アフィマー

アフィマー分子^[1]は、ナノモル範囲の親和性で標的タンパク質に結合する小さなタンパク質です。 ^{[2] [3]}これらの改変された非抗体結合タンパク質は、さまざまな用途でモノクローナル抗体の分子認識特性を模倣するように設計されています。^{[2] [4]}これらの親和性試薬は、安定性を高め、^[5]さまざまな温度とpHに耐えられるようにし、^[6]サイズを縮小し、大腸菌と哺乳類細胞での発現を高めるように最適化されています。^[2]

アフィマータンパク質は、当初ケンブリッジのMRCがん細胞ユニットで開発され、その後リーズ大学の2つの研究室で開発されました。^{[7] [8] [9] [10]}システインプロテアーゼ阻害剤ファミリーのシスタチンに由来し、自然界ではシステインプロテアーゼ阻害剤として機能します。^{[11] [12]}これらの12～14 kDaのタンパク質は、反平行のベータシートの上にαヘリックスが重なった共通の三次構造を共有しています。^[13]

Affimerタンパク質は、モノクローナル抗体と同様の方法で、目的の標的タンパク質に結合するためにすべてランダム化できる2つのペプチドループを備えています^[5]。タンパク質スキャフォールドによる2つのペプチドの安定化により、ペプチドがとることができる可能な立体配座が制限されます。これにより、自由ペプチドのライブラリと比較して結合親和性と特異性が向上しますが、Affimerの標的レパートリーが制限される可能性があります。

10 ^{9 個}のランダム配列からなるファージディスプレイライブラリ^[14]は、 nM範囲の結合親和性で標的タンパク質に高特異性結合を示す Affimer タンパク質をスクリーニングするために使用されます。^{[5] [15] [16]} In vitroスクリーニング技術を指向する能力により、特異的で高親和性の Affimer を同定できます。In vitroスクリーニングと開発は、Affimer のターゲット空間が動物の免疫システムによって制限されないことも意味します。 Affimer は組み換えシステムを使用して生成されるため、ポリクローナル抗体の生成と比較して、生成がより迅速かつ再現性があります。^[17]

多量体形態の Affimer が生成され、細菌宿主システムを使用した小規模培養で 200～400 mg/L の範囲の力価が得られることが示されています。同じ標的特異性を持つ多量体形態の Affimer は、標的結合において 親和性効果をもたらします。

Affimerには、蛍光体、一本鎖DNA、His、c-Mycタグなど、さまざまなタグや融合タンパク質を結合させることができます。 ^{[2] [18] [19] [20] [21] [22]}特定のシステイン残基をタンパク質に導入することで、チオール化学によってAffimerをELISAプレートなどの固体支持体上に均一に配向させることができます。^{[5] [15] [17] [23] [24]} Affimer分子のこの柔軟な機能化により、複数のアプリケーションとアッセイ形式にわたる機能性が可能になります。

アフィマーは組み換えタンパク質です。組み換え細菌生産プロセスを使用して製造されるため、アフィマーのバッチ間の一貫性はポリクローナル抗体と比較して向上しており、再現性と供給の安全性に関するいくつかの問題を克服しています。^{[2] [3] [17] [25] [26]}

これらの合成抗体は、安定しており、毒性がなく、生物学的に中性であり、翻訳後修飾やジスルフィド結合を含まないように設計されている。^{[7] [8] [10]}合計12〜36個のアミノ酸を組み込んだ2つの別々のループ配列が標的相互作用表面を形成し、相互作用表面の範囲は650〜1000Åになる 。大きな相互作用表面により、標的タンパク質への結合が可能になる。^{[5] [7 ] [ 10] [15] [17] [18] [ 27] [ 28] [29] [30]}

Affimer テクノロジーは Avacta によって商品化および開発されており、同社はこれらの親和性試薬を診断ツールおよびバイオ治療薬として開発しています。

アフィマー結合剤は、 ELISA、^{[2] [17] [31]} 表面プラズモン共鳴、^{[32] [31] [33] [34]} アフィニティー精製を含む多くのプラットフォームで使用されています。^{[2] [31] [35] [36]}タンパク質間相互作用を阻害するアフィマーは、哺乳類細胞でこれらの阻害剤を発現させ、細胞治療としてシグナル伝達経路を変更する可能性を秘めて製造することができます。^{[2] [32] [33] [37] [38]}

アフィマーの小型で安定性のあるプロファイルは、ヒト由来であることと相まって、薬物のような特性を付与します。これは、組織浸透の点で抗体よりも優れている可能性があります。たとえば、アバクタ社がオプジーボやイェルボイの代替としてPD-L1阻害剤を開発している固形腫瘍では、腎臓からの急速な排泄を防ぐために半減期の調整が必要ですが 、 ^[39]

アフィマーは、治療薬の設計のために多量体を形成するために結合することができる。例としては、アルブミン結合剤に多重特異性アフィマー分子を生成し、生体内での半減期 を延長し、キメラ受容体の標的部分として使用したり、アフィマー薬物結合体で毒素を運ぶように改変したりすることが挙げられる。^{[16] [39] [40]}

アフィマーは、 CAR-T細胞療法と免疫チェックポイント阻害剤の両方を介して、がんと闘うための治療薬として発見と前臨床開発が進められています。^{[39] [41] [42] [43]}体外ヒトサンプルを使用した初期の研究では、アフィマースキャフォールドに関連する免疫原性が低く、市販されている抗体治療薬と同等のレベルであることが示されました。^[44]さらに、初期の前臨床研究では、マウスにおける抗PDL1免疫腫瘍学アフィマーの良好な有効性と忍容性が示されました。最初のアフィマー治療薬のIND申請は2023年に行われると予想されています。^[16]

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