Elektrochemisches Antikörper-Engineering

13.04.2016 - Deutschland

Ein neuartiger elektrochemischer Ansatz der Experten der Firma Antec bietet eine schnelle und effektive Methode zur selektiven Reduktion, Konjugation und Re-Oxidation von Antikörpern und ermöglicht deren Manipulation mit einem minimalen Einsatz an Chemikalien.

Die Reduktion der Antikörper zu den leichten (LC) und schweren (HC) Ketten wird mit Hilfe von Rechteckspannungen an einer speziellen Arbeitselektrode auf Titanbasis durchgeführt. Die Elektrode ist Teil einer elektrochemischen Zelle mit Gegenelektrode aus Titan und einer Palladium-Referenz. Die an die Zelle angelegte Spannung wird durch den Potentiostat des Roxy™-EC-Systems gesteuert. Der Antikörper wird in wässriger Lösung mit 1% Ameisensäure mit einer Spritzenpumpe durch die Zelle gepumpt. Der Auslass der Zelle wird zur Kontrolle direkt mit einem Massenspektrometer verbunden. Alternativ kann der Efflux für weitere Experimente gesammelt werden. Die Stärke der reduktiven Kraft wird durch die Höhe der angelegten negativen Spannung bestimmt. Geringe Spannung reduziert leicht zu öffnende intermolekulare Disulfidbrücken, durch stärkere Pulse können auch intramolekulare Verbindungen gelöst werden. Eine spontane Rückbildung der Disulfidbrücken findet unter den vorliegenden sauren Bedingungen nicht statt.

Die durch die elektrochemische Reduktion gebildeten freien Cysteine können nun nach Neutralisieren des pH-Wertes manipuliert werden. Die Konjugation der leichten Kette eines Antikörpers mit Maleimide-PEG2-Biotin erbrachte z.B. eine Ausbeute von ca. 90%.

Auch eine Reformation des intakten Antikörpers ist mit Hilfe der Elektrochemie schnell möglich. Die gesammelte reduzierte Probe wird dazu mit Phosphatpuffer (pH 7,8) verdünnt und auf einer Bor-dotierten Diamantelektrode durch Anlegen einer positiven Spannung im Durchfluss oxidiert und gesammelt. Anschließende ELISA-Tests zeigen, dass die elektrochemische Behandlung die biologische Aktivität des Antikörpers nicht beeinflusst.

Der hier beschriebene elektrochemische Ansatz ist eine neue Methode nicht nur für die Analyse von Antikörpern, sondern auch für deren Modifikation wie der Bildung von bispezifischen Antikörpern oder Konjugaten aus Antikörper und Wirkstoff.

Originalveröffentlichung

Kraj A. et al.; Anal. Bioanal. Chem.; 405 (2013) 9311

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