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二特異的ナノ抗体によるプロパディンのリクルートは、補体の代替経路を活性化します
Recruitment of properdin by bi-specific nanobodies activates the alternative pathway of complement.
PMID: 32599335 DOI: 10.1016/j.molimm.2020.06.005.
抄録
補体系は、病原体や損傷を受けた宿主細胞を除去することができる自然免疫系の強力な部分を表しています。それにもかかわらず、補体依存性の細胞毒性を誘導できる治療用抗体は一部に限られており、補体の活性化を促進する新しい戦略の研究が活発化している。プロパーディン（FP）は、代替経路であるC3変換酵素を安定化させることで、正の補体調節因子として機能している。ここでは、内因性FPを細胞表面にリクルートする二特異的シングルドメイン抗体（ナノ抗体）を用いて、補体の代替経路を直接活性化するための新しい戦略を模索している。原理実証として、我々は、FPと有効な癌抗原である上皮成長因子受容体（EGFR）に対する特異性を持つ二重特異的ナノ抗体を生成し、EGFRを発現する癌細胞株上で補体を活性化する能力をテストした。処置は、FPのリクルート、補体の活性化とFPのリクルートの形状に敏感な方法で細胞上のC3フラグメントの有意な沈着につながった。二特異的ナノ抗体は、ヒトEGFRを発現しているハムスター腎細胞に補体依存性の溶解を誘導したが、補体調節因子の存在によりヒト腫瘍細胞を溶解することはできなかった。我々の結果は、FPが事前のC3b沈着とは無関係に補体活性化を開始するための表面結合中心点として機能しうることを確認した。しかしながら、二特異的ナノボディによるFPのリクルートは、多くのヒト腫瘍細胞株で過剰発現している負の補体調節因子の抑制作用を克服するには不十分であるように思われる。我々のデータは、補体の開始剤としての properdin の有効性についての一般的な情報を提供しているが、 properdin のリクルートは、それ自体が制御された細胞表面上の強力な補体活性化のためのプラットフォームとしての有用性が限られている可能性が示唆されている。
The complement system represents a powerful part of the innate immune system capable of removing pathogens and damaged host cells. Nevertheless, only a subset of therapeutic antibodies are capable of inducing complement dependent cytotoxicity, which has fuelled the search for new strategies to potentiate complement activation. Properdin (FP) functions as a positive complement regulator by stabilizing the alternative pathway C3 convertase. Here, we explore a novel strategy for direct activation of the alternative pathway of complement using bi-specific single domain antibodies (nanobodies) that recruit endogenous FP to a cell surface. As a proof-of-principle, we generated bi-specific nanobodies with specificity toward FP and the validated cancer antigen epidermal growth factor receptor (EGFR) and tested their ability to activate complement onto cancer cell lines expressing EGFR. Treatment led to recruitment of FP, complement activation and significant deposition of C3 fragments on the cells in a manner sensitive to the geometry of FP recruitment. The bi-specific nanobodies induced complement dependent lysis of baby hamster kidney cells expressing human EGFR but were unable to lyse human tumour cells due to the presence of complement regulators. Our results confirm that FP can function as a surface bound focal point for initiation of complement activation independent of prior C3b deposition. However, recruitment of FP by bi-specific nanobodies appears insufficient for overcoming the inhibitory action of the negative complement regulators overexpressed by many human tumour cell lines. Our data provide general information on the efficacy of properdin as an initiator of complement but suggest that properdin recruitment on its own may have limited utility as a platform for potent complement activation on regulated cell surfaces.
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