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Competition assay for bispecific antibody therapeutics
작성: Alex Jang
참조논문: Antiviral Research (2023, V. 212, 105576)
1986년 최초의 단일클론항체 치료제가 미국 FDA 승인을 획득한 이후 항체 치료제 기술은 구조적으로 매우 다양하게 발전하고 있습니다. 기존 단일항체 대비 효능을 개선한 차세대 항체가 속속 등장하고 있는데 이중항체(Bispecific Antibody)도 그 중 하나입니다.
Lee (Kookmin University, Korea) 연구팀은 Antiviral Research 저널 (2023, V. 212, 105576)에 다변종 SARS-CoV-2 대상 성공적인 이중 항체의약품 후보 물질 K202.B를 발표하였습니다. 여기서는 논문의 일부분인 개발된 이중항체 K202.B가 RBD (Receptor binding domain, target protein)의 서로 다른 region을 인식하는지 확인하는 실험 (Competition assay)에 대해 소개합니다.
Lee 연구팀은 박테리오 파지 기반 바이오패닝 기술과 ELISA 분석기법을 이용하여 서로 경쟁하지 않는 RBD와의 결합이 우수한 K102.1, K102.2를 발굴하였습니다. 이 두종의 scFv를 결합시키는 전략으로 IgG4 기반 두 종의 이중항체를 개발하였습니다.
그림 A에서 보듯이 K202.A는 K101.1과 K102.2 scFv가 가장 멀리 배치되었고, K202.B는 나란히 배치되었습니다. 이 두 종의 이중항체는 iMSPR-mini 장치와 COOH-Au chip을 이용하여 여러 변종의 RBD 대상으로 kinetics evaluation을 진행하였고, K202.B가 K202.A 보다 결합력이 우수함을 확인하였습니다.
Lee 연구팀은 K202.B 이중항체가 RBD의 서로 다른 부위를 인식하는지 확인하기 위해 SPR기반 competition assay를 진행하였습니다. COOH-Au chip에 wild type RBD를 공유 결합으로 고정시킨 후 K102.1 (512nM) 또는 K102.2 (512nM)를 충분히 결합시켜준 후 K202.B (128nM)를 반응시켰습니다. 그림B에서 보듯이 K202.B가 모두 잘 결합하는 것을 확인할 수 있습니다. 이것은 RBD에 K102.1이 결합하더라도K202.B는 K102.2 epitope가 추가로 있기 때문에 결합한다라고 설명할 수 있습니다. 마찬가지 이유로 K102.2가 RBD에 결합하고 있더라도 K202.B는 K102.1 epitope가 추가로 있기 때문에 결합할 수 있습니다.
추가 검증을 위해 Lee et al. 이번에는 반대로 실험을 해봤습니다. K202.B (512nM)를 RBD 고정 센서 칩에 먼저 결합시킨 후 K102.1 (256nM) 또는 K102.2 (256nM)을 반응시켰습니다.. 그림 C와 같이 K202.B가 먼저 결합된 후 K102.1과 K102.2가 모두 결합되지 않는 것을 관찰할 수 있습니다.. 이는 K102.1과 K102.2가 결합될 영역을 K202.B가 차단하여 결합하지 않은 것으로 해석할 수 있다. iMSPR을 이용하면 라벨링 없이 매우 빠르고 편리하게 competition assay를 수행할 수 있습니다. 이는 항체의약품 개발 시 반드시 분석해야 하는 에피토프 비닝(epitope binning)과 매우 유사한 실험기법입니다. 또한 이러한 샌드위치 기반 경쟁 분석 방법은 신약 후보물질의 면역원성 테스트에도 적용될 수 있을 것입니다.
*본 소개 자료는 이해를 돕고자 원본 논문 이미지를 편집하였습니다.
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