Исследования растений in vitro и in vivo

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 14146 (2023) Цитировать эту статью

59 доступов

Подробности о метриках

Ингибиторы иммунных контрольных точек представляют собой хорошо известный класс иммунотерапевтических препаратов, которые используются для эффективного лечения некоторых видов рака. Атезолизумаб (Тецентрик) был первым антителом, воздействующим на иммунную контрольную точку PD-L1, и в настоящее время является одним из наиболее часто используемых противораковых методов лечения. Однако это антитело против PD-L1 производится в клетках млекопитающих с высокими производственными затратами, что ограничивает доступ больных раком к лечению антителами. Система экспрессии растений — еще одна платформа, которую можно использовать, поскольку они могут синтезировать сложные гликопротеины, быстро масштабируются и относительно эффективны с точки зрения затрат. При этом атезолизумаб временно продуцировался у Nicotiana benthamiana и демонстрировал высокий уровень экспрессии в течение 4–6 дней после инфильтрации. После очистки с помощью аффинной хроматографии очищенный атезолизумаб растительного происхождения сравнивали с Тецентриком и выявили отсутствие гликозилирования. Кроме того, произведенный на заводе Атезолизумаб может связываться с PD-L1 с сходством, сравнимым с Тецентриком в ИФА. Также было обнаружено, что ингибирующая рост опухоли активность атезолизумаба растительного происхождения у мышей аналогична активности Тецентрика. Эти результаты подтверждают способность завода служить эффективной производственной платформой для иммунотерапевтических антител и позволяют предположить, что его можно использовать для снижения стоимости существующих противораковых продуктов.

Рак – это заболевание, которое возникает, когда опухолевые клетки бесконтрольно растут и распространяются на другие части тела. С тех пор оно стало одной из основных причин смертности людей, оказывая наибольшее влияние на развивающиеся страны1,2. Рак лечат различными методами, включая хирургическое вмешательство, химиотерапию, лучевую терапию и иммунотерапию3. Иммунотерапевтические методы лечения помогают иммунной системе бороться с раком. Ингибиторы иммунных контрольных точек (ИКИ), терапия с использованием адоптивного переноса клеток и противораковые вакцины относятся к числу основных методов иммунотерапии, используемых для лечения рака4.

ICI представляют собой моноклональные антитела (mAb), которые нацелены и блокируют ингибирующие иммунные контрольные точки, такие как, помимо прочего, PD-1, PD-L1 и CTLA-45,6,7. Например, связывание PD-1 с Т-клетками и PD-L1 с раковыми клетками ингибирует уничтожение раковых клеток Т-клетками. Когда связывание PD-1/PD-L1 блокируется с помощью ICI, Т-клетки могут убивать раковые клетки, используя собственные иммунные клетки организма для атаки опухолевых клеток4. ИКН в отдельности или в сочетании с другими вариантами лечения рака достигли значительного успеха в качестве стандартного лечения при нескольких показаниях к лечению рака8,9,10,11. На сегодняшний день FDA одобрило семь коммерческих ИКИ12. Однако из-за растущей стоимости этих методов лечения рака доступ пациентов к ним ограничен13,14.

Рекомбинантные белки для использования человеком непомерно дороги из-за высокой стоимости производства. По сравнению с другими производственными платформами, растительная платформа имеет множество преимуществ, включая более быстрое производство в случае временной экспрессии15, масштабируемость16, более низкие затраты на производство, чем на клетках млекопитающих17,18, и меньший риск заражения патогенами человека19. Растения также способны к посттрансляционным модификациям, которые необходимы для сложных белков, таких как mAbs20. Предыдущие исследования продемонстрировали возможности растительной платформы в производстве рекомбинантных моноклональных антител против Эболы21, бешенства22 и применения в онкологии23,24,25.

В этом исследовании растительную платформу использовали для получения моноклонального антитела против PD-L1 и определения его активности. Очищенный атезолизумаб растительного происхождения охарактеризовали с помощью SDS-PAGE и вестерн-блоттинга, а его активность сравнивали с коммерческим mAb против PD-L1 (Tecentriq). Результаты показали, что Атезолизумаб растительного происхождения был немного больше по размеру, чем Тецентрик. С точки зрения функционального анализа, атезолизумаб растительного происхождения продемонстрировал аналогичные результаты по связыванию с huPD-L1 in vitro и уменьшению массы и объема опухоли у мышей in vivo. Наши данные подтверждают, что растительная система может производить биологически активные белки с функциями, аналогичными функциям других хорошо зарекомендовавших себя платформ. Что еще более важно, эта платформа потенциально может снизить сопутствующие затраты на начальном этапе производства лекарств, тем самым увеличивая доступ пациентов к биологическому лечению.