ここでは、マウス腫瘍異種移植片モデルにおける抗体のin vivo局在化を研究するプロトコルを提示する。
方法論記事
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ここでは、マウス腫瘍異種移植片モデルにおける抗体のin vivo局在化を研究するプロトコルを提示する。
モノクローナル抗体は、がん細胞を排除する可変独立的な機構によって働く高親和性多機能薬である。過去数十年にわたり、抗体薬物コンジュゲート、二重特異性抗体、キメラ抗原受容体(CAR)および癌免疫療法の分野は、基礎および治療学的調査の最も有望な分野として浮上してきました。白血病と黒色腫の免疫チェックポイント受容体とCAR-T細胞を画期的なペースで標的とした数多くの成功したヒト試験により、抗体工学のバリエーションに由来する腫瘍学的治療のための非常にエキサイティングな時間です。残念ながら、腫瘍床における免疫エフェクター細胞の利用が限られているため、抗体およびCARベースの治療の有意に多数のヒト試験においても失望することが証明されている。重要なことに、腫瘍以外の組織における治療抗体の非特異的分布は、臨床的有効性の欠如、関連する毒性および臨床的障害にも寄与する。ヒト臨床トレイルへの前臨床試験の忠実な翻訳は、マウス腫瘍異種移植片の有効性および安全性研究に大きく依存しているので、ここでは、治療抗体の腫瘍および一般的な組織分布を試験する方法を強調する。これは、タンパク質A精製抗体を近赤外蛍光色素で標識し、続いて腫瘍を有するマウスのライブイメージングを行うことによって達成される。
FDAはCD3を標的とする最初のモノクローナル抗体を承認しました (OKT3, ムロモナブ)1,2.それ以来、次の20年間、免疫チェックポイント阻害剤3に対する抗体の圧倒的な成功により、抗体工学の分野で急速な爆発が起こった。免疫系の間接的な活性化に加えて、抗体は、免疫エフェクター細胞を正確に関与させるために癌細胞に直接フラグを付け、死の受容体アゴニストを介して細胞毒性を引き起こし、腫瘍細胞生存シグナル伝達をブロックし、血管新生(血管の成長)を妨害し、免疫チェックポイント調節因子を制約し、放射性同位体、化学療法薬およびsiRNAを共役剤として送達することを目的としている。また、患者由来T細胞やNK細胞(CAR-TおよびCAR-NK)の表面上の様々な抗体の単鎖可変フラグメント(scFv)を研究することは、細胞ベース療法のための臨床研究の急速な成長領域である4。
抗原発現腫瘍細胞への選択性を提供する抗体系薬物の超高親和性は、それを魅力的な薬剤にする。同様に、治療用抗体(または化学薬品)の標的送達および腫瘍保持は、毒性に対する有効性のバランスをとるための鍵である。したがって、二重特異性5および三特異的抗体6を含むがこれらに限定されない多数のタンパク質工学ベースの戦略が、静脈内に(IV)注入された治療薬のアビディティ最適化腫瘍保持を有意に増強するために利用されている。ここでは、潜在的に有効な抗癌抗体の腫瘍および組織分布に対処するための単純な蛍光ベースの方法について述べた。
動物組織は可視スペクトルで励起されると自己蛍光を有するため、抗体は当初、近赤外色素(例えばIRDye 800CW)で標識された。概念実証調査では、フォールレスツズマブと呼ばれる抗体を標的とする葉酸受容体α-1(FOLR1)とその誘導体である二重特異性アンカー細胞毒性活性化剤(BaCa)7抗体を1つの組換え抗体にCOR1および死受容体-5(DR5)8を共同標的とする抗体を用いた。FOLR1は、卵巣およびTNBC癌細胞、腫瘍異種移植片および患者腫瘍9において明確に定義された過剰発現標的受容体である。特に、抗体ベースのアプローチを用いてFOLR1を臨床的に利用して、卵巣癌および乳癌に対する免疫エフェクター細胞および抗体薬物コンジュゲート(ADC)を関与させる複数の取り組みがある。
本方法論文では、CHO発現系を用いた他の対照抗体とともに、臨床抗FOLR1(farletuzumab)をクローニング、発現、精製した。IgG1アイソタイプおよびアバゴボマブ12 と呼ばれる臨床抗イディオタイプムチン-16抗体を陰性対照として使用した。タンパク質A精製後、示された抗体はIRDye 800CWで標識され、卵巣腫瘍異種移植片または安定してトランスフェクトされたヒトFOLR1を発現するヒトFOLR1マウス大腸癌異種移植片のいずれかを有するヌードマウスの尾静脈に投与された。抗体の局在化は、複数の異なる時点点7でin vivoイメージングスペクトルを用いたライブイメージングによって追跡した。この方法は、発光を可能にするために基質の遺伝子組み換えまたは注入を必要とせず、大幅に迅速かつ費用対効果が高く、効率的である。以下に記載の一般的なクローニング、発現、精製および標識プロトコルは、重鎖および軽鎖配列が利用可能な場合、任意の臨床および非臨床抗体に適用することができる。
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動物の取り扱いと腫瘍異種移植片の研究に関するすべての手順は、バージニア大学の制度動物ケアおよび使用委員会(IACUC)によって見直され、承認され、関連する規制基準に準拠しています。
1. 抗体の発現と精製
2. 蛍光標識
注:抗体は、タンパク質に結合し、安定した共役を形成するNHSエステル反応性基を含む赤外線色素で標識されています。この反応はpH感受性であり、pH 8.5で最もよく働く。色素で標識された蛍光コンジュゲートは、最大774nmの吸収を示し、最大789nmの発光を示します。pH 8.5は有効な結合のためのキーである。


3. マウス異種移植片研究
4. 生体内イメージングシステムを用いた抗体の局在化
注:この実験で使用されるin vivoイメージング装置( 材料表を参照)は、生体内の細胞および遺伝子活性を非侵襲的に可視化し追跡するための高効率フィルタとスペクトル非混合アルゴリズムをリアルタイムで使用しています。システムは、蛍光と生物発光の両方のモニタリング機能を提供します。
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記載された方法論では、まず、葉酸受容体α-1(FOLR1)を標的とする抗体を、ファレツズマブとレカツマブと共にファレツズマブおよびレカツマブからなるBaCaと呼ばれる二重特異性抗体と、アバゴボマブなどの対照抗体と共にクローニングした( 補助ファイル1に提供される配列)。DNAクローン中の代表的な可変重(VH)ドメインおよび可変光(VL)ドメイン(pVH,pVL)の詳細を 図1Aに示す。陽性クローンを確認するために、シグナルペプチドフォワード(SP For)およびCK Rev/CH3 Revプライマー( 補助ファイル1に提供される配列)を用いてコロニーPCRを実施した。コロニーPCRの代表的な結果は、軽鎖および重鎖の予想サイズを確認する(図1C)。陽性抗体クローンは、また、サンガーシーケンシングを用いて確認した。確認されたpVHおよびpVL DNAクローニングに続いて、CHO懸濁培養物を用いてトランスフェクションを行い、続いて4°Cでの抗体のタンパク質A...
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抗癌治療薬の選択的および腫瘍組織特異的送達は、所定の標的治療13の有効性および安全性を測定する鍵である。ここでは、臨床、ファレツズマブおよび非臨床BaCa抗体の詳細な組織および腫瘍分布を調査するための迅速かつ効率的なアプローチについて述べた。記載されたアプローチは、新たに生成された抗体に適用可能であり、腫瘍/臓器の分布特性に臨床的に有効な抗体(所望の資質を有する)と共に使用することができる。ほとんどの抗体標的受容体(乳癌におけるHER2など)が腫瘍細胞(組織)において高過剰発現していることを考えると、その最も最適でない発現および機能は、腫瘍細胞14以外の細胞タイプにおいても重要である。例えば、大腸癌患者における臨床抗体を標的とするEGFRのかなりの割合は、皮膚組織15に対する毒性を蓄積し、生じる、成長および分化がEGFRシグナル伝達および機能を必要とする非癌性組織である。したがって、より大きな動物のコホートにおける肝毒性および組織組織化学アッセイと組み合わせた予備的組織分布調査は、新たに生成され...
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著者は競合する財政的利益を持っていません。
バージニア大学がんセンターコアイメージング施設、生体分子分析施設、先端顕微鏡施設、コアビバリウム支援施設に感謝しています。J. T-Sは卵巣癌アカデミー(OCA-DoD)の初期のキャリア研究者です。この研究は、J.T-Sに対するNCI/NIH助成金(R01CA233752)、米国DoD乳がん研究プログラム(BCRP)の画期的なレベル1賞によってJ.T-S(BC17097)および米国DoD卵巣癌研究プログラム(OCRP)がJ-T-Sに授与されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| FreeStyle CHO media | Gibco Life Technologies | Cat # 12651-014 | |
| Anti-Anti (100X) | Gibco Life Technologies | Cat # 15240-062 | |
| Anti-Clumping Agent | Gibco Life Technologies | Cat # 01-0057DG | |
| BD Insulin Syringe | BD BioSciences | Cat #329420 | |
| Caliper IVIS Spectrum | PerkinElmer | Cat#124262 | |
| CHO CD EfficientFeed B | Gibco Life Technologies | Cat #A10240-01 | |
| Corning 500 mL DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) | Corning | Cat # 10-13-CV | |
| Corning 500 mL RPMI 1640 | Corning Cat | # 10-040-CV | |
| Cy5 conjugated Anti-Human IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | Cat # 709-175-149 | |
| GlutaMax-I (100X) | Gibco Life Technologies | Cat # 35050-061 | |
| HiPure Plasmid Maxiprep kit | Invitrogen | Cat # K21007 | |
| HiTrap MabSelect SuRe Column | GE Healthcare | Cat # 11-0034-93 | |
| Infusion | Takara BioScience | STO344 | |
| IRDye 800CW NHS Ester | LI-COR | Cat # 929-70020 | |
| イソフルラン、USP | Covetrus | Cat # 11695-6777-2 | |
| 潤滑剤 眼軟膏 | リフレッシュ Lacri-Lube | 猫 #4089 | |
| マトリゲル | コーニング | 猫 #354234 | |
| PEI トランスフェクション試薬 | Thermo Fisher | 猫 # BMS1003A | |
| Slide-A-Lyzer 透析カセット | Thermo Scientific | 猫 #66333 | |
| ステリトップ真空フィルター | Millipore Express | Cat #S2GPT02RE | |
| Trypsin-EDTA | Gibco Life Technologies | Cat # 15400-054 | |
| Experimental Models: Cell lines | |||
| Human: OVCAR-3 | American Type Culture Collection | ATCC HTB-161 | |
| Human: CHO-K cells | Stable私たちの研究室で変換 | ATCC CCL-61 | |
| マウス:4T1 | チップ・ランデン博士からの親切な贈り物、UVA | ||
| マウス:MC38 | UMBCのスザンヌ・オストランド・ローゼンバーグ博士からの親切な贈り物 | STRプロファイリング | |
| されました マウス:MC38 hFOLR1 | 私たちの研究室で生成されました(この論文) | ||
| 実験モデル:Animal | |||
| マウス: athymic Nude Foxn1nu/Foxn1+ | Envigo | Multiple Orders | |
| マウス: NOD.Cg Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ | Jackson Laboratory | Multiple Orders |
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