The ADAPT scaffold as a tool for diagnostic imaging and targeted therapy

Tid: Fr 2020-06-05 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/j/69770628499, Stockholm (English)

Ämnesområde: Bioteknologi

Respondent: Emma von Witting , Proteinteknologi

Opponent: Professor Inger Sandlie, University of Oslo

Handledare: Professor Sophia Hober, Bioteknologi, Centrum för Bioprocessteknik, CBioPT, Biokemi och biokemisk teknologi, Science for Life Laboratory, SciLifeLab, Albanova VinnExcellence Center for Protein Technology, ProNova, Proteinteknologi

Abstract

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.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-273244