ちょっと、そこ！ ADC (抗体 - 薬物複合体) 用のペプチド リンカーのサプライヤーとして、私は最近、ADC のペイロードの放出速度を制御するペプチド リンカーを設計する方法について多くの質問を受けています。そこで、このトピックについていくつかの洞察を共有したいと思いました。
まず、ADC とは何かを簡単に理解しましょう。 ADC は基本的に、モノクローナル抗体の特異性と小分子薬の細胞毒性を組み合わせた一種の標的療法です。ここではペプチドリンカーが重要な役割を果たします。これは抗体とペイロード (細胞傷害性薬剤) を接続しており、その設計はペイロードが標的細胞内でいつどのように放出されるかに大きく影響します。
ペイロードの解放率に影響を与える要因
劈開性
最も重要な要素の 1 つは、ペプチド リンカーの切断可能性です。私たちは、リンカーが血流中を循環している間は無傷のままであるが、標的細胞に到達すると分解されるようにしたいと考えています。切断可能なリンカーには、酵素切断可能なリンカーと pH 切断可能なリンカーの 2 つの主なタイプがあります。
酵素 - 切断可能なリンカーは、腫瘍細胞で高度に発現している特定の酵素によって認識され、切断されるように設計されています。たとえば、カテプシン B は、多くのがん細胞で過剰発現されることが多い酵素です。 Val - Cit などのペプチド配列は、カテプシン B によって切断される可能性があるため、リンカーで一般的に使用されます。ADC が標的細胞に入り、リソソームに取り込まれると、カテプシン B が Val - Cit 結合を切断し、ペイロードを解放します。私たちのFmoc - ヴァル - シット - PAB - OHは、酵素切断可能なリンカーの好例です。これには Val - Cit シーケンスが含まれており、ADC 設計に簡単に組み込むことができます。
一方、pH で切断可能なリンカーは、エンドソームまたはリソソームの酸性環境で分解されます。これは、これらのリンカーの化学結合が低い pH に敏感であるためです。たとえば、一部のヒドラゾンベースのリンカーは生理的 pH (約 7.4) では安定ですが、細胞のコンパートメント内で見られる低い pH (約 5 ～ 6) では加水分解します。
疎水性
ペプチドリンカーの疎水性も放出速度に影響します。より疎水性の高いリンカーは、血流中での ADC の溶解性に影響を与える可能性があります。リンカーが疎水性すぎる場合、ADC が凝集する可能性があり、ターゲットに到達する前に体から排出される可能性があります。一方、非常に親水性の高いリンカーは、ペイロードの放出が循環の中で早すぎる可能性があります。バランスを見つける必要があります。
異なるアミノ酸を選択することでリンカーの疎水性を変更できます。ロイシンやイソロイシンなどのアミノ酸は疎水性が高く、セリンやスレオニンは親水性が高くなります。これらのアミノ酸を慎重に選択して配置することで、リンカーの疎水性を微調整することができます。
リンカーの長さ
ペプチドリンカーの長さも重要です。リンカーが短いと、ペイロードと抗体の移動が制限される可能性があり、ADC の標的抗原への結合に影響を与える可能性があります。ただし、リンカーが長いほど柔軟性は高まりますが、非特異的な切断やペイロードの早期放出が発生する可能性も高くなります。
一般に、アミノ酸数 3 ～ 10 のリンカーがよく使用されます。ただし、最適な長さは、特定の抗体、ペイロード、および標的抗原によって異なります。特定の種類のがん細胞を標的とする一部の ADC では、5 ～ 7 個のアミノ酸を含むリンカーが、循環中の安定性と標的での効率的なペイロード放出の両方の点で最適に機能することがわかりました。
設計戦略
合理的な設計
合理的な設計には、標的細胞の生物学、抗体とペイロードの特性、およびさまざまなペプチド配列の特性に関する知識の利用が含まれます。私たちは、標的細胞に特有の酵素や pH 条件を特定することから始めます。次に、リンカーに適切な切断可能なモチーフを選択します。
たとえば、特定の腫瘍が特定のプロテアーゼを過剰発現していることがわかっている場合、そのプロテアーゼによって認識される配列を持つリンカーを設計できます。また、ADC の溶解性と結合要件に基づいて、リンカーの疎水性と長さも考慮します。
ハイスループットスクリーニング
別のアプローチはハイスループットスクリーニングです。さまざまなペプチドリンカーの大規模なライブラリを合成し、それらを in vitro および in vivo でテストできます。これにより、ペイロードの放出速度、安定性、有効性の点で最高のパフォーマンスを発揮するリンカーを迅速に特定することができます。
ファージディスプレイやペプチドマイクロアレイなどの技術を使用して、一度に数千のリンカーをスクリーニングできます。結果を分析することで、特定の ADC アプリケーションに最適なリンカー設計を見つけることができます。
当社のリンカーの例
ADC 用の人気のあるペプチド リンカーのいくつかを見てみましょう。私たちのシット - ヴァル - シット - PABC - マザー強力なリンカー - ペイロード結合です。 Val - Cit 配列により酵素切断可能になり、アセチレン基を抗体への結合に使用できます。このリンカーとペイロードの組み合わせは、さまざまな種類のがんを標的とする前臨床研究で大きな可能性を示しています。
もう一つは、MC - ヴァル - シット - PAB - PNP。 Val - Cit モチーフが含まれており、ペイロードを効率的に放出できるように設計されています。 MC グループは抗体への安定した接続を提供し、PAB スペーサーはペイロードの適切な放出を助けます。
結論
ADC 内のペイロードの放出速度を制御するペプチド リンカーを設計することは、複雑ですがやりがいのあるプロセスです。切断性、疎水性、リンカーの長さなどの要素を考慮し、合理的な設計やハイスループットスクリーニングなどの戦略を使用することで、ADC のパフォーマンスを最適化するリンカーを作成できます。
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参考文献
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