Новости

Jul 24, 2023

Сравнение ячеек один к одному

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 6394 (2023) Цитировать эту статью

508 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

На рынке представлено более 20 препаратов, модифицированных полиэтиленгликолем (ПЭГ), одобренных Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), и ПЭГ является золотым стандартом полимера в биоконъюгации. Соединение повышает стабильность, эффективность и может продлить время циркуляции терапевтических белков в крови. Несмотря на то, что ПЭГилирование описывается как нетоксичное и неиммуногенное явление, накапливаются сообщения о данных, свидетельствующих об аллергических реакциях на ПЭГ. Поскольку ПЭГ применяется не только в терапии, но также содержится в пищевых продуктах и ​​косметике, анти-ПЭГ-антитела могут возникать даже без медицинского лечения. Таким образом, повышенная чувствительность к ПЭГ может привести к снижению эффективности препарата, быстрому выведению из крови и в редких случаях к анафилактическим реакциям. Поэтому поиск альтернатив ПЭГ имеет решающее значение. В этом исследовании мы представляем линейный полиглицерин (СНГ) для биоконъюгации в качестве полимера, альтернативного ПЭГ. Мы сообщаем о конъюгации LPG и PEG с помощью клик-химии с гликопротеином эритропоэтином (ЭПО), синтезируемым в эукариотической системе бесклеточного синтеза белка. Кроме того, оценивалось влияние полимеров на стабильность и активность ЭПО в отношении зависимой от гормона роста клеточной линии. Сходные характеристики обоих биоконъюгатов показывают, что ЛПГилирование может быть многообещающей альтернативой ПЭГилированию.

ЭПО известен как гормон, который регулирует выработку новых эритроцитов. Большинство последних публикаций посвящено новым данным о механизме действия ЭПО на эритроцитоз1, ишемический инсульт2, анемию3, гипоксию4, опухолевый ангиогенез5 и нейродегенеративные заболевания6. Особое внимание привлекают генетически модифицированные варианты ЭПО. Стимуляторы эритропоэтина (ESA) постоянно совершенствовались, начиная с эритропоэтина альфа и бета до вариантов с более длительным периодом полураспада, таких как дарбэпоэтин альфа7 и ПЭГилированный ЭПО (ПЭГ-ЭПО8). Известно, что ПЭГ-ЭПО более эффективно стимулирует эритропоэз при длительном интервале дозирования9. ПЭГилированный ЭПО (Мирцера®) получил одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) в 2007 году и назначается при анемии, связанной с заболеваниями почек10,11. Учитывая успех ПЭГилированного ЭПО и других биофармацевтических препаратов, ожидается, что мировой рынок ПЭГилированных лекарств достигнет 10,5 миллиардов долларов США в 2024 году12. Тем не менее, с ПЭГилированными биофармацевтическими препаратами возникает существенная проблема: антитела, направленные к ПЭГ. ПЭГ рассматривается как нетоксичный и неиммуногенный биосовместимый полимер, который присоединяется к более чем 20 одобренным FDA препаратам на белковой основе13. Кроме того, небелковые терапевтические средства, такие как мРНК-вакцины, содержат ПЭГилированные наночастицы14. ПЭГ-модифицированные белки, ферменты, пептиды и наночастицы характеризуются повышенной растворимостью в воде и протеолитической стабильностью, что приводит к увеличению периода полувыведения15. Хотя были достигнуты значительные успехи, ПЭГилированные системы все еще имеют определенные ограничения, которые могут ограничить их широкое использование. Эти ограничения включают в себя выработку антител против ПЭГ после многократного использования ПЭГилированных веществ, снижение их терапевтической эффективности и, в отдельных случаях, тяжелые аллергические реакции, такие как анафилаксия16. Исследование Янга и др. идентифицировали анти-ПЭГ-антитела в 72% современных образцов с помощью количественного конкурентного иммуноферментного анализа17. Интересно, что они признали, что 50% образцов сыворотки с 1970-х по 1990-е годы также содержали анти-ПЭГ-антитела. Благодаря новым и более чувствительным методам обнаружения анти-ПЭГ-антитела и связанные с ними иммуногенные реакции происходят чаще. Кроме того, использование ежедневных продуктов, таких как косметика, мыло и лекарства, также содержащие ПЭГ, также может влиять на наличие ранее существовавших анти-ПЭГ-антител18,19. Поэтому необходимо переосмысление обращения с ПЭГилированными препаратами, начиная с надежного обнаружения анти-ПЭГ-антител и точной адаптации терапии с использованием ПЭГилированных молекул. Более того, многие природные и синтетические полимеры были изучены для замены ПЭГ с целью продления периода полураспада20,21,22,23. В этом контексте линейный полиглицерин (LPG) представляет собой многообещающий кандидат из-за его структуры и характеристик, сходных с ПЭГ24. LPG и PEG имеют полиэфирную основу, хотя LPG несет гидроксильную группу на каждой повторяющейся единице, что позволяет вводить фрагменты иммобилизации, нацеливания и мечения25,26. Сжиженный нефтяной газ обладает высокой биосовместимостью, а эфиры олигоглицеринов, содержащие до 10 повторяющихся звеньев, были одобрены FDA в качестве фармацевтических и пищевых добавок и коммерчески доступны уже несколько десятилетий27,28. Недавно LPG был успешно конъюгирован с различными модельными белками с помощью различных химических методов конъюгации, включая случайную конъюгацию с бычьим сывороточным альбумином29, сайт-специфическую конъюгацию посредством медь(I)-катализируемого азид-алкинового циклоприсоединения (CuAAC) к эксенатиду, N-концевую конъюгацию с интерлейкином30. и Anakinra31 и сайт-специфическая конъюгация посредством стимулируемого штаммом азид-алкинового циклоприсоединения (SPAAC) к интерферону-α-2a32,33.