Las moléculas aficuerpos son proteínas pequeñas y robustas diseñadas para unirse a una gran cantidad de proteínas o péptidos diana con alta afinidad, imitando anticuerpos monoclonales y, por lo tanto, son miembros de la familia de miméticos de anticuerpos . Las moléculas aficuerpos se utilizan en la investigación bioquímica y se están desarrollando como posibles nuevos fármacos biofarmacéuticos. [1] Estas moléculas se pueden utilizar para el reconocimiento molecular en aplicaciones de diagnóstico y terapéuticas. [2] [3]
Desarrollo
Al igual que con otros miméticos de anticuerpos, la idea detrás del desarrollo de la molécula Affibody era aplicar un enfoque de ingeniería combinatoria de proteínas en un andamio de proteínas pequeño y robusto. El objetivo era generar nuevos aglutinantes capaces de unirse específicamente a diferentes proteínas diana con una afinidad casi buena, conservando al mismo tiempo las propiedades favorables de estabilidad y plegado, y la facilidad de expresión bacteriana de la molécula madre. [4] [5]
El andamio de proteínas Affibody original fue diseñado basado en el dominio Z (la inmunoglobulina G dominio de unión) de la proteína A . Estas moléculas son la clase recientemente desarrollada de proteínas de andamio derivadas de la aleatorización de 13 aminoácidos ubicados en dos hélices alfa involucradas en la actividad de unión del dominio de la proteína original. Últimamente, los aminoácidos fuera de la superficie de unión se han sustituido en el andamio para crear una superficie completamente diferente del dominio de la proteína A ancestral.
A diferencia de los anticuerpos , las moléculas Affibody están compuestas por hélices alfa y carecen de puentes disulfuro . La estructura de paquete de tres hélices parental es actualmente la estructura de proteína de plegamiento más rápida conocida. [6] Las moléculas específicas de Affibody que se unen a una proteína diana deseada se pueden "extraer" de grupos (bibliotecas) que contienen miles de millones de variantes diferentes, utilizando la presentación de fagos .
Producción
Las moléculas aficuerpos se basan en un dominio de haz de tres hélices, que puede expresarse en formas solubles y proteolíticamente estables en varias células huésped por sí solo o mediante fusión con otras proteínas asociadas. [7]
Toleran la modificación y se pliegan independientemente cuando se incorporan a proteínas de fusión . Se ha demostrado que las fusiones de la cabeza a la cola de moléculas Affibody de la misma especificidad producen efectos de avidez en la unión a la diana, y la fusión de la cabeza a la cola de moléculas Affibody de diferentes especificidades hace posible obtener proteínas de afinidad bi o multiespecíficas. Las fusiones con otras proteínas también se pueden crear genéticamente [8] [9] o mediante la formación espontánea de enlaces isopéptidos. [10] Un sitio para la conjugación específica del sitio se facilita mediante la introducción de una sola cisteína en la posición deseada, por lo tanto, esta proteína diseñada se puede usar para conjugar radionucleidos como tecnecio-99m e indio-111 para visualizar tumores que sobreexpresan el receptor. [11] [12]
Se han producido varias moléculas de afibody diferentes mediante síntesis química . Dado que no contienen cisteínas ni puentes disulfuro, se pliegan de forma espontánea y reversible en las estructuras tridimensionales correctas cuando los grupos de protección se eliminan después de la síntesis. [13] [14] En algunos estudios, se han utilizado temperaturas superiores a la temperatura de fusión, con propiedades aglutinantes retenidas después de volver a las condiciones ambientales. [15] También se han producido variantes reticuladas.
Propiedades
Una molécula Affibody consta de tres hélices alfa con 58 aminoácidos y tiene una masa molar de aproximadamente 6 kDa . En comparación, un anticuerpo monoclonal es de 150 kDa y un anticuerpo de dominio único , el tipo más pequeño de fragmento de anticuerpo que se une al antígeno, de 12 a 15 kDa.
Se ha demostrado que las moléculas aficuerpos soportan altas temperaturas (90 ° C) o condiciones ácidas y alcalinas ( pH 2,5 o pH 11, respectivamente). [16] [17] [18]
Se han obtenido aglutinantes con una afinidad de hasta subnanomolar a partir de selecciones de bibliotecas nativas, y se han obtenido aglutinantes con afinidad picomolar después de la maduración por afinidad. [19] Los aficuerpos conjugados con electrófilos débiles se unen covalentemente a sus objetivos. [20] La combinación de tamaño pequeño, facilidad de ingeniería, alta afinidad y especificidad hace que las moléculas Affibody sean una alternativa adecuada como anticuerpos monoclonales tanto para imágenes moleculares como para aplicaciones terapéuticas, especialmente para los tumores que sobreexpresan receptores. [21] [22] Estas proteínas se caracterizan por una alta tasa de extravasación y una rápida eliminación del marcador no unido de la circulación, así como de otros compartimentos no específicos, en comparación con los anticuerpos y sus fragmentos.
Aplicaciones
Las moléculas aficuerpos se pueden utilizar para la purificación de proteínas , [13] inhibición enzimática , [15] reactivos de investigación para la captura y detección de proteínas, [23] [24] diagnóstico por imagen [19] y terapia dirigida . [25] La segunda generación de moléculas afines, ABY-025, se une selectivamente a los receptores HER2 con afinidad picomolar. Estas moléculas Affibody están en desarrollo clínico para el diagnóstico de tumores. [26] [27] [28] Recientemente, el Affibody ZEGFR: 2377 anti-ZEGFR marcado con tecnecio-99m también se utilizó con éxito para visualizar el tumor que expresa ZEGR en el xenoinjerto de ratones. [29]
Referencias
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enlaces externos
- Affibody: página de inicio oficial