Przejdź do treści
nCage Therapeutics

Technologia

Projektowanie syntetycznych antygenów

Jak nCage buduje szczepionki, które wyprzedzają zmieniający się patogen: konserwowany epitop, wyizolowany z otaczającego go białka, osadzony na zaprojektowanym rusztowaniu i wyeksponowany na TRAP-cage.

Obejrzyj film
TRAP-cage z syntetycznymi antygenami na powierzchni i ładunkiem we wnętrzu.

Film wyjaśniający

Syntetyczne antygeny w dwie i pół minuty

Argument z tej strony jako animowany film z lektorem. Napisy można włączyć do oglądania bez dźwięku.

2 min 35 s

Projektowanie syntetycznych antygenów

Idea

Patogen się zmienia. Antygen — nie. Tak syntetyczny antygen wyprzedza zmienność antygenową.

Rozdział 01 — Patogen zmienia swoją powierzchnię

Większość powierzchni się zmienia. Mała część nie może.

Białka powierzchniowe patogenów podlegają ciągłej presji selekcyjnej. Większość eksponowanej powierzchni jest antygenowo zmienna, więc przeciwciała wytworzone przeciw jednemu szczepowi tracą powinowactwo do kolejnego.

Powierzchnia patogenu: zmienne główki wypustek w zmieniających się kolorach, z których każda niesie jeden mały region konserwowany, niemogący zmutować bez utraty funkcji białka.
Ryc. 01Powierzchnia patogenu: zmienne główki wypustek w zmieniających się kolorach, z których każda niesie jeden mały region konserwowany, niemogący zmutować bez utraty funkcji białka.
Regiony zmienne
Większość białka powierzchniowego. Zmienia się z sezonu na sezon i ze szczepu na szczep.
Region konserwowany
Mała część, której patogen nie może zmienić bez utraty funkcji. Te epitopy o ograniczonej zmienności są naszym celem.

Rozdział 02 — Układ odpornościowy reaguje głównie na to, co się zmienia

Konwencjonalna szczepionka prezentuje całe białko.

W odpowiedzi dominują duże powierzchnie zmienne. Epitopy konserwowane są w dużej mierze pomijane.

To samo białko powierzchniowe przed dryfem antygenowym i po nim. Przeciwciała skierowane na zmienną powierzchnię tracą cel; przeciwciało skierowane na region konserwowany go zachowuje.
Ryc. 02Zanim patogen zdryfuje

Zanim patogen zdryfuje

Większość przeciwciał celuje w regiony zmienne, bo są największe i najbardziej widoczne.

To samo białko powierzchniowe przed dryfem antygenowym i po nim. Przeciwciała skierowane na zmienną powierzchnię tracą cel; przeciwciało skierowane na region konserwowany go zachowuje.
Ryc. 03Po dryfie patogenu

Po dryfie patogenu

Większość tej odpowiedzi przestaje wiązać. Szczepionkę trzeba przeformułować, a i tak pozostaje o krok za patogenem.

Jedno przeciwciało nadal pasuje: to wytworzone przeciw regionowi konserwowanemu.

Rozdział 03 — nCage zachowuje tylko tę część, która się nie zmienia

nCage odwraca tę logikę.

Trzy kroki, po kolei. Sam patogen nie jest do tego potrzebny.

  1. 01

    Wyodrębnij konserwowany epitop

    Izolujemy sam konserwowany epitop, zdefiniowany przez jego trójwymiarową strukturę, a nie przez otaczające go białko.

  2. 02

    Zaprojektuj rusztowanie białkowe od zera

    Następnie projektujemy rusztowanie białkowe de novo: nowe białko, zbudowane tak, by utrzymać epitop w konformacji, jaką przyjmuje na natywnym antygenie.

  3. 03

    Osadź epitop na rusztowaniu

    Epitop zostaje przeszczepiony na rusztowanie i unieruchomiony w swoim natywnym kształcie. Produktem jest syntetyczny antygen.

Syntetyczny antygen

  • Epitop utrzymany w naturalnym kształcie
  • Brak zmiennej powierzchni rozpraszającej układ odpornościowy
  • Zaprojektowany i wytworzony bez udziału patogenu

Rozdział 04 — Dziesiątki kopii na TRAP-cage

Wyeksponowane w rozmiarze i kształcie wirusa

Syntetyczne antygeny są następnie eksponowane na TRAP-cage: programowalnej nanocząstce białkowej, która samoorganizuje się z identycznych podjednostek.

TRAP-cage z syntetycznymi antygenami na powierzchni i ładunkiem we wnętrzu.
Ryc. 04TRAP-cage z syntetycznymi antygenami na powierzchni i ładunkiem we wnętrzu.
Sama TRAP-cage: pierścienie z jedenastu podjednostek TRAP, połączone w wierzchołkach jonami złota(I), w obrazie z mikroskopii krioelektronowej.
Ryc. 05Sama TRAP-cage: pierścienie z jedenastu podjednostek TRAP, połączone w wierzchołkach jonami złota(I), w obrazie z mikroskopii krioelektronowej.
01

Prezentacja multiwalentna

Syntetyczne antygeny są mocowane na zewnątrz klatki w regularnym układzie geometrycznym, o wymiarach wirionu — to wzór, który limfocyty B rozpoznają najskuteczniej.

02

Ładunek we wnętrzu

Wnętrze klatki może też przenosić ładunek: na przykład konserwowany antygen wewnętrzny, wywołujący odpowiedź limfocytów T obok odpowiedzi przeciwciał.

03

Skupiona odpowiedź

Efektem jest silna odpowiedź przeciwciał skierowana na konserwowany epitop — i na nic innego.

Rozdział 05 — Przeciwciała pasujące do każdego wariantu

Patogen może się zmieniać. Szczepionka nie musi.

Ponieważ epitop jest konserwowany, wytworzone przeciw niemu przeciwciała zachowują wiązanie do krążących szczepów — i do wariantów, które jeszcze się nie pojawiły.

10×

wyższe miano przeciwciał

niż ten sam antygen podany osobno, w formie rozpuszczalnej, w modelach przedklinicznych.

Przeciwciała wytworzone przeciw syntetycznemu antygenowi na klatce wiążą region konserwowany na każdym szczepie, także tym, który jeszcze nie krąży.
  • Szczep A

  • Szczep B

  • Następny sezon

Patogen się zmienia. Antygen — nie.

Ryc. 06Przeciwciała wytworzone przeciw syntetycznemu antygenowi na klatce wiążą region konserwowany na każdym szczepie, także tym, który jeszcze nie krąży.

Syntetyczne antygeny z projektu

Dwie decyzje projektowe, jedna platforma

01

Epitopy o ograniczonej zmienności

Konserwowane, strukturalnie ograniczone cele, wyizolowane z patogenu i zdefiniowane przez swój trójwymiarowy kształt.

02

Rusztowania de novo i prezentacja multiwalentna

Epitopy utrzymane w natywnej konformacji na zaprojektowanych rusztowaniach białkowych i ułożone na TRAP-cage o wymiarach wirusa.

nCage Therapeutics projektuje cząstki dla szczepionek nowej generacji.