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一键解锁 Amgen 新型高效单B细胞抗体发现平台

发布时间: 2023-05-10 18:34:54 来源:赛多利斯实验室

抗体发现是开发单克隆抗体药物、双特异抗体药物、ADC 药物和Car-T细胞治疗药物的必经之路。目前,单克隆抗体发现的技术主要有杂交瘤技术、噬菌体展示技术和单B细胞筛选技术。其中单B细胞筛选技术由于其研发周期短而备受瞩目。

该技术将单细胞分离鉴定与分子生物学结合,获得单个B细胞抗体基因并进行体外克隆和表达,获得的抗体保证了轻重链可变区的天然配对;相较于传统的抗体制备技术,具有效率高、全人源、基因多样性丰富、细胞数量少、周期短、适用于任意动物抗体筛选等优点。但是,由于抗原特异性细胞的比例较低,需要借助高通量及高灵敏的分选系统对少量的特异性 B 细胞进行富集

近期,Amgen提出了一种使用CellCellector 全自动无损细胞分离系统从用重组治疗蛋白EGFR 免疫的Xeno Mouse R(XM)中分离单个抗原特异性原代B细胞的方法。这种方法为抗原特异性抗体的分离和验证提供了一个快速、高效和经济的平台。


整篇研究,思路清晰,流程简单,解析如下:

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使用CellCelector Flex全自动无损细胞分离系统分离EGFR特异性B细胞

从三只接种EGFR-ECD(EGFR的ECD结构域)的小鼠身上获得了200 万个CD138 阳性的抗体分泌细胞(antibody-secreting cells,ASCs),这些小鼠显示出EGFR滴度。CD138(Syndecan-1)的表达已被用于广义地定义ASC 群体。

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我们将60,000个细胞加载到包含约60,000个纳米孔/孔的六孔板(CellCelector特色耗材)中,以实现平均每个纳米孔一个细胞。

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将抗人IgG Fc 特异性beads、抗人IgG连接的Alexa Fluor647(AF647)、生物素化的EGFR和AlexaFluor488(AF488)连接的链霉亲和素的混合物与细胞进行孵育。

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通过CellCelector的明场和荧光通道成像功能扫描了52,000个纳米孔,以确定含有分泌抗体(AF647+)和与EGFR结合阳性(AF488+)的B细胞。

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最终确定了1,189个含有ASCs(IgG-AF647阳性)的纳米孔和238个含有EGFR特异性ASCs(AF488和AF647双阳性)的纳米孔,利用CellCelector导出94个EGFR阳性的ASCs用于IgG重链和轻链的分子回收(图1)。

图1. 双阳性细胞的代表性荧光和明场图像。

A) 647nm发射波长的荧光特异性图像(红色);观察到两个邻孔含有ASCs;(B) 488nm发射波长的荧光特异性图像(绿色),观察到相邻的一个孔含有EGFR特异性的ASC;(C)647和488nm通道的图像叠加;(D)用于挑选EGFR+ASC的明场图像;(E)从纳米孔中挑取EGFR+ASC之前的明场图像和(F) 从纳米孔中挑取EGFR+ASC之后的明场图像。

CellCelector 的优势在于:

  1. 用于自动调整毛细管高度的SurePick™ 技术,在挑选过程中对毛细管高度进行动态调整,允许从高度不平或半固体表面进行高效的全自动挑选

  2. 用于高通量筛选的Nanowell 纳米孔板技术,每个纳米板含有十万到数百万个纳米孔,实现更高通量的细胞分选

  3. 支持全板扫描,每次挑取仅需20-30s,实验操作时间短,自动化程度高

  4. 全流程存档记录及质量控制,完全自动化的质量控制过程,包括拣选前后的图像、拣选/失败报告和数据/图像输出

  5. 适用于贴壁细胞,悬浮细胞或半固体培养基中的细胞;单细胞,细胞团,球体或菌落;原代细胞或细胞系;活细胞或固定细胞

  6. 一机全能,集分选、成像和挑取为一体

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通过iQue® 高通量流式细胞仪在细胞水平检测抗体结合能力

通过RT-PCR进行IgG重链和轻链扩增并进行了测序,成功克隆、表达和纯化了20个独特的抗体序列。这20个序列被克隆到人IgG1同型的表达载体中,瞬时转染到293T细胞,5天后收获含有抗体的培养基上清,使用Octet® 对上清液进行定量分析,确定其浓度在22至398mg/L之间。使用iQue3® 高通量流式细胞仪测定20种表达抗体与CHO细胞上瞬时表达的EGFR的特异性结合(图2A

图2. 20个表达的克隆的表征。

(A)通过流式细胞仪测定抗体与表达EGFR的CHO细胞的结合;(B)用BLI测定抗体对可溶性EGFR的亲和力;(C)三个有代表性的亲和力检测结果图显示了与可溶性EGFR的高亲和力(<1nM)、中等亲和力(1-10nM)和无结合。

 

iQue® 高通量流式的优势在于:

  1. 气泡分隔的连续采样技术,使流式细胞术进入高通量筛选(HTS)领域

  2. 最小样本体积达到10uL,支持384、1536孔板采样,96孔板只需5min

  3. ForeCyt软件、比起传统流式更简单的使用及维护,硬件配套软件,是高通量流式筛选必备仪器

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Octet® 非标记分子互作系统从分子水平检测抗体结合能力

通过Octet® 测定抗体对可溶性EGFR的亲和力。AHC传感器固化抗体,然后与EGFR结合解离,EGFR的浓度范围为1.56nM至100nM。结果分为3类:高亲和力(<1nM)、中等亲和力(1–10nM),与可溶性EGFR无结合(图2B和C)。流式结果和Octet®检测结果一致。因此,能够确认来自原代B细胞的分离序列与天然EGFR细胞和可溶性EGFR蛋白有明显结合。

Octet®非标记分子互作系统的优势在于:

  1. 非标记Direct binding是趋势,结果更准确

  2. 快速测定亲和力,更加定量化地表征分子互作

  3. 无洗涤步骤,可测弱亲和力(解离快)

  4. 写入了美国药典,文章多,认可度广

  5. 万金油技术,可以用于检测DNA,小分子,蛋白质等各种生物分子;如这篇文章检测的就是病毒颗粒样品

  6. 操作简便,耗材及维护成本低

  7. 高通量,本文使用RH96,可以同时检测96个样品

总结

本研究通过CellCelector平台快速高效的筛选和分离ASCs,获得阳性B细胞序列后,结合iQue® 高通量流式细胞平台以及Octet® 非标记分子互作系统,3-4周内成功获得抗原特异性抗体,为大家解析了如何利用赛多利斯新三剑客快速高效的进行高单B细胞筛选的典型流程,为新型抗体药物的发展指引了新的方向。


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-参考文献-

[1]CellCelector™asaplatforminisolatingprimaryBcellsforantibodydiscovery. Antibody Therapeutics, 2022, Vol. 5, No. 1 11–17


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