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ADC部位特異的コンジュゲーション試薬

ADC部位特異的コンジュゲーション試薬は、抗体上の決まった位置に決まった本数だけ薬剤リンカーを結合させ、均一なDAR(薬剤抗体比)を与えるための試薬・酵素・ビルディングブロック群である。リジンやシステインを使う確率的な結合がDAR分布を持つのに対し、結合点を規定して再現性とロット間均一性を高め、薬物動態や安全域の予測性向上を狙う技術として用いられる。

部位特異的結合均一DAR酵素的ライゲーション非標準アミノ酸生体直交クリックヘテロ二官能リンカー

用途・特徴

従来のADCは、抗体表面に複数あるリジンのアミノ基や、鎖間ジスルフィド由来のシステインに薬剤リンカーを結合させるため、結合位置と本数がばらつき、DAR0〜8が混在した分布になります。DARが低すぎれば効力が落ち、高すぎれば疎水性凝集やクリアランス亢進を招くため、分布の広さは有効性・安全性・製造の再現性に直結します。部位特異的コンジュゲーション試薬は、結合点をあらかじめ規定することでこの分布を狭め、DAR2やDAR4に揃った均一なADCを与える点が最大の特徴です。

技術は大きく2系統に整理できます。(A)酵素的ライゲーションは、微生物トランスグルタミナーゼがグルタミン残基を、ソルターゼやイソペプチド結合形成タグ・キャッチャー系が特定配列を、糖鎖リモデリングがFcのN型糖鎖を、ホルミルグリシン生成酵素がアルデヒドタグを足場にして、規定位置へ反応基を導入します。(B)非標準アミノ酸の導入は、直交tRNA/アミノアシルtRNA合成酵素やアンバーサプレッション、無細胞系を用いて、アジドやケトンなどの反応性側鎖を持つ非天然アミノ酸を狙った一箇所に組み込みます。

現場での選定は、結合の均一性に加えて、導入効率(変換率)、抗体側の改変が必要か(タグ付加・アミノ酸置換・細胞株構築の要否)、生体直交反応の種類と速度、スケール対応とCDMO依存度が軸になります。多くは導入した足場へ、アジド-アルキンのSPAACやテトラジン-TCOのIEDDA、アルデヒド-アミノオキシのオキシムといった生体直交クリックでペイロードを連結するため、対応するヘテロ二官能リンカー・クリック試薬の入手性も含めて評価します。

Point
  • 結合位置と本数を規定し、均一なDAR(DAR2/DAR4等)を与える
  • 確率的なリジン/システイン結合のDAR分布を狭め、ロット間再現性を高める
  • 酵素的ライゲーション(mTG・ソルターゼ・タグ/キャッチャー・糖鎖・アルデヒドタグ)の系統
  • 非標準アミノ酸の部位特異的導入(直交tRNA/合成酵素・アンバーサプレッション・無細胞系)の系統
  • 導入した足場へSPAAC・IEDDA・オキシム等の生体直交クリックでペイロードを連結する
  • 抗体改変の要否・導入効率・反応速度・スケール/CDMO依存が選定軸になる

使用方法

規定位置に反応性の足場(酵素基質配列・改変糖鎖・アルデヒドタグ・非天然アミノ酸など)を用意し、生体直交クリックで薬剤リンカーを連結して、均一なDARのADCを得ます。

1結合点を設計し、足場の導入方式(酵素的/非天然アミノ酸)を選ぶ
2抗体に反応性の足場を導入する(酵素処理・糖鎖リモデリング・改変発現等)
3対応するヘテロ二官能リンカー・クリック試薬を選定する
4生体直交クリック(SPAAC/IEDDA/オキシム)でペイロードを連結する
5未反応物・余剰試薬を除去して精製する
6DAR・均一性・凝集・残存反応基を分析で確認する
実際の手順は、採用する足場(酵素的ライゲーションか非標準アミノ酸導入か)、抗体側の改変の要否、用いるクリック反応(SPAAC/IEDDA/オキシム等)、リンカー・ペイロードの疎水性、変換率や残存未反応物の管理、スケールとGMP要件によって変わります。

使用される工程

部位特異的コンジュゲーション試薬は、ADC開発の足場導入から薬剤連結、均一性評価までの一連の工程で使われます。

結合点設計・足場導入

規定位置に酵素基質配列や非天然アミノ酸を導入し、反応性の足場を作る。

主な用途
  • 結合点規定
  • 抗体改変

薬剤リンカー連結

生体直交クリックで足場にペイロードを連結し、均一なDARを得る。

主な用途
  • クリック連結
  • 均一DAR

精製・未反応物除去

余剰試薬や未反応抗体・ペイロードを除去し純度を仕上げる。

主な用途
  • 余剰試薬除去
  • 純度仕上げ

DAR・均一性評価

DAR値とその分布、凝集体、残存反応基を分析で確認する。

主な用途
  • DAR測定
  • 均一性評価

使用されるモダリティー

部位特異的コンジュゲーション試薬は、抗体足場へペイロードを規定位置で連結する各種モダリティーで使われます。

ADC(抗体薬物複合体)
関連度
均一DAR化結合点規定薬剤リンカー連結
本カテゴリの中核。均一なDARで安全域と再現性を高める用途で使われる。
二重特異性抗体・抗体派生体
関連度中〜高
ペイロード連結タグ/キャッチャー結合
抗体派生足場への部位特異的なペイロード・モジュール連結で使われる。
免疫サイトカイン・タンパク質コンジュゲート
関連度中〜高
酵素的ライゲーション規定位置連結
抗体・タンパク質へエフェクターを規定位置で連結する用途で関係する。
放射性核種コンジュゲート(標識抗体)
関連度
キレーター部位特異導入生体直交クリック
キレーターや標識基を規定位置に導入する用途で関係する。
ペプチド・低分子コンジュゲート
関連度
非天然アミノ酸導入オキシム/クリック連結
ペプチドや低分子足場への部位特異的連結で関連する。

メーカー製品

Synaffix(Lonza)GlycoConnect 部位特異的コンジュゲーション技術抗体の糖鎖をリモデリングして部位特異的に薬物リンカーを結合する技術プラットフォーム。公式URL Zedira微生物トランスグルタミナーゼ(mTG)グルタミン残基を介した酵素的な部位特異的結合に用いるトランスグルタミナーゼ。公式URL GenScriptSpyTag/SpyCatcher・ソルターゼ等のタグ/酵素イソペプチド結合や酵素的ライゲーション用のタグタンパク質・酵素。公式URL Jena Bioscienceクリック化学試薬・非天然アミノ酸ビルディングブロックアジド/アルキン/テトラジン等の生体直交反応試薬と非標準アミノ酸。公式URL Vector Laboratories(Click Chemistry Tools)DBCO/アジド/TCO-テトラジン クリック試薬銅フリー(SPAAC)・逆電子要請(IEDDA)クリックの結合試薬。公式URL BroadPharmADCリンカー・クリック対応ビルディングブロックDBCO-PEG-薬物などクリック対応のヘテロ二官能リンカー。公式URL Iris Biotech非天然アミノ酸・ペプチドビルディングブロックアンバーサプレッション等で導入する非標準アミノ酸の供給。公式URL AmbrxEuCODE 非天然アミノ酸導入プラットフォーム直交tRNA/合成酵素でpAcF等の非天然アミノ酸を部位特異的に導入する技術。公式URL Sutro BiopharmaXpressCF 無細胞・非天然アミノ酸プラットフォーム無細胞合成でpAMF等を部位特異的に導入し均一ADCを作る技術。公式URL

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