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NDC:下一代ADC

目前ADC赛道正如火如荼发展,但在ADC前进的道路上,必须要解决体积较大的单抗会对ADC的血管渗出率和实体瘤穿透率较低等诸多阻碍因素。由纳米抗体开发而来的Nanobody drug conjugation (NDC)是ADC疗效提升的潜在优化方向。

纳米抗体是来自驼科动物可变区的仅重链抗体,分子量大小仅为重链抗体的十分之一左右,实体瘤穿透能力较强,亲和力高且理化性质优越,在极端条件中不易变性。同时纳米抗体能快速筛选和验证抗原,能够加快新药研发速度。目前在抗体药物的开发中已逐渐崭露头角。

已有不少纳米抗体正在进行临床试验(如表1)。利用纳米抗体的NDC开发理念与ADC类似,只是将ADC中的“antibody”换成亲和力较高的“nanobody”。接下来本文将对NDC较ADC的优势提升,及由NDC偶联策略迁移开发的其他药物疗效优化策略进行介绍。


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万物皆可偶联:迁移NDC连接策略



除了将效应域或细胞毒性有效载荷直接连接到纳米抗体外,纳米抗体还可与纳米载体的连接,如脂质体、胶束、基于白蛋白的纳米颗粒(NPs),这些纳米抗体介导的给药系统可以克服单一纳米抗体半衰期较短的缺点,保持药物在流通过程中的稳定性,降低潜在的免疫原性,并增加药物的生物利用度。


1

脂质系统


脂质体是目前最成功的载药纳米载体。纳米抗体与脂质体表面偶联可以增强其与肿瘤细胞的相互作用和选择性。早期研究表明,将抗EGFR纳米抗体偶联到聚乙二醇脂质体上构建的NB-脂质体可以有效地诱导EGFR降解(90%),而单价纳米抗体不能引起受体降解。


2

胶束


胶束也是药物传递的通用平台,而纳米抗体修饰提高了其靶向肿瘤的性能。早期研究表明,纳米抗体修饰的聚合物胶束可以用于阿霉素的靶向递送用。


除了聚合物胶束,多肽组装胶束还可以用纳米抗体修饰来实现靶向给药。该多肽含有两个弹性蛋白样多肽(ELPs)结构域,一个疏水结构域(VPGVG)80和一个亲水结构域(VPGSG)60,在亲水ELP结构域的末端融合了抗EGFR纳米抗体。关于其的25个体外实验中有13个证实了纳米抗体的融合增加了细胞对胶束的药物摄取,并显著增强了对多种癌细胞的细胞毒性。


3

白蛋白


白蛋白是血液中的主要血浆蛋白,能够与疏水性和亲水性治疗药物相互作用,是一种理想的药物载体。纳米抗体与白蛋白纳米粒的偶联可以促进药物的靶向传递,延长药物的循环时间,提高药物的药效。Altintas等人。(2013)报道了抗EGFR纳米抗体--白蛋白,用于包裹多激酶抑制剂。该纳米抗体靶向给药系统对EGFR阳性肿瘤细胞的生长抑制作用明显高于非靶向纳米抗体。通过使用针对肝细胞生长因子受体(c-Met)结合白蛋白纳米粒的纳米体也观察到了靶向效应。


纳米抗体的开发


NDC的优越性能引起了不少研发人员关注,但纳米抗体优势不限于此,在CAR-T、双抗开发甚至新冠治疗中都展示出了优越的性能。这种拥有诸多优势的小分子抗体开发也并不困难,甚至比开发传统单抗更简便、易于操作。且成本低廉,没有过高的技术要求和投入需要。


1

开发方法


目前开发纳米抗体的途径主要有三种:
   (1)天然库(2)免疫库(3)合成库


其中天然库免疫库是开发纳米抗体最常用的方法。以下将对这两种途径进行简要介绍。


天然库的开发流程是在采集样本量足够大的优质PBMC后,通过PCR进行文库构建,最后再经过筛选,主要优势在于不依赖动物体内免疫反应,可针对任何靶点蛋白进行抗体筛选。但缺点则在于对抗体库容量的要求非常高,库容必须达到109-1010左右。


而免疫库需要对羊驼或骆驼进行免疫,免疫原可以是DNA或者靶抗原,取决于不同的开发目的。当经过效价检测,得到了亲和力成熟的抗体后,即提取PBMC,建立文库,通过筛选获得unique序列。由免疫得到的纳米抗体亲和力较高,但免疫过程费时费力,同时需要保证用背景空白的动物进行免疫。



2

纳米抗体定制方案


成都仁域生物能很好综合天然库与免疫库的优势,两次深入沙漠采集优质PBMC,已建成超大容量驼源纳米抗体文库(6.6x1011),能筛选针对广泛靶点的抗体。

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同时仁域生物已建成现代化羊驼、骆驼养殖基地,可提高背景空白的羊驼、骆驼,在独特的双物种免疫方案下,能够综合双方优势,生产出更多针对免疫原性低和小分子靶点。

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结 语


总而言之,ADC发展正方兴未艾,NDC因其得天独厚的优势,在ADC开发中有着独树一帜的优势,也是未来改进ADC效果值得探索的方向。下期小编将会继续对ADC优化途径进行介绍,包括连接子优化和新靶点的发现策略,敬请持续关注。




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参考文献:Liu M, Li L, Jin D, Liu Y. Nanobody-A versatile tool for cancer diagnosis and therapeutics. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 2021 Jul;13(4):e1697. doi: 10.1002/wnan.1697. Epub 2021 Jan 20. PMID: 33470555