Ehilà! In qualità di fornitore di linker peptidici per ADC (anticorpo - coniugati di farmaci), ultimamente ho ricevuto molte domande su come progettare linker peptidici per controllare la velocità di rilascio del carico utile nell'ADC. Quindi, ho pensato di condividere alcuni spunti su questo argomento.
Prima di tutto, capiamo rapidamente cosa sono gli ADC. Gli ADC sono fondamentalmente un tipo di terapia mirata che combina la specificità degli anticorpi monoclonali con la citotossicità dei farmaci a piccole molecole. Il linker peptidico gioca un ruolo cruciale qui. Collega l'anticorpo e il carico utile (il farmaco citotossico) e la sua struttura può influenzare notevolmente quando e come il carico utile viene rilasciato all'interno della cellula bersaglio.
Fattori che influenzano la velocità di rilascio del carico utile
Scissione
Uno dei fattori più importanti è la scissione del linker peptidico. Vogliamo che il linker rimanga intatto durante la circolazione nel flusso sanguigno ma si rompa una volta raggiunta la cellula bersaglio. Esistono due tipi principali di linker scindibili: enzimatico - scindibile e pH - scindibile.
I linker enzimatici sono progettati per essere riconosciuti e tagliati da enzimi specifici altamente espressi nelle cellule tumorali. Ad esempio, la catepsina B è un enzima spesso sovraespresso in molte cellule tumorali. Sequenze peptidiche come Val-Cit sono comunemente usate nei linker perché possono essere scisse dalla catepsina B. Quando l'ADC entra nella cellula bersaglio e viene assorbito nel lisosoma, la catepsina B taglia il legame Val-Cit, rilasciando il carico utile. NostroFmoc – Val – Cit – PAB – OHè un ottimo esempio di un linker enzimatico-scindibile. Contiene la sequenza Val-Cit e può essere facilmente incorporata nei progetti ADC.
I linker pH-clivabili, invece, si decompongono nell'ambiente acido dell'endosoma o del lisosoma. Questo perché i legami chimici in questi linker sono sensibili al pH basso. Ad esempio, alcuni linker a base di idrazone sono stabili al pH fisiologico (intorno a 7,4) ma idrolizzano al pH più basso (intorno a 5 - 6) che si trova all'interno dei compartimenti cellulari.
Idrofobicità
Anche l’idrofobicità del legante peptidico influisce sulla velocità di rilascio. Un linker più idrofobo può influenzare la solubilità dell'ADC nel flusso sanguigno. Se il linker è troppo idrofobico, l'ADC potrebbe aggregarsi, il che può portare all'eliminazione dal corpo prima che raggiunga il bersaglio. D’altra parte, un linker molto idrofilo potrebbe far sì che il carico utile venga rilasciato troppo presto nella circolazione. Dobbiamo trovare un equilibrio.
Possiamo modificare l'idrofobicità del linker scegliendo diversi amminoacidi. Gli amminoacidi come la leucina e l'isoleucina sono più idrofobi, mentre la serina e la treonina sono più idrofile. Selezionando e organizzando attentamente questi amminoacidi, possiamo mettere a punto l'idrofobicità del linker.
Lunghezza del linker
Anche la lunghezza del collegamento peptidico è importante. Un linker più corto potrebbe limitare il movimento del carico utile e dell'anticorpo, il che potrebbe influenzare il legame dell'ADC all'antigene bersaglio. Un linker più lungo, tuttavia, offre maggiore flessibilità ma potrebbe anche aumentare la possibilità di scissione non specifica o di rilascio prematuro del carico utile.
In generale vengono comunemente utilizzati linker con 3 - 10 aminoacidi. Ma la lunghezza ottimale dipende dall’anticorpo specifico, dal carico utile e dall’antigene bersaglio. Abbiamo scoperto che per alcuni ADC che prendono di mira determinati tipi di cellule tumorali, un linker con 5-7 aminoacidi funziona meglio in termini sia di stabilità in circolazione che di efficiente rilascio del carico utile sul bersaglio.
Strategie di progettazione
Progettazione razionale
La progettazione razionale prevede l'utilizzo della nostra conoscenza della biologia della cellula bersaglio, delle proprietà dell'anticorpo e del carico utile e delle caratteristiche delle diverse sequenze peptidiche. Iniziamo identificando gli enzimi o le condizioni di pH che sono uniche per la cellula bersaglio. Quindi, scegliamo il motivo scindibile appropriato per il linker.
Per esempio, se sappiamo che un particolare tumore sovraesprime una certa proteasi, possiamo progettare un linker con una sequenza riconosciuta da quella proteasi. Consideriamo anche l'idrofobicità e la lunghezza del linker in base ai requisiti di solubilità e legame dell'ADC.
Screening ad alta produttività
Un altro approccio è lo screening ad alto rendimento. Possiamo sintetizzare un'ampia libreria di diversi linker peptidici e testarli in vitro e in vivo. Ciò ci consente di identificare rapidamente i linker che offrono le migliori prestazioni in termini di velocità di rilascio del payload, stabilità ed efficacia.
Possiamo utilizzare tecniche come la visualizzazione dei fagi o i microarray di peptidi per esaminare migliaia di linker contemporaneamente. Analizzando i risultati, possiamo trovare il design del linker ottimale per una specifica applicazione ADC.
Esempi dei nostri linker
Diamo un'occhiata ad alcuni dei nostri popolari linker peptidici per gli ADC. NostroCit - Val - Cit - PABC - MADREè un potente linker - coniugato payload. La sequenza Val-Cit lo rende scindibile tramite enzima e il gruppo acetilene può essere utilizzato per la coniugazione con l'anticorpo. Questa combinazione linker-carico utile ha mostrato un grande potenziale negli studi preclinici per colpire vari tipi di cancro.
Un altro lo èMC – Val – Cit – PAB – PNP. Contiene il motivo Val - Cit ed è progettato per un efficiente rilascio del carico utile. Il gruppo MC fornisce una connessione stabile all'anticorpo e il distanziatore PAB aiuta nel corretto rilascio del carico utile.
Conclusione
La progettazione di linker peptidici per controllare la velocità di rilascio del carico utile negli ADC è un processo complesso ma gratificante. Considerando fattori come la scissione, l'idrofobicità e la lunghezza del linker e utilizzando strategie come la progettazione razionale e lo screening ad alto rendimento, possiamo creare linker che ottimizzano le prestazioni degli ADC.
Se stai lavorando allo sviluppo di ADC e sei interessato ai nostri linker peptidici, ci piacerebbe fare una chiacchierata. Se hai bisogno di aiuto con la progettazione del linker, vuoi saperne di più sui nostri prodotti o sei pronto per effettuare un ordine, non esitare a contattarci. Siamo qui per supportarti nel tuo viaggio verso lo sviluppo di terapie ADC efficaci.
Riferimenti
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- Alley, SC, Okeley, NM e Senter, PD (2010). Anticorpo - coniugati di farmaci: somministrazione mirata di farmaci per il cancro. Opinione corrente in biologia chimica, 14(3), 529 - 537.
- Shen, BQ et al. (2012). Controllo della posizione di attacco del farmaco nei coniugati anticorpo-farmaco. Biotecnologia della natura, 30(2), 184 - 189.