การรวมความต้องการและความจำเพาะของโมโนโคลนอลแอนติบอดี (MAbs) แบบดั้งเดิมสามารถขยายขอบเขตการวางตัวเป็นกลางและความยืดหยุ่นต่อความหลากหลายของไวรัสโดยใช้แอนติบอดีที่มีความจำเพาะหลายกลุ่มและหลายความสัมพันธ์ (Multabody, MB) แพลตฟอร์มที่ได้มาจากโปรโตเมอร์ apoferritin ของมนุษย์ สล็อต
แพลตฟอร์ม MB ผนวกสัมพรรคภาพที่ดียิ่งขึ้นกับความจำเพาะหลายอย่าง กล่าวคือ การรวมตัวของชิ้นส่วนแอนติบอดีหลายชิ้นที่จดจำอีพิโทปที่แตกต่างกันสำหรับการจดจำแอนติเจนที่ยังคงไม่ถูกรบกวนจากการกลายพันธุ์ของไวรัสนอกจากนี้ พวกเขายังทดสอบว่าแพลตฟอร์ม MB ให้การป้องกันภายในร่างกายจากไวรัสกลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง 2 (SARS-CoV-2) สายพันธุ์ที่น่ากังวล (VOCs) และไวรัสโคโรนา (CoV) อื่น ๆ ในปริมาณที่ต่ำหรือไม่
ค็อกเทล REGEN-COV ได้รับอนุญาตจากองค์การอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (US-FDA) ในการรักษาโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID-19) อย่างไรก็ตาม หลังจากการเพิ่มขึ้นของ Omicron BA.1 องค์การอาหารและยาได้เพิกถอนการอนุญาตดังกล่าว
ด้วยการกำเนิดของตัวแปรย่อย Omicron, BQ.1.1 และ XBB.1 FDA เพิกถอนการอนุญาตของ mAbs ที่ทำให้ Omicron เป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึง bebtelovimab
เนื่องจากการรักษาด้วย mAb ที่ได้รับอนุญาตจาก FDA ส่วนใหญ่ค่อยๆ สูญเสียประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับสายพันธุ์ย่อยของ Omicron จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนทางการแพทย์ที่ยังไม่ได้รับการตอบสนองสำหรับการบำบัดด้วย mAb ที่แปลกใหม่และมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับ SARS-CoV-2 ด้วยศักยภาพที่เพิ่มขึ้นและฤทธิ์ในวงกว้าง แต่ได้ผลที่ปริมาณการรักษาที่ลดลง ( ส)นอกจากนี้ mAbs สำหรับ SARS-CoV-2 ควรมีจำหน่ายในราคาที่ถูกลงเพื่อตอบสนองความต้องการทั่วโลก ดังนั้น นักวิจัยจำเป็นต้องค้นหากลยุทธ์สำหรับทางเลือกอื่นในการบริหาร SARS-CoV-2 mAbs เช่น การให้สารเข้าใต้ผิวหนังหรือเข้ากล้าม เว็บสล็อต
ในเรื่องนี้ การนำวิธีการมาใช้ตามการเพิ่มวาเลนซีของแอนติบอดีสามารถช่วยเพิ่มสัมพรรคภาพในการจับ mAbs ดังนั้น อาจลดขนาดยารักษาโรคของมันลง ปรับปรุงความกว้างของการทำให้เป็นกลาง และทำให้การบริหารให้ผ่านเส้นทางอื่นได้
นักวิจัยได้ค้นพบกลยุทธ์ทางวิศวกรรมแอนติบอดีหลายวิธีเพื่อใช้ประโยชน์จากความอยากอาหารเพื่อเพิ่มการตอบสนองเชิงหน้าที่ของ mAbs ในการรักษา โปรดทราบว่าการทดลองทางคลินิกระยะที่ I/II กำลังทดสอบประสิทธิภาพของ GEN3009, INBRX-106 และ IGM-8444 ต่อเนื้องอกทางโลหิตวิทยาและก้อนแข็ง ดังนั้น จึงเน้นย้ำความเกี่ยวข้อง/ประโยชน์ทางคลินิกของแพลตฟอร์มที่คล้าย MB
จากหลักการเดียวกันนี้ นักวิจัยได้พัฒนาแพลตฟอร์ม MB เพื่อเพิ่มศักยภาพในการทำให้เป็นกลางของ SARS-CoV-2 ที่กำหนดเป้าหมาย mAbs อย่างไรก็ตาม พวกเขาใช้อะโพเฟอร์ริตินโปรโตเมอร์สายเบาของมนุษย์เพื่อขับเคลื่อนโอลิโกเมอไรเซชันของชิ้นส่วนแอนติบอดี
วัตถุประสงค์ของการศึกษาหลักคือการตรวจสอบว่ารูปแบบ MB เอาชนะความหลากหลายของไวรัสผ่านแอนติบอดีที่มีศักยภาพทั้งหมดที่ประกอบขึ้น
นักวิจัยพิจารณาศักยภาพโดยการทดสอบการทำให้เป็นกลางใน หลอดทดลองโดยใช้ pseudoviruses (PsV) หรือ SARS-CoV-2 หรือ sarbecoviruses ที่แท้จริง พวกเขาทดสอบว่าการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วใน การทำให้เป็นกลางของ SARS-CoV-2 ในหลอดทดลองโดย MB แปลเป็นการป้องกันในร่างกาย ที่สูงขึ้นในปริมาณที่ต่ำหรือไม่
พวกเขายังประเมินว่า MBs สามารถเพิ่มศักยภาพในการทำให้เป็นกลางต่อ VOCs ทั้งหมดได้หรือไม่ และขยายความกว้างของการทำให้เป็นกลางเพื่อให้ครอบคลุม CoVs อื่น ๆ รวมถึง sarbecoviruses
สำหรับ การประเมิน ภายในร่างกายกับ SARS-CoV-2 wild-type (WT) และ Alpha, Beta, Gamma, Delta และ Omicron BA.1 VOCs ทีมสร้างโมเลกุลโอลิโกเมอริกที่ประกอบขึ้นเองซึ่งมีความสามารถในการทำให้เป็นกลางที่มีศักยภาพสูงที่เรียกว่าไตรเฉพาะเจาะจง 298-52-80 MB ที่มีคุณสมบัติทางชีวเคมีคล้ายแอนติบอดี
มี Fabs ที่ได้มาจาก mAbs 3 ชนิดที่มีความแรงพอประมาณที่ระบุก่อนหน้านี้ ได้แก่ mAbs 298, 52 และ 80 ซึ่งเพิ่มศักยภาพในการทำให้เป็นกลางเกือบ 1,000 เท่าเมื่อเทียบกับค็อกเทลอิมมูโนโกลบูลิน G (IgG) ที่สอดคล้องกัน IgG4*คอกเทล IgG ที่สอดคล้องกันที่มีชิ้นส่วน IgG4, ที่ตกผลึกได้ (Fc) มีการกลายพันธุ์ห้าแบบ ได้แก่ S228P, F234A, L235A, G237A และ P238S เพื่อยกเลิกการจับกับ Fc-แกมมารีเซพเตอร์ (FcγRs)
นักวิจัยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่แข็ง (cryo-EM) เพื่อยืนยันการประกอบที่เหมาะสมของ MB นี้ นอกจากนี้ พวกเขาพิจารณารายละเอียดระดับโมเลกุลของอันตรกิริยาของ Fab กับโดเมนการจับรีเซพเตอร์ (RBD) โดยเอ็กซ์เรย์ผลึกศาสตร์และการจับแอนติบอดีโดยไบโอเลเยอร์ อินเตอร์เฟอโรเมทรี (BLI)
ผลลัพธ์298-52-80 MB ที่มีความเฉพาะเจาะจงไตรชนิดนั้นมีศักยภาพมากกว่าค็อกเทลแอนติบอดี IgG4* เกือบ 1,000 เท่า และแสดงค่าความเข้มข้นในการยับยั้งสูงสุดครึ่งหนึ่ง (IC 50 ) ที่ 0.0002 ไมโครกรัม/มล.
สอดคล้องกับรายงานก่อนหน้านี้ การแทนที่ชนิดย่อย Fc จาก IgG1 เป็น IgG4* ไม่ส่งผลต่อศักยภาพในการทำให้เป็นกลางของ IgG หรือ MB การวิเคราะห์ Cryo-EM ของ 298-52-80 MB ที่จำเพาะเจาะจงไตรรายการแสดงผลกระทบน้อยที่สุดสำหรับการหลอมรวมทางพันธุกรรมแบบสายเดี่ยว (sc)Fab และ scFc อย่างไรก็ตาม MB ที่สร้างขึ้นบนโครงสร้างการออกแบบแบบแยกส่วน apoferritin ได้นำการจัดการโครงสร้างที่ตั้งใจไว้มาใช้ ดังนั้นจึงเป็นการยืนยันว่า MB เป็นสารชีวภาพที่เหมือนกัน
ในร่างกาย MB แสดงศักยภาพในการทำให้เป็นกลางต่อความท้าทายของ SARS-CoV-2 ที่ร้ายแรงกว่าค็อกเทล IgG4* ที่ปริมาณโมลาร์น้อยกว่า IgG 430 เท่า
ที่ IC 50ของ 5 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร, ห้า mAbs, 52, 80, 2-36, 11-11 และ 10-40 แสดงความกว้างของการทำให้เป็นกลาง 100% หลังจากลดค่าคัตออฟ IC50 ลงเหลือ 0.01 ไมโครกรัม/มล. เพื่อให้ใกล้เคียงกับศักยภาพของ REGEN-COV มีเพียงสอง mAb คือ 11-11 และ 10-40 เท่านั้นที่แสดงกิจกรรมการทำให้เป็นกลางกับ VOC ของ SARS-CoV-2 สองรายการ
ในทางกลับกัน เนื่องจาก MBs, mAbs, 2-7, 80 และ 52 จำเพาะแบบโมโนมีความกว้างถึง 100% ที่ค่าคัตออฟ IC50 ที่ 0.01 ไมโครกรัม/มล. MBs ที่เหลือสูญเสียศักยภาพเมื่อเทียบกับ Omicron BA.1 แต่ยกเว้น 298 และ 2-38 ยังคงทำให้เป็นกลางด้วย IC50 <0.3 ไมโครกรัม/มล.
ความหนาแน่นของโปรตีนสไปค์ (S) บนพื้นผิวของไวเรียนอาจเอื้อต่อความอยากอาหารที่เพิ่มขึ้นของ MB ดังนั้น ในขณะที่ mAbs 80 และ 2-7 สูญเสียศักยภาพในการต่อต้าน VOCs ด้วยการกลายพันธุ์ใน RBD การกลายพันธุ์เหล่านั้นแทบจะไม่เปลี่ยนแปลงค่าสัมพรรคภาพในการจับที่เห็นได้ชัดและโปรไฟล์การทำให้เป็นกลางของโมเลกุลแอนติบอดีเหล่านี้เมื่อแสดงเป็น MBสำหรับไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่อง 1 (HIV-1) และไข้หวัดใหญ่ การวิจัยเป็นเวลาหลายปีช่วยให้ค้นพบวิธีการรักษาแอนติบอดีที่ เป็นกลางในวงกว้างที่มีศักยภาพ
ในทางตรงกันข้าม MB ที่มีความเฉพาะเจาะจง 3 ชนิดที่รวมเอาความจำเพาะ 2-7, 10-40 และ 11-11 แสดงให้เห็นศักยภาพในการทำให้เป็นกลางในหลอดทดลองใน VOCs ของ SARS-CoV-2 ทั้งหมด รวมถึง Omicron subvariants, BQ.1.1 และ XBB ที่เพิ่งเกิดขึ้น 1.ที่สำคัญกว่านั้น ยังขยายความกว้างของการวางตัวเป็นกลางไปยัง CoVs อื่นๆ ที่ศักยภาพในการทำให้เป็นกลางอยู่ในช่วงของการรักษาโรค SARS-CoV-2 ที่ได้รับอนุญาตจาก FDA
ศักยภาพของ MB ในการทนต่อความแปรปรวนของลำดับไวรัสอาจเป็นประโยชน์สำหรับระยะเวลาการค้นพบแอนติบอดี สามารถช่วยเพิ่มความทนทานของ mAbs ที่ระบุก่อนหน้านี้ด้วยความสามารถในการต่อต้าน SARS-CoV-2 VOCs ที่เกิดขึ้นใหม่โดยไม่เพิ่มปฏิกิริยาในตัวเอง
เนื่องจากขาดความจำเพาะหลายอย่าง 80 MB เฉพาะแบบโมโนจึงสูญเสียศักยภาพในการทำให้เป็นกลางเมื่อเทียบกับ Omicron BA.5 VOC ดังนั้น การรวมแอนติบอดีที่ดีที่สุดในระดับเดียวกันหลายตัวเข้ากับ MB ที่จำเพาะเจาะจงหลายรายการสามารถช่วย (อีกครั้ง) เพิ่มศักยภาพในการทำให้เป็นกลางที่ยืดหยุ่นมากขึ้นท่ามกลางวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วของ SARS-CoV-2
ยิ่งไปกว่านั้น การรวมความเฉพาะเจาะจงหลายๆ อย่างเข้าไว้ในโมเลกุลเดียวจะต้องทำให้มั่นใจได้ถึงการดูดซึมของส่วนประกอบทั้งหมดตลอดการบำบัด ซึ่งในอดีตจำกัดประสิทธิภาพของ mAb ค็อกเทล
รอยเท้าที่ใหญ่กว่าของ RBD ครอบคลุมโดย MB เฉพาะสามแบบเมื่อเปรียบเทียบกับ mAbs ทั่วไปให้ข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครสำหรับ MBs ในความยืดหยุ่นที่เหลืออยู่เมื่อเทียบกับ VOCs ในอนาคตเมื่อเทียบกับ mAbs เพียงอย่างเดียว
อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการตรวจสอบและคัดกรองตัวแปรที่เกิดขึ้นใหม่อย่างต่อเนื่องเพื่อยืนยันการคงอยู่ของการทำให้เป็นกลาง
ข้อสรุปโดยสรุป ข้อมูลการศึกษานำเสนอ "การพิสูจน์แนวคิด" ว่าแพลตฟอร์ม MB ควบคุมความกระตือรือร้นในการเพิ่มประสิทธิภาพในหลอดทดลองและในร่างกาย และความกว้างของการรักษาโดยใช้แอนติบอดีต่อ SARS-CoV-2 และไวรัสโคโรนาอื่น ๆการใช้การเพิ่มศักยภาพในการทำให้เป็นกลางตามความอยากนั้นยังช่วยอำนวยความสะดวกในการลดขนาดยาของการบำบัดด้วย mAb
การเพิ่มศักยภาพในการทำให้เป็นกลางในร่างกายนั้นเพียงพอที่จะให้การป้องกันจากความท้าทายที่ถึงตายได้แม้ว่าจะไม่มีฟังก์ชั่นเอฟเฟ็กเตอร์ก็ตาม ดังนั้น การศึกษาในอนาคตควรตรวจสอบว่าศักยภาพของ MB สามารถปรับปรุงเพิ่มเติมผ่านฟังก์ชันเอฟเฟกเตอร์ได้หรือไม่ ซึ่งทำได้โดยการรวมเอาไวด์ไทป์หรือ Fc ที่ออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อแนะนำการทำงานเฉพาะ
