$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Antilichaam-geconjugeerde (ACs) zijn biofarmaceutica die zijn rijpen in een transformatieve klasse effectieve geneesmiddelen voor de verbetering van behandelingen van kanker en voor het opsporen van tumoren. Samengesteld uit een monoklonaal antilichaam (mAb) geconjugeerd met moleculaire payloads zoals radio-isotopen, kleine moleculen en biologische toxines, ACs kunnen leveren deze codering van de payloads tot kankercellen met uitgelezen doelwit antigeen affiniteit en specificiteit. Dus ACs hebben het potentieel om aanzienlijk verminderen van niet-specifieke toxiciteit en lading activiteit op de site van de tumor te verhogen. Therapeutisch, zijn ACs vervoer van cytotoxische kleine moleculen (meestal genoemd antilichaam-drug conjugaten) goedgekeurd voor de behandeling van patiënten met borstkanker en Hodgkin lymfoom die hebben gefaald conventionele behandelingen 1, 2. Daarnaast ACs vervoeren radioactieve isotopen (kortweg radioimmunoconjugaten) zijn ook in ontwikkeling. Een AC vervoeren een isotoop voor imaging is goedgekeurd voor het identificeren van prostaatkanker uitzaaiing 3. Met veel meer therapeutische ACs ingediend voor goedkeuring 4, is optimisme voor de toekomst van de ACs om kanker zorg 5hoog.
Echter bij het afleveren van chemotherapeutica of radio-isotopen, ACs ondervindt bij het effectief accumuleren deze codering van de payloads binnen doelcellen. Dit aspect aanzienlijk bijdraagt in veel gevallen in het onvermogen van de ACs om langdurige ziektevrije overleving of hoog contrast tumor imaging 6,7. In het algemeen, zodra ACs binden hun doel-antigeen zijn ze geïnternaliseerd via een proces dat bekend staat als receptor-gemedieerde endocytose. De ACs zijn vervolgens binnen de Endosomen in de val gelokt en verhandeld aan lysosomen voor afbraak en payload vrijgeven 8. Het intracellulaire mensenhandel proces vormt uitdagingen voor ACs aan het bereiken van een hoog laadvermogen specificiteit en werkzaamheid tegen kanker van de doelcellen. Bijvoorbeeld, veel antigenen zoals Her2 (doel voor therapeutische AC Trastuzumab-emtansine) tot 85% van de gebonden antilichamen in de eerste 30 min 9kunt recyclen. Bovendien, zodra aantasting optreedt, vrijgegeven chemotherapeutica en radio-isotopen kunnen worden actief geëxporteerd door de verhoogde expressie en/of activiteit van membraan geassocieerde vervoer eiwitten 10,11. Lysosoom afbraak belemmert ook de levering van nieuwe biologische payloads zoals therapeutische enzymen en oligonucleotides die kunnen worden gedeactiveerd, 12,,13. Kortom, is de kankercel zeer effectief bij intrekking van de nodige intracellulaire accumulatie van nettoladingen geleverd door ACs.
Dit protocol beschrijft hoe de uitvoering van het concept van het ACs-gekoppeld aan virus afkomstige peptides, speciaal voor endosome entrapment ontsnappen en lokaliseren naar de celkern. Met dergelijke verfijning te manipuleren cel hostsystemen, is het niet verwonderlijk dat de ontwikkeling van het virus afkomstige eiwitten en peptiden als potentiële biofarmaceutica lang heeft zijn ingebakken in therapeutisch onderzoek 14. Voor miljoenen jaren zijn virussen geëvolueerd om te verwerven van een uitzonderlijke collectie van eiwitten kunnen profiteren van normale fysiologische zoogdieren cel systemen om effectief gastheer cellen. Voor virussen die zijn geïnternaliseerd via receptor gemedieerde endocytose, zijn ze ook uitgedaagd met ontsnappen aan het lysosoom handel waar de aanval van een gelokaliseerde concentratie van proteasen kan problematisch zijn voor overleving. Een goed gekarakteriseerd virale afkomstige peptide gebruikt in drug levering voor het ontsnappen van endosome entrapment is het humaan immunodeficiëntie virus transactivator van transcriptie (Tat) eiwit 15. Tat vermag endosome entrapment ontsnappen door het aftasten van lage-pH op welk punt eiwit conformationele wijzigingen optreden waardoor Tat als u wilt invoegen zich in en verstoren de membraan endosomal 16. Dit resulteert in Tat-nettolading geconjugeerde kundig voor vlaag van het cytoplasma. Het tweede element van de virale manipulatie gerelateerde bij dit protocol is de aanpak gebruikt voor therapeutische genen en drugs naar de kern 17. Virussen zijn geëvolueerd om te manipuleren met succes host cel machines voor vordert langs het kernmembraan door door de nucleaire porie complexe (NPC). Cellulaire macromoleculen bevatten (of binding aan eiwitten die bevatten) nucleaire localisatie signalen (NLSs) nodig voor bindende tot nucleaire transport eiwitten (bv karyopherins α en β), waarmee de vereiste bewegingen door de NPC. Virussen hebben eiwitten bevatten NLS-sequenties die hen voorzien van de mogelijkheid om gebruik te maken van host cel vervoer eiwitten voor pendelen in de nucleus 18ontwikkeld.
Talrijke ACs eerder matiemaatschappij met Tat - en NLS-afgeleide peptiden en getest voor hun vermogen om te accumuleren binnen kankercellen en voor het targeten van tumoren 19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29,30 (tabel 1). Studies leveren van cytotoxische payloads hebben aangetoond dat ACs bewerkt met virus afkomstige peptiden kunnen aanzienlijk verhoging van cellulaire accumulatie, cytotoxiciteit en tumor doden over ongewijzigde ACs 22,26. Een gemeenschappelijk kenmerk voor deze nieuwe klasse van het Keuzeaxioma is hun bouw. Doorgaans bevatten peptiden een terminal cysteïne bieden een gratis sulfaatzuurstof groep. MAbs zijn eerste reageerde met een noncleavable bifunctionele crosslinker met N- hydroxysuccinimide (NHS) en maleimide groepen op tegenovergestelde uiteinden. De NHS esters reageren met primaire amines op de mAb aan amide-bindingen. De gereageerde mAb met gratis maleimide groepen is het vervolgens reageerde met de sulfaatzuurstof groepen op de peptiden te vormen van een thio-ester-binding en dus het koppelen van de peptide en mAb. Hoewel homobifunctional crosslinkers geweest gebruikte 28, heterobifunctional crosslinker meer in het algemeen worden gebruikt in de bouw van virus-afgeleide peptide-ACs 22,23,26, 31,-32. Dit protocol gebruikt met name de crosslinker-sulfosuccinimidyl 4-(N-maleimidomethyl) cyclohexaan-1-carboxylaat (sulfo-SMCC) voor zijn gebruiksgemak en omdat het wordt gebruikt in de goedgekeurde antilichaam-drug geconjugeerde Trastuzumab-emtansine en in veel virus-afgeleide peptide-ACs 8,22,23,26,31,32. Polyacrylamide-gelelektroforese (SDS-pagina) voor natrium dodecyl sulfaat is de primaire methode voor het aanvankelijk bepaling vervoeging rendement en semi-quantifying hetaantal peptiden per mAb. Confocale microscopie met behulp van een fluorescently-gelabeld secundair antilichaam specifiek voor de mAb is meestal de methode voor het aanvankelijk uitrekenen intracellulaire distributie eigenschappen van peptide gemodificeerde ACs virus-afgeleide. Tot nu toe zijn de radio-isotopen de primaire payloads geleverd door virus afkomstige peptide gemodificeerde ACs. Radio-isotopen zijn voordelig omdat radioactiviteit in cellen wordt gemakkelijk gekwantificeerd door gamma tellen. Daarnaast ACs die zijn vertaald in muismodellen van menselijke kanker onderzoekers voorzien de mogelijkheid om de tumor gericht op met behulp van moleculaire beeldvorming modaliteiten zoals single photon emission berekende tomografie en positron emissie tomografie (PET) 23 , 32 , 33. In het algemeen, de constructie en validatie testmethoden voornamelijk gebruikt door onderzoekers bieden een zeer goede beoordeling van ACs bewerkt met virus afkomstige peptiden tijdens het aanvankelijke ontwikkelingsstadium effectief invoeren en leveren de lading binnen doelcellen en voor doel tumoren.
Tat - en NLS-gemodificeerde ACs hebben verlichte sleutelgebieden voor verdere verbetering van de nettolading levering binnen cellen van kanker en tumoren. Met betrekking tot de NLS gemodificeerde ACs kunnen de efficiëntie van intracellulaire accumulatie bescheiden 23,31,34. Inefficiënte intracellulaire accumulatie wordt veroorzaakt door voortdurende endosomal entrapment. In vivo tumor targeting kan ook worden verminderd met beide Tat en NLS-gemodificeerde ACs. De actieve sequenties van Tat en NLS bevatten verschillende positief geladen residuen. Wanneer gekoppeld aan mAbs, kunnen de algemene kationische last aanzienlijk verhoogde 35. Dientengevolge hebben de Tat - en NLS-gemodificeerde ACs verhoogd van opname in de gezonde weefsels en snelle bloed klaring verhoogd.
Onze fractie ontwikkeld een samengestelde stof bestaande uit cholzuur en gekoppeld aan NLS (ChAcNLS; Figuur 1). ChAcNLS gemodificeerde ACs kunnen verhogen van intracellulaire accumulatie van radio-isotopen geleverde en tumor gericht op t.o.v. NLS gemodificeerde en traditionele ACs 33,34te verbeteren. Het mechanisme is erachter cholzuur en is geïnspireerd door de mogelijkheid van select nonenveloped virussen die niet op membraan fusion vertrouwen gebruiken cholzuur en om te activeren endosome ontsnappen door de vorming van ceramide. Varkens darmen virus werft bijvoorbeeld cholzuur en dat activeert sphingomyelinase, die de hydrolyse van sphingomyelinase in ceramide 36,37,38katalyseert. Dit endosomal membraan destabiliseert en zorgt voor virus ontsnappen. Cholzuur en is dus een ander virus afkomstige onderdeel dat perfect past bij NLS.
Als dit veld beweegt naar voren en toekomstige optreden vooruitgang in lading levering per ACs bewerkt met virus afkomstige peptides, is het een geschikt moment om visuele demonstraties van hun biochemische en functionele kenmerken tijdens de initiële ontwikkeling. Hier beschrijven we onze protocol voor de initiële beoordeling van virus-afgeleide peptide gemodificeerde ACs voor de efficiënte maar eenvoudige bepaling van intracellulaire accumulatie en tumor gericht op tijdens de vroege fase ontwikkeling. Als modelsystemen voorbeeld gebruiken we de verkrijgbare mAbs 7G 3 en de A14. Procedure 1 beschrijft het gebruik van SDS-pagina als een methode die het mogelijk voor besluiten van de ' go/no go' voor gebouwd ACs maakt. Procedure 2 beschrijft een methode met behulp van trypsinebehandeling waardoor verbeterde visualisatie van AC intracellulaire verspreiding en accumulatie. Procedure 3 beschrijft een methode voor verbeterde intracellulaire fractionering nauwkeurig bepalen nucleaire localisatie. In deze procedure we gebruik maken van de nettolading 64Cu (t-1/2 = 12,7 h) want het is kwetsbaar voor cellulaire efflux en een positron emitter 10is. Dus, de Procedure 4 beschrijft in vivo tumor gericht op karakterisering door PET imaging te visualiseren van opname van de tumor ten opzichte van de achtergrond (dat wil zeggen nontarget gezonde weefsels) en te bepalen of het voorbeeld AC kan specifiek en effectief doel de tumoren. Deze methoden zijn voldoende voor onderzoekers ontwikkelen ACs bewerkt met virus afkomstige peptiden te identificeren van kandidaten voor verdere vooruitgang.