Digitala Vetenskapliga Arkivet

Endre søk
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Comparative evaluation of dimeric and monomeric forms of ADAPT scaffold protein for targeting of HER2-expressing tumours
Uppsala Univ, Dept Immunol Genet & Pathol, SE-75185 Uppsala, Sweden..
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Proteinvetenskap, Proteinteknologi.
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Proteinvetenskap, Proteinteknologi.
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Proteinvetenskap, Proteinteknologi.ORCID-id: 0000-0002-4695-7858
Vise andre og tillknytning
2019 (engelsk)Inngår i: European journal of pharmaceutics and biopharmaceutics, ISSN 0939-6411, E-ISSN 1873-3441, Vol. 134, s. 37-48Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert) Published
Abstract [en]

ADAPTs are small engineered non-immunoglobulin scaffold proteins, which have demonstrated very promising features as vectors for radionuclide tumour targeting. Radionuclide imaging of human epidermal growth factor 2 (HER2) expression in vivo might be used for stratification of patients for HER2-targeting therapies. ADAPT6, which specifically binds to HER2, has earlier been shown to have very promising features for in vivo targeting of HER2 expressing tumours. In this study we tested the hypothesis that dimerization of ADAPT6 would increase the apparent affinity to HER2 and accordingly improve tumour targeting. To find an optimal molecular design of dimers, a series of ADAPT dimers with different linkers, -SSSG- (DiADAPT6L1), -(SSSG)(2)- (DiADAPT6L2), and -(SSSG)(3)- (DiADAPT6L3) was evaluated. Dimers in combination with optimal linker lengths demonstrated increased apparent affinity to HER2. The best variants, DiADAPT6L2 and DiADAPT6L3 were site-specifically labelled with In-111 and I-125, and compared with a monomeric ADAPT6 in mice bearing HER2-expressing tumours. Despite higher affinity, both dimers had lower tumour uptake and lower tumour-to-organ ratios compared to the monomer. We conclude that improved affinity of a dimeric form of ADAPT does not compensate the disadvantage of increased size. Therefore, increase of affinity should be obtained by affinity maturation and not by dimerization.

sted, utgiver, år, opplag, sider
ELSEVIER SCIENCE BV , 2019. Vol. 134, s. 37-48
Emneord [en]
ADAPT, HER2, Dimer, Radionuclide molecular imaging, Indium-111, Iodine-125
HSV kategori
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-243967DOI: 10.1016/j.ejpb.2018.11.004ISI: 000456225000004PubMedID: 30408518Scopus ID: 2-s2.0-85056893627OAI: oai:DiVA.org:kth-243967DiVA, id: diva2:1293006
Merknad

QC 20190301

Tilgjengelig fra: 2019-03-01 Laget: 2019-03-01 Sist oppdatert: 2020-05-12bibliografisk kontrollert
Inngår i avhandling
1. The ADAPT scaffold as a tool for diagnostic imaging and targeted therapy
Åpne denne publikasjonen i ny fane eller vindu >>The ADAPT scaffold as a tool for diagnostic imaging and targeted therapy
2020 (engelsk)Doktoravhandling, med artikler (Annet vitenskapelig)
Abstract [en]

Molecular recognition, or the specific interactions between a protein and its ligand, is central to biology and a key factor for many different clinical and technical applications. Despite antibodies being only one of many different affinity proteins, it has by far been the most successful. However, their large size and complex structure can be limiting in terms of cost and stability. Furthermore, their effector functions can sometimes be undesired or even detrimental. Over the past decades, many alternative affinity proteins have emerged to overcome some of these limitations.

The Albumin Binding Domain (ABD), originally present on the surface of certain bacterial cells, has previously been subjected to combinatorial protein engineering for the generation of ADAPTs (ABD Derived Affinity ProTeins) that bind to different targets. One of these, the ADAPT6, targets HER2 and has shown great promise as a tracer for radionuclide molecular imaging for diagnosis and stratification of HER2 positive patients. The work in this thesis has aimed to optimise the ADAPT6 tracer further and also describes the first-inhuman clinical trial for imaging of HER2-overexpressing breast cancer. The results establish that ADAPT6 is safe and well-tolerated by patients and able to detect primary tumours as well as metastases with very high contrast already 2 hours after injection. However, the high kidney uptake associated with its fast blood clearance prevents further use of ADAPT6 also in a therapeutic setting. By engineering the ADAPT6 to prolong its circulatory half-life and reduce the kidney uptake, this thesis has also aimed to explore the therapeutic potential of this molecule. As a first step towards this goal, the ADAPT6 was genetically fused to an ABD to allow for binding to a patient’s own serum albumin and hence avoid the same extent of renal filtration. Indeed, when evaluated in mice, fusion to ABD increased the retention in circulation by more than 200-fold and exhibited a dramatically decreased renal activity. Treatment of tumour-bearing mice with the ABD-fused ADAPT6 conjugated to a cytotoxic radionuclide significantly prolonged survival by more than two-fold and was not associated with any observable toxicity. Finally, this thesis also describes a novel combinatorial library from which several bispecific ADAPTs have been identified, binding to both albumin and other clinically relevant targets simultaneously. This miniature bispecific scaffold offers an opportunity to combine the benefits associated with small size such as good tissue extravasation and alternative administration routes while still maintaining a sufficient in vivo half-life.

Abstract [sv]

Molekylär igenkänning, eller de specifika interaktionerna mellan ett protein och dess ligand, är ett centralt koncept inom biologin och en nyckelfaktor för många olika kliniska och tekniska tillämpningar. Trots att antikroppar bara är ett av många olika affinitetsproteiner har det varit det tveklöst mest framgångsrika. De har dock vissa begränsningar som beror av deras storlek samt deras komplexa struktur. Dessutom kan deras effektorfunktioner ibland vara oönskade eller till och med medföra negativa effekter. Under de senaste decennierna har därför många alternativa affinitetsproteiner utvecklats.

Proteinet ABD (Albumin Binding Domain), som ursprungligen återfinns på ytan på vissa bakterieceller, har tidigare utsatts för kombinatorisk proteinteknik för att generera ADAPT:er (ABD Derived Affinity ProTeins) som binder till olika målproteiner. En av dessa, ADAPT6, riktar sig mot HER2 och har uppvisat lovande resultat inom molekylär avbildning med hjälp av radionuklider, för diagnos och stratifiering av HER2-positiva patienter. Arbetet i denna avhandling har syftat till att optimera ADAPT6-molekylen ytterligare och beskriver också en första klinisk prövning i människa för avbildning av HER2-överuttryckande bröstcancer. Resultaten visar att ADAPT6 är säker och väl tolererad av patienter och att den kan visualisera primära tumörer såväl som metastaser med mycket hög kontrast redan 2 timmar efter injektion. Dess snabba eliminering från blodet är dock associerad med ett högt upptag i njurarna vilket förhindrar ytterligare användning av ADAPT6 som behandling. Genom att konstruera en ADAPT6-molekyl med förlängd halveringstid har denna avhandling också syftat till att utforska den terapeutiska potentialen för denna molekyl. Som ett första steg mot detta mål fuserades ADAPT6 genetiskt till en ABD-molekyl för att möjliggöra bindning till patientens eget serumalbumin och därmed undvika samma omfattning av filtrering i njurarna. Studier i möss visade att fusion till ABD ökade retentionen i blodet mer än 200 gånger och uppvisade samtidigt en dramatiskt minskad njuraktivitet. Behandling av tumörbärande möss med ABD-fuserad ADAPT6 konjugerad till en cytotoxisk radionuklid förlängde överlevnaden signifikant och var inte associerad med någon toxicitet. Slutligen beskriver denna avhandling också ett nytt kombinatoriskt bibliotek från vilket flera bispecifika ADAPT:er har identifierats, vilka binder till både albumin och andra kliniskt relevanta målprotein samtidigt. Detta minimerade bispecifika protein har potential att åtnjuta de fördelar som är associerade med en liten storlek, såsom ökad vävnadspenetration samt möjligheten till alternativa administrationsvägar, medan det samtidigt kan upprätthålla en tillräcklig halveringstid i blodet.

sted, utgiver, år, opplag, sider
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2020. s. 91
Serie
TRITA-CBH-FOU ; 2020:24
Emneord
Protein G, ABD, ADAPT, affinity proteins, antibody, protein engineering, targeted therapy, nuclear medicine, molecular imaging, HER2, radionuclide therapy
HSV kategori
Forskningsprogram
Bioteknologi
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-273244 (URN)978-91-7873-519-8 (ISBN)
Disputas
2020-06-05, https://kth-se.zoom.us/j/69770628499, Stockholm, 10:00 (engelsk)
Opponent
Veileder
Merknad

QC 2020-05-12

Tilgjengelig fra: 2020-05-12 Laget: 2020-05-12 Sist oppdatert: 2020-05-12bibliografisk kontrollert

Open Access i DiVA

Fulltekst mangler i DiVA

Andre lenker

Forlagets fulltekstPubMedScopus

Søk i DiVA

Av forfatter/redaktør
Lindbo, SarahBorin, Jespervon Witting, EmmaVorobyeva, AnzhelikaBuijs, JosHober, Sophia
Av organisasjonen
I samme tidsskrift
European journal of pharmaceutics and biopharmaceutics

Søk utenfor DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetric

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 426 treff
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf