや治療への応用に適した優れた特性を持っています。本研究では、G-CSF-Rに対する親和性を向上させるために、合理的なデザインアプローチを用いて、以前に記載されたG-CSF-Rターゲティングナノボディ（VHH1）を作製することを目的としています。
AIMS: Granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) is a cytokine that induces proliferation and differentiation of hematopoietic precursor cells and activation of mature neutrophils. G-CSF is overexpressed in several malignant tumors and blocking its binding to the receptor can lead to significant decrease in tumor growth, vascularization and metastasis. Furthermore, targeting G-CSF receptor has shown therapeutic benefit in other diseases such as rheumatoid arthritis, progressive neurodegenerative disorder and uveitis. Camelid single-chain antibodies (nanobodies) have exceptional properties making them appropriate for tumor imaging and therapeutic application. In this study we aim to use the rational design approach to engineer a previously described G-CSF-R targeting nanobody (VHH1), to improve its affinity toward G-CSF-R.
主な方法:
我々は、VHH1ナノボディの相補的決定領域3（CDR3）ドメインを再設計し、G-CSF受容体との相互作用を模倣した5つの新規ナノボディを開発した。開発したナノボディの結合親和性は、NFS60細胞を用いたELISA法（酵素結合免疫吸着法）により評価した。
MAIN METHODS: We redesigned the complementary determining region 3 (CDR3) domain of the VHH1 nanobody to mimic G-CSF interaction to its receptor and developed five new engineered nanobodies. Binding affinity of the engineered nanobodies was evaluated by ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) on NFS60 cells.
重要な発見:
酵素結合免疫吸着法（ELISA）により、本ナノ抗体の特異性が確認され、ELISA による親和性の決定により、2 種類のナノ抗体（1c および 5a）は、親ナノ抗体と比較して、用量依存的に、より高い力価で、NFS60 細胞表面上の G-CSF-R に結合することが明らかになった。
KEY FINDINGS: Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) confirmed the specificity of the engineered nanobodies and ELISA-based determination of affinity revealed that two of the engineered nanobodies (1c and 5a) bind to G-CSF-R on the surface of NFS60 cells in a dose-dependent manner and with a higher potency compared to the parental nanobody.
シグニフィカシー:
これらのナノボディの特徴をよりよく把握し、インビトロおよびインビボでのG-CSF-Rとの相互作用を評価するためには、さらなる研究が必要である。これらの新たに開発されたナノボディは、腫瘍のイメージングおよび治療に有用であり、追加の人工ナノボディの開発の基礎となる可能性があります。
SIGNIFICANCE: Additional studies are required to better characterize these nanobodies and assess their interaction with G-CSF-R in vitro and in vivo. These newly developed nanobodies could be beneficial in tumor imaging and therapy and make a basis for development of additional engineered nanobodies.
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