Afímero

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.

Os afímeros ou moléculas afímeras (en inglés Affimer, procedente de afinidade ; un nome comercial propiedade de Avacta) son pequenas proteínas que se unen a certas proteínas diana con afinidades no rango nanomolar.[1][2] Estas proteínas de unión feitas por enxeñería non son anticorpos pero están deseñadas para imitar as características de recoñecemento molecular dos anticorpos monoclonais en diferentes aplicacións.[1][3] Estes reactivos de afinidade foron optimizados para incrementar a súa estabilidade,[4] facéndoos tolerantes a un determinado intervalo de temperaturas e pH,[5] reducir o seu tamaño e incrementar a súa expresión na bacteria Escherichia coli e en células de mamíferos.[1]

Desenvolvemento[editar | editar a fonte]

As proteínas afímeras (Affimers®) foron desenvolvidas inicialmente na MRC Cancer Cell Unit en Cambridge e en dous laboratorios da Universidade de Leeds.[6][7][8][9] Son proteínas derivadas da familia de inhibidores das cisteina proteases das cistatinas, que funcionan na natureza como inhibidores de cisteína proteases,[10][11] de 12–14 kDa, que comparten unha estrutura terciaria común cunha hélice alfa situada na parte superior dunha folla beta antiparalela.[12]

As proteínas afímeras presentan dous bucles peptídicos que poden ambos ser aleatorizados para unirse a proteínas diana desexadas,[4] de maneira similar a como o fai un anticorpo monoclonal. A estabilización dos dous péptidos polo andamio da proteína constrinxe as posibles conformacións que os péptidos poden adoptar. Isto incrementa a afinidade de unión e a especificidade en comparación coas bibliotecas de péptidos libres, aínda que pode limitar o repertorio de dianas dos Affimers.

Produción[editar | editar a fonte]

As bibliotecas de phage display de 109 secuencias aleatorizadas[13] utilízanse para cribados para proteínas Affimer que mostran alta especificidade de unión a unha proteína diana con afinidades de unión no rango nM.[4][14][15] A capacidade de dirixir técnicas de cribado in vitro permite a identificación de afímeros específicos de alta afinidade. O cribado in vitro e o desenvolvemento tamén significan que o espazo diana para os afímeros non está limitado polo sistema inmunitario do animal. Os afímeros xéranse usando sistemas recombinantes, polo que a súa xeración é máis rápida e reproducible se a comparamos coa produción de anticorpos policlonais.[16]

Xeráronse Affimers multiméricos que renderon titulacións no rango de 200–400 mg/L en cultivos a pequena escala nos que se usaron sistemas hóspedes bacrerianos. As formas multiméricas dos afímeros coa mesma especificidade de diana proporcionan efectos de avidez na unión á diana.

Poden conxugarse cos afímeros moitas etiquetas e proteínas de fusión, como fluoróforos, ADN monocatenario, His e etiquetas c-Myc.[1][17][18][19][20][21] Poden introducirse na proteína residuos de cisteína específicos para que a química dos grupos tiol oriente uniformemente os Affimers nun soporte sólido, como pode ser unha placa de ELISA.[4][14][16][22][23] Esta funcionalización flexible da molécula afímera permite que funcione en múltiples aplicacións e formatos de ensaio.

Propiedades[editar | editar a fonte]

Os Affimers son proteínas recombinantes. Como se fabrican usando procesos de produción bacteriana recombinante, a consistencia entre distintos lotes dos Affimers é comparativamente mellor que a dos anticorpos policlonais, solucionando algúns dos problemas de reproducibilidade e seguridade de subministración.[1][2][16][24][25]

Esta especie de "anticorpos" sintéticos foron producidos por enxeñaría para que fosen estables, non tóxicos, bioloxicamente neutros e non contivesen modificacións postraducionais nin pontes disulfuro.[6][7][9] Dúas secuencias que forman bucles separadas, que comprenden un total de 12 a 36 aminoácidos, forman a superficie de interacción coa diana, de modo que as superficies de interacción poden oscilar desde 650 a 1000 Å. A gran superficie de interacción facilita a unión das proteínas diana.[4][6][9][14][16][17][26][27][28][29]

Aplicacións[editar | editar a fonte]

A tecnoloxía de Affimers foi comercializada e desenvolvida pola compañía Avacta, que está desenvolvendo estes reactivos de afinidade como ferramentas para o diagnóstico e como bioterapéuticos.

Reactivos e diagnósticos[editar | editar a fonte]

Os Affimers foron utilizados en diversas plataformas, como en ELISA,[1][16][30] resonancia plasmónica de superficie[31][30][32][33] ou purificación de afinidade.[1][30][34] Os Affimers que inhiben as interaccións proteína-proteína poden producirse para que teñan a potencialidade de expresar estes inhibidores en células de mamífero e modificar vías de sinalización celular como terapias celulares.[1][31][32][35][36]

Terapéutica[editar | editar a fonte]

O pequeno tamaño e perfil de estabilidade dos Affimers combinados coa súa orixe humana danlles propiedades similares ás dun fármaco. Isto pode representar unha vantaxe sobre os anticorpos en canto á súa penetración nos tecidos, por exemplo en tumores sólidos para o que Avacta está desenvolvendo os inhibidores PD-L1 como alternativas aos Opdivo e Yervoy,[37] aínda que isto require a modificación da súa vida media para impedir a súa rápida excreción polos riles.

Os Affimers poden conxugarse para formar multímeros para o deseño de terapéuticas. Exemplos son a produción de moléculas afímeras multiespecíficas para que se unan á albumina para así incrementar a súa vida media in vivo e para usalas como residuos diana en receptores quiméricos ou modificadas para que carrexen unha toxina en conxugados afímero-fármaco.[15][37][38]

Os Affimers como substancias terapéuticas están investigándose e en desenvolvemento preclínico para tratar o cancro, tanto por medio de terapia de células CAR-T coma por medio de inhibidores dos puntos de control inmunitarios.[37][39][40][41] Os estudos iniciais utilizando mostras humanas ex vivo indicaron unha baixa inmunoxenicidade asociada co andamio do Affimer, a niveis comparables cos da terapéutica con anticorpos comercializada.[42] Ademais, os estudos preclínicos iniciais mostraron unha boa eficacia e tolerabilidade dos Affimers inmunooncolóxicos anti-PDL1 en ratos. Prevese que a solicitude do permiso IND (Investigational New Drug) nos Estados Unidos para a primeira terapéutica con Affimers ocorrerá en 2023.[15]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Tiede C, Bedford R, Heseltine SJ, Smith G, Wijetunga I, Ross R, et al. (xuño de 2017). "Affimer proteins are versatile and renewable affinity reagents". eLife 6. PMC 5487212. PMID 28654419. doi:10.7554/elife.24903. 
  2. ↑ 2,0 2,1 Klont F, Hadderingh M, Horvatovich P, Ten Hacken NH, Bischoff R (agosto de 2018). "Affimers as an Alternative to Antibodies in an Affinity LC-MS Assay for Quantification of the Soluble Receptor of Advanced Glycation End-Products (sRAGE) in Human Serum". Journal of Proteome Research 17 (8): 2892–2899. PMC 6079930. PMID 30005571. doi:10.1021/acs.jproteome.8b00414. 
  3. ↑ "Antibody Alternatives". The Scientist Magazine®. Consultado o 2018-10-18. 
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 Sharma R, Deacon SE, Nowak D, George SE, Szymonik MP, Tang AA, Tomlinson DC, Davies AG, McPherson MJ, Wälti C (xuño de 2016). "Label-free electrochemical impedance biosensor to detect human interleukin-8 in serum with sub-pg/ml sensitivity". Biosensors & Bioelectronics 80: 607–613. PMC 4785862. PMID 26897263. doi:10.1016/j.bios.2016.02.028. 
  5. ↑ Rawlings AE, Bramble JP, Tang AA, Somner LA, Monnington AE, Cooke DJ, McPherson MJ, Tomlinson DC, Staniland SS (outubro de 2015). "Phage display selected magnetite interacting Adhirons for shape controlled nanoparticle synthesis". Chemical Science 6 (10): 5586–5594. PMC 5949846. PMID 29861896. doi:10.1039/C5SC01472G. 
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 Woodman R, Yeh JT, Laurenson S, Ko Ferrigno P (outubro de 2005). "Design and validation of a neutral protein scaffold for the presentation of peptide aptamers". Journal of Molecular Biology 352 (5): 1118–33. PMID 16139842. doi:10.1016/j.jmb.2005.08.001. 
  7. ↑ 7,0 7,1 Hoffmann T, Stadler LK, Busby M, Song Q, Buxton AT, Wagner SD, Davis JJ, Ko Ferrigno P (maio de 2010). "Structure-function studies of an engineered scaffold protein derived from stefin A. I: Development of the SQM variant". Protein Engineering, Design & Selection 23 (5): 403–13. PMC 2851446. PMID 20179045. doi:10.1093/protein/gzq012. 
  8. ↑ Stadler LK, Hoffmann T, Tomlinson DC, Song Q, Lee T, Busby M, Nyathi Y, Gendra E, Tiede C, Flanagan K, Cockell SJ, Wipat A, Harwood C, Wagner SD, Knowles MA, Davis JJ, Keegan N, Ferrigno PK (setembro de 2011). "Structure-function studies of an engineered scaffold protein derived from Stefin A. II: Development and applications of the SQT variant". Protein Engineering, Design & Selection 24 (9): 751–63. PMID 21616931. doi:10.1093/protein/gzr019. 
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 Tiede C, Tang AA, Deacon SE, Mandal U, Nettleship JE, Owen RL, George SE, Harrison DJ, Owens RJ, Tomlinson DC, McPherson MJ (maio de 2014). "Adhiron: a stable and versatile peptide display scaffold for molecular recognition applications". Protein Engineering, Design & Selection 27 (5): 145–55. PMC 4000234. PMID 24668773. doi:10.1093/protein/gzu007. 
  10. ↑ Turk V, Stoka V, Turk D (maio de 2008). "Cystatins: biochemical and structural properties, and medical relevance". Frontiers in Bioscience 13 (13): 5406–20. PMID 18508595. doi:10.2741/3089. 
  11. ↑ Kondo H, Abe K, Emori Y, Arai S (xaneiro de 1991). "Gene organization of oryzacystatin-II, a new cystatin superfamily member of plant origin, is closely related to that of oryzacystatin-I but different from those of animal cystatins". FEBS Letters 278 (1): 87–90. PMID 1993479. doi:10.1016/0014-5793(91)80090-p. 
  12. ↑ Turk V, Bode W (xullo de 1991). "The cystatins: protein inhibitors of cysteine proteinases". FEBS Letters 285 (2): 213–9. PMID 1855589. doi:10.1016/0014-5793(91)80804-C. 
  13. ↑ Arrata I, Barnard A, Tomlinson DC, Wilson AJ (marzo de 2017). "Interfacing native and non-native peptides: using Affimers to recognise α-helix mimicking foldamers" (PDF). Chemical Communications 53 (19): 2834–2837. PMID 28217789. doi:10.1039/c6cc09395g. 
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 Zhurauski P, Arya SK, Jolly P, Tiede C, Tomlinson DC, Ko Ferrigno P, Estrela P (xuño de 2018). "Sensitive and selective Affimer-functionalised interdigitated electrode-based capacitive biosensor for Her4 protein tumour biomarker detection" (PDF). Biosensors & Bioelectronics 108: 1–8. PMID 29482002. doi:10.1016/j.bios.2018.02.041. 
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 Basran, Amrik; Stanley, Emma (2018-07-01). "Abstract 3776: Generation and formatting of an Affimer® biotherapeutic for the inhibition of the PD-L1/PD-1 pathway: Proof of concept in mouse". Cancer Research 78 (13 Supplement): 3776. ISSN 0008-5472. doi:10.1158/1538-7445.AM2018-3776. 
  16. ↑ 16,0 16,1 16,2 16,3 16,4 Xie C, Tiede C, Zhang X, Wang C, Li Z, Xu X, McPherson MJ, Tomlinson DC, Xu W (agosto de 2017). "Development of an Affimer-antibody combined immunological diagnosis kit for glypican-3". Scientific Reports 7 (1): 9608. Bibcode:2017NatSR...7.9608X. PMC 5575301. PMID 28852111. doi:10.1038/s41598-017-10083-w. 
  17. ↑ 17,0 17,1 Schlichthaerle T, Eklund AS, Schueder F, Strauss MT, Tiede C, Curd A, Ries J, Peckham M, Tomlinson DC, Jungmann R (agosto de 2018). "Site-Specific Labeling of Affimers for DNA-PAINT Microscopy" (PDF). Angewandte Chemie 57 (34): 11060–11063. PMID 29873161. doi:10.1002/anie.201804020. 
  18. ↑ Bedford R, Tiede C, Hughes R, Curd A, McPherson MJ, Peckham M, Tomlinson DC (agosto de 2017). "Alternative reagents to antibodies in imaging applications". Biophysical Reviews 9 (4): 299–308. PMC 5578921. PMID 28752365. doi:10.1007/s12551-017-0278-2. 
  19. ↑ Lopata A, Hughes R, Tiede C, Heissler SM, Sellers JR, Knight PJ, Tomlinson D, Peckham M (abril de 2018). "Affimer proteins for F-actin: novel affinity reagents that label F-actin in live and fixed cells". Scientific Reports 8 (1): 6572. Bibcode:2018NatSR...8.6572L. PMC 5920084. PMID 29700342. doi:10.1038/s41598-018-24953-4. 
  20. ↑ Wang W, Guo Y, Tiede C, Chen S, Kopytynski M, Kong Y, Kulak A, Tomlinson D, Chen R, McPherson M, Zhou D (maio de 2017). "Ultraefficient Cap-Exchange Protocol To Compact Biofunctional Quantum Dots for Sensitive Ratiometric Biosensing and Cell Imaging". ACS Applied Materials & Interfaces 9 (18): 15232–15244. PMC 5432960. PMID 28421739. doi:10.1021/acsami.6b13807. 
  21. ↑ Fisher MJ, Williamson DJ, Burslem GM, Plante JP, Manfield IW, Tiede C, Ault JR, Stockley PG, Plein S, Maqbool A, Tomlinson DC, Foster R, Warriner SL, Bon RS (decembro de 2015). "Trivalent Gd-DOTA reagents for modification of proteins". RSC Advances 5 (116): 96194–96200. Bibcode:2015RSCAd...596194F. PMC 4786947. PMID 27019702. doi:10.1039/c5ra20359g. 
  22. ↑ Weckman NE, McRae C, Ko Ferrigno P, Seshia AA (outubro de 2016). "Comparison of the specificity and affinity of surface immobilised Affimer binders using the quartz crystal microbalance". The Analyst 141 (22): 6278–6286. Bibcode:2016Ana...141.6278W. PMID 27704086. doi:10.1039/c6an01602b. 
  23. ↑ Koutsoumpeli E, Tiede C, Murray J, Tang A, Bon RS, Tomlinson DC, Johnson S (marzo de 2017). "Antibody Mimetics for the Detection of Small Organic Compounds Using a Quartz Crystal Microbalance". Analytical Chemistry 89 (5): 3051–3058. PMID 28192970. doi:10.1021/acs.analchem.6b04790. 
  24. ↑ "Anti-idiotypic binders for Trastuzumab validated in regulatory bioanalysis assay in collaboration with Covance". Avacta. Arquivado dende o orixinal o 19 de outubro de 2018. Consultado o 2018-10-19. 
  25. ↑ "Development and validation of anti-idiotypic Affmers to trastuzumab in a pharmacokinetic assay | Avacta". www.avacta.com. Arquivado dende o orixinal o 19 de outubro de 2018. Consultado o 2018-10-19. 
  26. ↑ Davis JJ, Tkac J, Laurenson S, Ko Ferrigno P (febreiro de 2007). "Peptide aptamers in label-free protein detection: 1. Characterization of the immobilized scaffold". Analytical Chemistry 79 (3): 1089–96. PMID 17263340. doi:10.1021/ac061863z. 
  27. ↑ Davis JJ, Tkac J, Humphreys R, Buxton AT, Lee TA, Ko Ferrigno P (maio de 2009). "Peptide aptamers in label-free protein detection: 2. Chemical optimization and detection of distinct protein isoforms". Analytical Chemistry 81 (9): 3314–20. PMID 19320493. doi:10.1021/ac802513n. 
  28. ↑ "Affimer binders improve diagnostic assay performance for C.difficile detection". Avacta. Arquivado dende o orixinal o 19 de outubro de 2018. Consultado o 2018-10-19. 
  29. ↑ "Development and characterisation of Affimer binders to 4 leading therapeutic antibodies | Avacta". www.avacta.com. Arquivado dende o orixinal o 19 de outubro de 2018. Consultado o 2018-10-19. 
  30. ↑ 30,0 30,1 30,2 "Avacta Scientist Dr Geoff Platt presents Affimer data in webinar | Avacta". www.avacta.com (en inglés). Arquivado dende o orixinal o 22 de outubro de 2018. Consultado o 2018-10-22. 
  31. ↑ 31,0 31,1 Robinson JI, Baxter EW, Owen RL, Thomsen M, Tomlinson DC, Waterhouse MP, Win SJ, Nettleship JE, Tiede C, Foster RJ, Owens RJ, Fishwick CW, Harris SA, Goldman A, McPherson MJ, Morgan AW (xaneiro de 2018). "Affimer proteins inhibit immune complex binding to FcγRIIIa with high specificity through competitive and allosteric modes of action". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 115 (1): E72–E81. PMC 5776790. PMID 29247053. doi:10.1073/pnas.1707856115. 
  32. ↑ 32,0 32,1 Michel MA, Swatek KN, Hospenthal MK, Komander D (outubro de 2017). "Ubiquitin Linkage-Specific Affimers Reveal Insights into K6-Linked Ubiquitin Signaling". Molecular Cell 68 (1): 233–246.e5. PMC 5640506. PMID 28943312. doi:10.1016/j.molcel.2017.08.020. 
  33. ↑ Johnson A, Song Q, Ko Ferrigno P, Bueno PR, Davis JJ (agosto de 2012). "Sensitive affimer and antibody based impedimetric label-free assays for C-reactive protein". Analytical Chemistry (en inglés) 84 (15): 6553–60. PMID 22789061. doi:10.1021/ac300835b. 
  34. ↑ "Affimer® reagents facilitate affinity chromatography purification". www.drugtargetreview.com. Arquivado dende o orixinal o 22 de outubro de 2018. Consultado o 2018-10-22. 
  35. ↑ Kyle HF, Wickson KF, Stott J, Burslem GM, Breeze AL, Tiede C, Tomlinson DC, Warriner SL, Nelson A, Wilson AJ, Edwards TA (outubro de 2015). "Exploration of the HIF-1α/p300 interface using peptide and Adhiron phage display technologies". Molecular BioSystems 11 (10): 2738–49. PMID 26135796. doi:10.1039/c5mb00284b. 
  36. ↑ Heidelberger JB, Voigt A, Borisova ME, Petrosino G, Ruf S, Wagner SA, Beli P (abril de 2018). "Proteomic profiling of VCP substrates links VCP to K6-linked ubiquitylation and c-Myc function". EMBO Reports 19 (4): e44754. PMC 5891417. PMID 29467282. doi:10.15252/embr.201744754. 
  37. ↑ 37,0 37,1 37,2 "Interview with Amrik Basran at Avacta Life Sciences". Drug Target Review. Arquivado dende o orixinal o 03 de xullo de 2022. Consultado o 03 de xullo de 2022. 
  38. ↑ "TMAC Affimer Drug Conjugates". Avacta. Arquivado dende o orixinal o 2018-10-22. Consultado o 2018-10-22. 
  39. ↑ Mulligan, Tom. "Avacta and Memorial Sloan Kettering Cancer Center in cell therapy research collaboration" (en inglés). Arquivado dende o orixinal o 03 de xullo de 2022. Consultado o 2018-10-22. 
  40. ↑ "Pipeline | Avacta". www.avacta.com (en inglés). Consultado o 2018-10-22. 
  41. ↑ King R, Tiede C, Simmons K, Fishwick C, Tomlinson D, Ajjan R (febreiro de 2015). "Inhibition of complement C3 and fibrinogen interaction: a potential novel therapeutic target to reduce cardiovascular disease in diabetes". Lancet. 385 Suppl 1: S57. PMID 26312879. doi:10.1016/s0140-6736(15)60372-5. 
  42. ↑ "Affimer Technology: Results of PBMC Immunogenicity Testing". Avacta. Arquivado dende o orixinal o 22 de outubro de 2018. Consultado o 2018-10-22. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]

Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Afímero&oldid=6500445»