二重特異性抗体開発プラットフォーム
Alpha Lifetechは、品質保証された抗体発見および組み換えタンパク質製品とサービスを顧客に提供できます。高い効能、強い特異性、優れた安定性を備えた抗体を調製できます。Alpha Lifetechは、ウサギ、ヒツジ、ニワトリ、マウスのモノクローナル抗体など、さまざまなソースからの抗体精製サービス、タンパク質A / Gアフィニティー精製サービス、抗体の分離精製サービスを提供できるさまざまな抗体精製機器と設備を備えています。抗体発見プラットフォーム、タンパク質プラットフォームなどの包括的なプラットフォームシステム構築に基づいて、抗体生産の上流と下流のサービスをカバーし、抗体の調製、二重特異性抗体の精製、抗体の分離精製、抗体の配列決定、抗体の検証など、二重特異性抗体療法に使用できる技術サービスを提供できます。
モノクローナル抗体とは、抗原またはエピトープに対して高い特異性を持つ、単一のB細胞によって産生される免疫グロブリンを指します。モノクローナル抗体の作製は、当初はハイブリドーマ技術を用いてマウス抗体を作製することで行われました。具体的には、免疫マウスの脾臓細胞とヒトまたはマウスの骨髄腫細胞を融合させることで、特異的な抗体を分泌するハイブリドーマ細胞が形成されます。作製されたマウスモノクローナル抗体は、精製サービスを経て、主に動物研究や疾患診断に用いられます。しかし、ヒトの体は外来のマウスタンパク質に対して免疫反応を起こすため、マウスモノクローナル抗体の作製には大きな限界があります。その後、「ヒト化」技術を用いてマウスからモノクローナル抗体を作製し、遺伝子工学技術を用いてマウス抗体にヒト免疫グロブリンの定常領域を導入することで免疫原性を低下させる手法が確立されました。このタイプの抗体はヒト化モノクローナル抗体とも呼ばれます。また、ヒト細胞を用いてモノクローナル抗体を作製することを、ヒトモノクローナル抗体作製と呼びます。モノクローナル抗体は、生物医学および臨床応用において広く利用されています。医学研究では、モノクローナル抗体は免疫調節剤として使用され、治療用モノクローナル抗体は癌化学療法やウイルス感染治療に使用され、モノクローナル抗体複合体の開発は主に癌治療に使用されます。
二重特異性抗体の紹介
1960年に二重特異性抗体の概念が提唱されました。二重特異性抗体は、二重特異性モノクローナル抗体とも呼ばれ、遺伝子工学技術を用いて人工的に合成された抗体です。人工的に作製された抗体である二重特異性抗体は、通常IgGサブクラスに属し、CD3サブユニットを標的とする抗原結合フラグメントを有しています。二重特異性抗体は、2つの異なる抗原、または抗原の2つの異なるエピトープに同時に結合・認識できる2つの特異的抗原結合部位を有しています。モノクローナル抗体と比較して、二重特異性抗体は追加の特異的抗原結合部位を有するため、より強い特異性と標的化能を有し、腫瘍細胞をより正確に標的とし、オフターゲット毒性を低減することができます。二重特異性抗体は、免疫細胞のリクルート、シグナル伝達経路の遮断、腫瘍細胞の直接的な殺傷など、複数の生物学的機能を同時に発揮することができます。初期の二重特異性抗体は主に化学結合または細胞融合によって作製されていましたが、この方法はランダムな組み合わせと標的組み合わせの単離の難しさのために、発展が遅れた可能性があります。遺伝子工学技術の継続的な発展に伴い、ノット・イン・ホールズ(KIH)、CrossMab、DVD Igなど、多くの新しい技術プラットフォームが開発されました。これらのプラットフォームは、重鎖と軽鎖のミスマッチなどの問題を効果的に解決し、二重特異性抗体の均一性と収量を向上させます。

図 1 腫瘍学の臨床試験における二重特異性抗体(bsAbs)の提案された作用機序の簡略化された概略図。(図出典: 腫瘍学と臨床課題における二重特異性抗体と抗体構造のレビュー - ScienceDirect)
二重特異性抗体製造技術
二重特異性抗体の主な製造方法には、化学カップリング法、四元ハイブリドーマ法、遺伝子工学抗体作製法などがある。このうち、化学カップリング法は、フタルイミドやジチオアシル安息香酸などの化学カップリング剤を用いて、2つのIgGまたは2つのF(ab')2抗体断片を二重特異性抗体に結合する。この方法は操作が簡便であるが、抗原結合部位を損傷し、抗体の活性を低下させる可能性があり、カップリング剤自体にもある程度の発がん性がある。四元ハイブリドーマ法は、2つの異なるハイブリドーマ細胞株の体細胞を融合させ、対応するマウスIgGを発現させる。遺伝子工学技術を用いて、抗体を遺伝子改変し、二重特異性抗体を作製することができる。まず、2つの異なるモノクローナル抗体を作製し、2つの抗体のFab断片または重鎖および軽鎖可変領域を個別に切断する。架橋反応または鎖組換え技術を用いて、2つの断片を結合させ、二重特異性抗体を形成する。遺伝子工学技術は比較的複雑であるものの、抗体の構造と機能を調整するために、現在、二重特異性抗体の生産において最も一般的に用いられている手法です。二重特異性抗体の設計においては、抗体の交差反応性の原理を利用することができますが、抗体の交差反応性は非特異的反応を引き起こす可能性があるため、二重特異性抗体療法などの二重特異性抗体設計の実用化においては、この点を慎重に考慮する必要があります。
二重特異性抗体の精製
二重特異性抗体の精製は、高純度の標的抗体を分離・精製するプロセスです。遠心分離と深層濾過という2つの方法を用いて、可溶性不純物を除去します。標的の二重特異性抗体は、まずアフィニティークロマトグラフィーによって捕捉されます。IgG様二重特異性抗体の場合はプロテインAアフィニティークロマトグラフィーが、IgG様でない二重特異性抗体の場合は軽鎖アフィニティークロマトグラフィーが用いられます。その後、抗体を低pH条件下で一定時間インキュベートすることで、ウイルスエンベロープ表面のタンパク質構造が破壊され、細胞への感染能力が失われます。さらに、中間の深層濾過を行うことで、宿主細胞タンパク質(HCP)などの不純物が除去されます。抗体の純度は、イオン交換クロマトグラフィーなどの方法によって向上させ、残留ウイルスはナノ濾過または限外濾過技術によって除去されます。最後に、サンプルを濃縮し、適切な製剤緩衝液に置き換えます。
二重特異性抗体製造サービスワークフロー
| 手順 | サービス内容 | タイムライン |
|---|---|---|
| 遺伝子合成 | 最大3つの異なる配列設計スキームの生成、組み換え抗体DNAプラスミドのde novo生成 | 2~3週間 |
| 小規模テスト | 二重特異性抗体タンパク質の生産 → 哺乳類細胞株での小規模発現 → SDS-PAGEによる検証 → ELISAによる組み換えタンパク質抗原との結合分析 → クローンと親抗体の比較 | 5~6週間 |
| 識別する | 最初の2つの完全長二重特異性抗体の発現 → ELISAによる結合分析 → 抗マウス抗体によって認識される抗体のELISA評価 | 1週間 |
| 抗体産生 | 大規模な抗体生産 | 3~4週間 |
ご不明な点がございましたら、いつでもお気軽にお問い合わせください。
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2018年7月16日 

