Благодаря сочетанию естественного иммунного отбора и целевой инженерии белков исследователи A * STAR создали антитело, которое эффективно блокирует связанный с заболеванием воспалительный путь как в клетках человека, так и в экспериментальных моделях мышей.
Сигнальный белок интерлейкин-1β (IL-1β) помогает организовать быструю иммунную контратаку в случае инфекции или травмы. Однако избыточная активность IL-1β может привести к повреждению воспаления, способствуя развитию болезненных состояний от подагры и диабета до различных аутоиммунных заболеваний. Ингибиторы IL-1β являются активной областью открытия лекарств, и Ченг-И Ван и его коллеги из Сингапурской иммунологической сети недавно решили создать антитело, специфичное к IL-1β, которое может оказаться полезным для борьбы с воспалительными заболеваниями.
Иммунная система млекопитающих эволюционировала, чтобы генерировать антитела, которые могут связываться с чужеродными молекулами с поразительной аффинностью и специфичностью: ученые упростили это, разработав экспериментальные методы, которые предлагают более простые способы получения таких антител. Ван и его коллеги применили такой подход, используя белковую инженерию для получения многообещающего антитела, которое, как оказалось, способно связывать и ингибировать как человеческий, так и мышиный IL-1β.
Исследователи сосредоточились на небольшом количестве аминокислот в антителе, которые, вероятно, способствовали связыванию, и создали библиотеку вариантов антител со случайными заменами на этих сайтах. Путем скрининга этой библиотеки Ван и его коллеги получили антитела с значительно улучшенными характеристиками по сравнению с исходной молекулой. "Мы были удивлены, увидев степень улучшения," он говорит. "Мы получили клоны, которые показали сродство в 20-50 раз лучше."
Лучший из этих вариантов антител, P2D7, оказался в 11 раз более эффективным в ингибировании IL-1β, чем канакинумаб, коммерчески доступный противовоспалительный препарат. Канакинумаб и P2D7 связывают один и тот же белок, но распознают разные мишени на этой молекуле. Кроме того, P2D7 связывается с версиями белка IL-1β мыши и обезьяны с высоким сродством, тогда как канакинумаб не связывается. "Это позволит нам использовать это антитело в различных моделях заболеваний in vivo," говорит Ван. В качестве доказательства концепции исследователи использовали модели мышей, чтобы показать, что P2D7 может противодействовать симптомам артрита (см. Изображение) и перитонита или даже увеличивать выживаемость животных, которым вводили клетки миеломы человека.
Это демонстрирует очевидную ценность P2D7 как инструмента исследования, но команда Ванга также изучает клинический потенциал этого антитела. "Вместе с фармацевтической компанией мы планируем изучить возможности применения P2D7 в менее изученных областях заболеваний, в которых IL-1β также может играть роль," он говорит.