Alphabody

Alphabodies , también conocidos como Alphabodies que penetran en las células o CPAB para abreviar, son proteínas pequeñas de 10 kDa diseñadas para unirse a una variedad de antígenos . A pesar de su nombre, no son estructuralmente similares a los anticuerpos , lo que los convierte en un tipo de mimético de anticuerpos . Los cuerpos alfa son diferentes de muchos otros miméticos de anticuerpos en su capacidad para alcanzar y unirse a objetivos proteicos intracelulares . ^[1] Su estructura de hélice alfa monocatenaria está diseñada mediante modelos informáticos, inspirados en estructuras de proteínas de espirales enrolladas que existen de forma natural . Alphabodies están siendo desarrollados por el belga empresa de biotecnología Complix NV como posibles nuevos fármacos farmacéuticos contra el cáncer y las enfermedades autoinmunes . ^[2] En 2012, se firmó un acuerdo de colaboración con Monsanto para desarrollar la tecnología también para aplicaciones agrícolas . ^[3]

Estructura 3D del andamio de cuerpo alfa, que muestra un pliegue en espiral de una sola cadena y triple hélice. ( PDB 4OG9 )

Desarrollo

Los cuerpos alfa se desarrollan como andamios con un conjunto de residuos de aminoácidos que pueden modificarse para unirse a las proteínas dianas, mientras se mantiene el plegamiento y la termoestabilidad correctos .

El andamio Alphabody está diseñado computacionalmente en base a estructuras de bobinas enrolladas, pero no tiene una contraparte conocida en la naturaleza. Inicialmente, el armazón estaba hecho de tres péptidos que se asociaban de forma no covalente para formar un trímero de espiral en espiral paralelo . ^[4] Sin embargo, el andamio fue rediseñado posteriormente como una sola cadena peptídica que contiene tres hélices α conectadas por regiones enlazadoras. La nueva estructura permite el ensamblaje independiente de la concentración y el escalado rentable en los sistemas de expresión bacteriana . ^[1]

Las tres hélices α (A, B y C) se diseñaron para permanecer estables incluso cuando se modifican algunos residuos. Los residuos en el surco entre las hélices A y C se pueden modificar para unir objetivos convexos, mientras que los residuos en el exterior de la hélice C se pueden modificar para unir objetivos proteicos cóncavos. Actualmente, hay 3 bibliotecas que contienen de 1,0 a 1,7 x ¹⁰⁸ variaciones cada una que se pueden cribar utilizando la presentación de fagos para la afinidad del objetivo.

Estructura

Datos de desnaturalización del cuerpo alfa que comparan la estabilidad del cuerpo alfa truncado con el andamio de referencia

Estándar

El andamio de Alphabody estándar contiene tres α-hélices, compuestas por cuatro repeticiones de heptada (tramos de 7 residuos) cada una, conectadas a través de enlazadores ricos en glicina / serina . La secuencia de heptada estándar es "IAAIQKQ". Las alaninas están asociadas con la formación de hélice α, mientras que se sabe que las isoleucinas inducen la formación de espirales en espiral. ^[5] Los residuos específicos en las hélices A y C se pueden modificar para unir objetivos, pero solo las variantes que conservan la termoestabilidad se utilizan para futuras investigaciones.

Específicamente, la estructura del andamio de referencia es N – HRS1 – L1 – HRS2 – L2 – HRS3 – C.

HRS = IEEIQKQIAAIQKQIAAIQKQIYRM; L = TGGSGGGSGGGSGGGSGMS

La longitud del conector es lo suficientemente larga como para permitir que las hélices se plieguen en conformaciones paralelas o antiparalelas , pero los experimentos sugieren que solo se produce un plegado antiparalelo. ^[1]

Versión truncada

Se puede producir una variante de andamio Alphabody con conectores más cortos sin pérdida de termoestabilidad. Sin embargo, la disminución del número de repeticiones de heptada por α-hélice reduce la termoestabilidad del cuerpo Alfa en alrededor de 40 ° C.

Propiedades

Datos de desnaturalización de cuerpos alfa de experimentos de dicroísmo circular

Los cuerpos alfa tienen un peso molecular bajo (~ 10 kDa) y una termoestabilidad muy alta (T _m = ~ 120 ° C). Además, los experimentos de dicroísmo circular sugieren que los cuerpos alfa pueden replegarse correctamente después de ser desnaturalizados . Estas propiedades permiten que los medicamentos basados ​​en Alphabody se administren en formas distintas a las inyectables. ^[6] También hacen que la molécula sea lo suficientemente estable como para permitir la modificación de residuos en el propio andamio, en lugar de solo regiones de bucle, lo que aumenta las posibles variaciones y la selectividad del objetivo . ^[1]

La alta afinidad de unión de los alfacuerpos y su capacidad para dirigirse a proteínas tanto extracelulares como intracelulares permite que se utilicen para alcanzar objetivos difíciles que no pueden tratarse con anticuerpos terapéuticos o fármacos de molécula pequeña .

Objetivos

Estructura 3D de Alphabody en complejo con subunidad p19 de IL-23

Enfermedad autoinmune

Más información: interleucina 23

Alphabody CMPX-1023 se ha desarrollado con éxito para apuntar la subunidad p19 de la interleucina 23 (IL-23) y ha entrado en ensayos preclínicos en octubre de 2011. ^{[6] [7]} En resumen, IL-23 es una pro-inflamatoria de citoquinas que se ha relacionado con enfermedades inflamatorias autoinmunes como la psoriasis , la artritis reumatoide y la enfermedad de Crohn . ^[8] Hay fármacos anti-IL-23 disponibles, que actúan dirigiéndose a la subunidad p40 . Sin embargo, la subunidad p40 también está presente en la interleucina 12 (IL-12) y causa efectos secundarios graves cuandoantagonizados , como una mayor susceptibilidad a la infección.

Complix NV usó la exhibición de fagos para crear Alphabodies que podrían unirse a IL-23, y luego empleó varias estrategias de maduración por afinidad para aumentar la afinidad a niveles sub-nanomolares. Determinaron que el aumento de la afinidad resultó en un aumento de la inhibición funcional de IL-23 y, por lo tanto, seleccionaron los 20 alfacuerpos de unión más fuertes como candidatos a fármacos. Los estudios en ratones y los estudios de cristalografía de rayos X sobre IL-23 en complejo con Alphabody confirmaron la unión específica a p19 solamente.

Cáncer

Utilizando una estrategia de desarrollo de fármacos similar, Complix NV está desarrollando Alphabodies capaces de unirse a objetivos intracelulares en las células cancerosas que pueden inducir la apoptosis . Según un artículo de 2012, Complix ha tenido cierto éxito al hacerlo:

"Estos resultados muestran que los Alphabodies pueden diseñarse para ingresar de manera eficiente a las células humanas y unirse a objetivos de interés, lo que les permite modular las interacciones intracelulares de proteína a proteína e inducir la apoptosis en las células cancerosas. Complix espera reportar más datos innovadores a partir de esto importante programa a lo largo de 2012. " ^[9]

Fondos

La investigación sobre Alphabodies específicos de IL-23 fue apoyada por subvenciones de IWT-O & O, la Universidad de Ghent y la fundación Hercules (Bélgica).

Complix NV está financiado por los accionistas de capital Baekeland Fund, Biotech Fund Flanders , CRP-Santé, Edmond de Rothschild Investment Partners, Gemma Frisius Fund, Gimv , LRM, OMNES Capital, TrustCapital, Vesalius Biocapital y Vinnof. ^[10]

Ver también

• Affibody
• Affimer
• Affitin
• Anticalina
• DARPin
• Monocuerpo

Referencias

1. Desmet, J .; Verstraete, K .; Bloch, Y .; Lorent, E .; Wen, Y .; Devreese, B .; Vandenbroucke, K .; Loverix, S .; Hettmann, T .; Deroo, S .; Somers, K .; Henderikx, P .; Lasters, I .; Savvides, SN (5 de febrero de 2014). "Base estructural del antagonismo de IL-23 por un andamio de proteína Alphabody" . Comunicaciones de la naturaleza . 5 : 5237. doi : 10.1038 / ncomms6237 . PMC  4220489 . PMID  25354530 .
2. "Complix - Acerca de Complix" . Complix . Archivado desde el original el 14 de febrero de 2015 . Consultado el 9 de marzo de 2015 .
3. Powers, K. "Monsanto Company y Complix Nv firman colaboración para llevar nuevas tecnologías a la agricultura" . Monsanto . Archivado desde el original el 2 de abril de 2015 . Consultado el 26 de marzo de 2015 .
4. Desmet, J .; Lasters, I. (2010). "Andamio proteico no natural de tres péptidos asociados no covalentemente" . Patentes de EE. UU. (US20100305304 A1).
5. Suzuki, K .; Hiroaki, H .; Kohda, D .; Tanaka, T. (1998). "Un péptido de cremallera de isoleucina forma una espiral en espiral de cadena triple de tipo nativo en solución" . Ingeniería de proteínas . 11 (11): 1051-1055. doi : 10.1093 / protein / 11.11.1051 .
6. "Complix selecciona el primer candidato de desarrollo Alphabody ™" . FlandersBio. 25 de octubre de 2011 . Consultado el 26 de marzo de 2015 .
7. "CMPX-1023" . BioCentury BCIQ . Consultado el 26 de marzo de 2015 .
8. Benson, JM; Sachs, C .; Treacy, G .; Zhou, H .; Pendley, CE; Brodmerkel, CM; Shankar, G .; Mascelli, MA (2011). "Orientación terapéutica de las vías de IL-12/23: generación y caracterización de ustekinumab". Nat. Biotechnol . 29 (7): 615–624. doi : 10.1038 / nbt.1903 . PMID 21747388 . 
9. "Complix 'Alphabody ™ Protein Therapeutics demuestran actividad contra objetivos de enfermedades intracelulares y extracelulares indomables" . PR Newswire. 26 de abril de 2012 . Consultado el 26 de marzo de 2015 .
10. "Complix NV recauda $ 15,5 millones en la ronda de la serie B" . ClinicaSpace. 26 de junio de 2013 . Consultado el 26 de marzo de 2015 .

enlaces externos

• Complix NV