안녕하세요! ADC(Antibody - Drug Conjugates)용 펩타이드 링커 공급업체로서 최근 ADC에서 페이로드의 방출 속도를 제어하기 위한 펩타이드 링커를 설계하는 방법에 대해 많은 질문을 받았습니다. 그래서 저는 이 주제에 대한 몇 가지 통찰력을 공유해야겠다고 생각했습니다.
먼저 ADC가 무엇인지 빠르게 이해해 봅시다. ADC는 기본적으로 단일클론항체의 특이성과 소분자 약물의 세포독성을 결합한 일종의 표적치료제이다. 여기서 펩타이드 링커는 중요한 역할을 합니다. 항체와 페이로드(세포독성 약물)를 연결하며, 그 설계는 페이로드가 표적 세포 내부로 방출되는 시기와 방법에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
페이로드 릴리스 속도에 영향을 미치는 요인
절단 가능성
가장 중요한 요소 중 하나는 펩타이드 링커의 절단 가능성입니다. 우리는 링커가 혈류 순환 중에는 그대로 유지되지만 표적 세포에 도달하면 분해되기를 원합니다. 절단 가능한 링커에는 효소 절단 가능 링커와 pH 절단 가능 링커의 두 가지 주요 유형이 있습니다.
효소 - 절단 가능한 링커는 종양 세포에서 고도로 발현되는 특정 효소에 의해 인식되고 절단되도록 설계되었습니다. 예를 들어, 카텝신 B는 많은 암세포에서 종종 과도하게 발현되는 효소입니다. Val - Cit와 같은 펩타이드 서열은 카텝신 B에 의해 절단될 수 있기 때문에 링커에 일반적으로 사용됩니다. ADC가 표적 세포에 들어가 리소좀으로 흡수되면 카텝신 B는 Val - Cit 결합을 절단하여 페이로드를 방출합니다. 우리의Fmoc - Val - Cit - PAB - OH효소 절단 가능한 링커의 좋은 예입니다. 이는 Val - Cit 시퀀스를 포함하며 ADC 설계에 쉽게 통합될 수 있습니다.
반면, pH - 절단 가능한 링커는 엔도솜이나 리소좀의 산성 환경에서 분해됩니다. 이는 이러한 링커의 화학 결합이 낮은 pH에 민감하기 때문입니다. 예를 들어 일부 히드라존 기반 링커는 생리학적 pH(약 7.4)에서는 안정적이지만 세포 구획 내부에서 발견되는 더 낮은 pH(약 5~6)에서는 가수분해됩니다.
소수성
펩타이드 링커의 소수성은 방출 속도에도 영향을 미칩니다. 소수성이 더 높은 링커는 혈류 내 ADC의 용해도에 영향을 미칠 수 있습니다. 링커가 너무 소수성인 경우 ADC가 응집되어 표적에 도달하기 전에 신체에서 제거될 수 있습니다. 반면, 친수성이 매우 높은 링커는 페이로드가 순환 중에 너무 일찍 방출되도록 할 수 있습니다. 우리는 균형을 찾아야 합니다.
다른 아미노산을 선택하여 링커의 소수성을 수정할 수 있습니다. 류신 및 이소류신과 같은 아미노산은 소수성이 더 강한 반면, 세린 및 트레오닌은 더 친수성입니다. 이러한 아미노산을 신중하게 선택하고 배열함으로써 링커의 소수성을 미세 조정할 수 있습니다.
링커 길이
펩타이드 링커의 길이도 중요합니다. 링커가 짧을수록 페이로드와 항체의 이동이 제한될 수 있으며, 이는 ADC와 표적 항원의 결합에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 링커가 길수록 유연성이 높아지지만 페이로드가 비특이적으로 절단되거나 조기에 해제될 가능성도 높아질 수 있습니다.
일반적으로 3~10개의 아미노산으로 구성된 링커가 일반적으로 사용됩니다. 그러나 최적의 길이는 특정 항체, 페이로드 및 표적 항원에 따라 다릅니다. 우리는 특정 유형의 암세포를 표적으로 삼는 일부 ADC의 경우 5~7개의 아미노산을 포함하는 링커가 순환 안정성과 표적에서의 효율적인 페이로드 방출 측면에서 가장 효과적이라는 것을 발견했습니다.
디자인 전략
합리적인 디자인
합리적인 설계에는 표적 세포의 생물학, 항체 및 페이로드의 특성, 다양한 펩타이드 서열의 특성에 대한 지식을 사용하는 것이 포함됩니다. 우리는 표적 세포에 고유한 효소나 pH 조건을 식별하는 것부터 시작합니다. 그런 다음 링커에 적합한 절단 가능한 모티프를 선택합니다.
예를 들어, 특정 종양이 특정 프로테아제를 과도하게 발현한다는 것을 안다면, 해당 프로테아제에 의해 인식되는 서열을 가진 링커를 설계할 수 있습니다. 또한 ADC의 용해도 및 결합 요구 사항을 기반으로 링커의 소수성과 길이를 고려합니다.
높은 처리량 스크리닝
또 다른 접근 방식은 높은 처리량 스크리닝입니다. 우리는 다양한 펩타이드 링커의 대규모 라이브러리를 합성하고 이를 시험관 내 및 생체 내에서 테스트할 수 있습니다. 이를 통해 페이로드 릴리스 속도, 안정성 및 효능 측면에서 최고의 성능을 제공하는 링커를 신속하게 식별할 수 있습니다.
우리는 파지 디스플레이나 펩타이드 마이크로어레이와 같은 기술을 사용하여 수천 개의 링커를 한 번에 스크리닝할 수 있습니다. 결과를 분석함으로써 특정 ADC 애플리케이션에 대한 최적의 링커 디자인을 찾을 수 있습니다.
링커의 예
ADC용으로 널리 사용되는 펩타이드 링커 중 일부를 살펴보겠습니다. 우리의Cit - Val - Cit - PABC - MOTHER강력한 링커 - 페이로드 접합체입니다. Val - Cit 서열은 이를 효소 절단 가능하게 만들고 아세틸렌 그룹은 항체에 대한 접합에 사용될 수 있습니다. 이 링커-페이로드 조합은 다양한 유형의 암을 표적으로 삼는 전임상 연구에서 큰 잠재력을 보여주었습니다.
또 하나는MC - Val - Cit - PAB - PNP. Val - Cit 모티브를 포함하고 있으며 효율적인 페이로드 방출을 위해 설계되었습니다. MC 그룹은 항체에 안정적인 연결을 제공하고 PAB 스페이서는 페이로드의 적절한 방출을 돕습니다.
결론
ADC에서 페이로드의 방출 속도를 제어하기 위해 펩타이드 링커를 설계하는 것은 복잡하지만 보람 있는 과정입니다. 절단 가능성, 소수성, 링커 길이와 같은 요소를 고려하고 합리적인 설계 및 높은 처리량 스크리닝과 같은 전략을 사용하여 ADC의 성능을 최적화하는 링커를 만들 수 있습니다.
ADC 개발에 참여하고 계시고 당사의 펩타이드 링커에 관심이 있으신 경우, 저희와 대화를 나누고 싶습니다. 링커 설계에 도움이 필요하거나, 당사 제품에 대해 자세히 알아보고 싶거나, 주문할 준비가 되어 있다면 주저하지 말고 연락해 주세요. 우리는 효과적인 ADC 치료법을 개발하기 위한 귀하의 여정을 지원하기 위해 왔습니다.
참고자료
- 듀크리, L., & 스텀프, B. (2010). 항체 - 약물 접합체: 세포독성 페이로드를 단일클론 항체에 연결합니다. 생체접합화학, 21(1), 5 - 13.
- Alley, SC, Okeley, NM 및 Senter, PD(2010). 항체 - 약물 접합체: 암에 대한 표적 약물 전달. 화학 생물학의 현재 의견, 14(3), 529 - 537.
- Shen, BQ 등. (2012). 항체-약물 접합체에서 약물 부착 위치를 제어합니다. 자연생명공학, 30(2), 184 - 189.