stringtranslate.com

Monocuerpo

El décimo dominio de fibronectina tipo III (humano, PDB : 1TTG )
Dominio variable de la cadena ligera lambda de un anticuerpo (humano, PDB : 2RHE )

Los monocuerpos son proteínas de unión sintéticas construidas utilizando un dominio de tipo III de fibronectina (FN3) como andamiaje molecular. Específicamente, esta clase de proteínas de unión se construyen sobre una biblioteca diversificada del décimo dominio FN3 de la fibronectina humana. Los monocuerpos son una alternativa simple y robusta a los anticuerpos para crear proteínas de unión a dianas. El término híbrido monocuerpo fue acuñado en 1998 por el grupo Koide, que publicó el primer artículo que demostraba el concepto de monocuerpo utilizando el décimo dominio FN3 de la fibronectina humana. [1]

Los monocuerpos se generan a partir de bibliotecas combinatorias en las que se diversifican porciones del andamiaje FN3 utilizando visualización molecular y tecnologías de evolución dirigida, como visualización de fagos , visualización de ARNm y visualización de superficie de levadura. [2] [3] Se ha informado de una gran cantidad de monocuerpos que tienen alta afinidad y alta especificidad para sus respectivos objetivos. [4] [5] [6] [7] [8]

Los monocuerpos pertenecen a la clase de moléculas llamadas colectivamente imitadores de anticuerpos (o miméticos de anticuerpos ) y andamiajes alternativos que tienen como objetivo superar las deficiencias de las moléculas de anticuerpos naturales. Una ventaja importante de los monocuerpos sobre los anticuerpos convencionales es que los monocuerpos pueden usarse fácilmente como inhibidores intracelulares codificados genéticamente, es decir, puede expresar un inhibidor de monocuerpo en una célula de elección simplemente transfectando la célula con un vector de expresión de monocuerpo. [9] [10] Esto se debe a las características del andamiaje FN3 subyacente: pequeño (~90 residuos), estable, fácil de producir y su falta de enlaces disulfuro que hace posible producir monocuerpos funcionales independientemente del potencial redox del entorno celular, incluido el entorno reductor del citoplasma y el núcleo. [11] Por el contrario, la mayoría de los anticuerpos y fragmentos de anticuerpos dependen de la formación de enlaces disulfuro y deben producirse en un entorno oxidante.

La tecnología monocuerpo ha sido adoptada en la industria biotecnológica, más notablemente por Adnexus, una empresa de biotecnología que ha sido parte de Bristol-Myers Squibb desde 2007 bajo el nombre de Adnectins (originalmente como Trinectins por su predecesor, Phylos [12] ). Un ejemplo es pegdinetanib (Angiocept), un antagonista del receptor 2 del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGFR-2), que ha entrado en ensayos clínicos de fase II que investigan el tratamiento del glioblastoma en octubre de 2007. [13] [14]

Estructura

El andamiaje nativo FN3 consta de 94 aminoácidos y tiene una masa molecular de unos 10 kDa , quince veces más pequeña que un anticuerpo de tipo IgG y comparable al tamaño de un único dominio variable de un anticuerpo. Se basan en la estructura de la fibronectina humana , más concretamente en su décimo dominio extracelular de tipo III . Este dominio tiene una estructura similar a los dominios variables de los anticuerpos, con siete láminas beta que forman un sándwich beta y tres bucles expuestos a cada lado correspondientes a las tres regiones determinantes de la complementariedad . [15] [16] [17] Los monocuerpos carecen de sitios de unión para los iones metálicos y del enlace disulfuro central .

Diseños de bibliotecas monocuerpo

Los monocuerpos con alta afinidad y especificidad para diferentes moléculas objetivo pueden generarse a partir de bibliotecas combinatorias en las que se diversifican porciones del andamiaje FN3. Hay dos diseños distintos de bibliotecas de monocuerpos que han tenido éxito. El primer tipo modifica algunos o todos los bucles BC (entre la segunda y tercera láminas beta), DE (entre la cuarta y quinta láminas beta) y FG (entre la sexta y séptima láminas). [18] [19] Este diseño crea posiciones diversificadas en una superficie convexa que es adecuada para dirigirse a superficies cóncavas como sitios activos de enzimas. El segundo tipo modifica posiciones en algunas o todas las hebras C, D, F y G (o las 3.ª, 4.ª, 6.ª y 7.ª) además de los bucles CD y FG. [20] Este diseño crea una superficie más plana, ligeramente cóncava, que es adecuada para dirigirse a superficies típicamente involucradas en interacciones proteína-proteína.

Véase también

Referencias

  1. ^ Koide A, Bailey CW, Huang X, Koide S (diciembre de 1998). "El dominio de tipo III de la fibronectina como andamiaje para nuevas proteínas de unión". J. Mol. Biol . 284 (4): 1141–51. doi : 10.1006/jmbi.1998.2238 . PMID  9837732.
  2. ^ Koide S, Koide A, Lipovšek D (2012). "Proteínas de unión a dianas basadas en el décimo dominio humano de fibronectina tipo III (10Fn3)". Ingeniería de proteínas para la terapéutica, parte B. Métodos en enzimología. Vol. 503. págs. 135–56. doi :10.1016/B978-0-12-396962-0.00006-9. ISBN 9780123969620. Número de identificación personal  22230568.
  3. ^ Koide A, Wojcik J, Gilbreth RN, Hoey RJ, Koide S (2012). "Enseñar nuevos trucos a un viejo andamio: monocuerpos construidos utilizando superficies alternativas del andamio FN3". J. Mol. Biol . 415 (2): 393–405. doi :10.1016/j.jmb.2011.12.019. PMC 3260337. PMID  22198408 . 
  4. ^ Wojcik J, Hantschel O, Grebien F, Kaupe I, Bennett KL, Barkinge J, Jones RB, Koide A, Superti-Furga G, Koide S (2010). "Un inhibidor monocuerpo FN3 potente y altamente específico del dominio Abl SH2". Nat. Struct. Mol. Biol . 17 (4): 519–27. doi :10.1038/nsmb.1793. PMC 2926940. PMID  20357770 . 
  5. ^ Gilbreth RN; Truong K; Madu I; et al. (mayo de 2011). "Inhibidores monocuerpo específicos de isoformas de pequeños modificadores relacionados con la ubiquitina diseñados mediante diseño de bibliotecas guiado por la estructura". Proc. Natl. Sci. USA . 108 (19): 7751–6. Bibcode :2011PNAS..108.7751G. doi : 10.1073/pnas.1102294108 . PMC 3093456 . PMID  21518904. 
  6. ^ Grebien F, Hantschel O, Wojcik J, Kaupe I, Kovacic B, Wyrzucki AM, Gish GD, Cerny-Reiterer S, Koide A, Beug H, Pawson T, Valent P, Koide S, Superti-Furga G (2011). "Apuntar a la interfaz SH2-quinasa en Bcr-Abl inhibe la leucemogénesis". Celúla . 147 (2): 306–19. doi : 10.1016/j.cell.2011.08.046. PMC 3202669 . PMID  22000011. 
  7. ^ Sha F, Gencer EB, Georgeon S, Koide A, Yasui N, Koide S, Hantschel O (2013). "Disección de la red de señalización BCR-ABL utilizando inhibidores monocuerpo altamente específicos para los dominios SH2 de SHP2". Proc. Natl. Sci. USA . 110 (37): 14924–9. Bibcode :2013PNAS..11014924S. doi : 10.1073/pnas.1303640110 . PMC 3773763 . PMID  23980151. 
  8. ^ Stockbridge RB, Koide A, Miller C, Koide S (2014). "Prueba de la arquitectura de topología dual de los canales F de Fluc con bloqueadores monocuerpo". Nat Commun . 5 : 5120. doi :10.1038/ncomms6120. PMC 4265568 . PMID  25290819. 
  9. ^ Grebien F, Hantschel O, Wojcik J, Kaupe I, Kovacic B, Wyrzucki AM, Gish GD, Cerny-Reiterer S, Koide A, Beug H, Pawson T, Valent P, Koide S, Superti-Furga G (2011). "Apuntar a la interfaz SH2-quinasa en Bcr-Abl inhibe la leucemogénesis". Celúla . 147 (2): 306–19. doi : 10.1016/j.cell.2011.08.046. PMC 3202669 . PMID  22000011. 
  10. ^ Sha F, Gencer EB, Georgeon S, Koide A, Yasui N, Koide S, Hantschel O (2013). "Disección de la red de señalización BCR-ABL utilizando inhibidores monocuerpo altamente específicos para los dominios SH2 de SHP2". Proc. Natl. Sci. USA . 110 (37): 14924–9. Bibcode :2013PNAS..11014924S. doi : 10.1073/pnas.1303640110 . PMC 3773763 . PMID  23980151. 
  11. ^ Baloch, Abdul Rasheed; Baloch, Abdul Wahid; Sutton, Brian J.; Zhang, Xiaoying (3 de marzo de 2016). "Miméticos de anticuerpos: agentes complementarios prometedores para los anticuerpos de origen animal". Critical Reviews in Biotechnology . 36 (2): 268–275. doi :10.3109/07388551.2014.958431. ISSN  0738-8551. PMID  25264572. S2CID  367423.
  12. ^ Xu L, Aha P, Gu K, Kuimelis RG, Kurz M, Lam T, Lim AC, Liu H, Lohse PA, Sun L, Weng S, Wagner RW, Lipovsek D (2002). "Evolución dirigida de imitadores de anticuerpos de alta afinidad utilizando visualización de ARNm". Chem. Biol . 9 (8): 933–42. doi : 10.1016/s1074-5521(02)00187-4 . PMID  12204693.
  13. ^ Número de ensayo clínico NCT00562419 para "CT-322 en el tratamiento de pacientes con glioblastoma multiforme recurrente y terapia combinada con irinotecán" en ClinicalTrials.gov
  14. ^ Bloom L, Calabro V (julio de 2009). "FN3: un nuevo andamiaje proteico llega a la clínica". Drug Discov. Today . 14 (19–20): 949–55. doi :10.1016/j.drudis.2009.06.007. PMID  19576999.
  15. ^ Koide A, Koide S (2007). "Monocuerpos: imitadores de anticuerpos basados ​​en el andamiaje del dominio de tipo III de la fibronectina". Protocolos de ingeniería de proteínas . Métodos Mol. Biol. Vol. 352. págs. 95–109. doi :10.1385/1-59745-187-8:95. ISBN. 978-1-59745-187-1. Número de identificación personal  17041261.
  16. ^ Wojcik J, Hantschel O, Grebien F, Kaupe I, Bennett KL, Barkinge J, Jones RB, Koide A, Superti-Furga G, Koide S (2010). "Un inhibidor monocuerpo FN3 potente y altamente específico del dominio Abl SH2". Nat. Struct. Mol. Biol . 17 (4): 519–27. doi :10.1038/nsmb.1793. PMC 2926940. PMID  20357770 . 
  17. ^ Gilbreth RN; Truong K; Madu I; et al. (mayo de 2011). "Inhibidores monocuerpo específicos de isoformas de pequeños modificadores relacionados con la ubiquitina diseñados mediante diseño de bibliotecas guiado por la estructura". Proc. Natl. Sci. USA . 108 (19): 7751–6. Bibcode :2011PNAS..108.7751G. doi : 10.1073/pnas.1102294108 . PMC 3093456 . PMID  21518904. 
  18. ^ Koide A, Bailey CW, Huang X, Koide S (diciembre de 1998). "El dominio de tipo III de la fibronectina como andamiaje para nuevas proteínas de unión". J. Mol. Biol . 284 (4): 1141–51. doi : 10.1006/jmbi.1998.2238 . PMID  9837732.
  19. ^ Wojcik J, Hantschel O, Grebien F, Kaupe I, Bennett KL, Barkinge J, Jones RB, Koide A, Superti-Furga G, Koide S (2010). "Un inhibidor monocuerpo FN3 potente y altamente específico del dominio Abl SH2". Nat. Struct. Mol. Biol . 17 (4): 519–27. doi :10.1038/nsmb.1793. PMC 2926940. PMID  20357770 . 
  20. ^ Koide A, Wojcik J, Gilbreth RN, Hoey RJ, Koide S (2012). "Enseñar nuevos trucos a un viejo andamio: monocuerpos construidos utilizando superficies alternativas del andamio FN3". J. Mol. Biol . 415 (2): 393–405. doi :10.1016/j.jmb.2011.12.019. PMC 3260337. PMID  22198408 .