Cancer Immunotherapy exploiting engineered antibody fragments against prostate-specific membrane antigen

Abstract

Prostate cancer (PCa) remains a leading cause of male cancer-related mortality, necessitating thus the development of novel therapeutic approaches as conventional treatments have limited efficacy. Prostate-specific membrane antigen (PSMA) is an established biomarker for both imaging and therapy of PCa, as it is highly upregulated in neoplastic PCa tissues and metastatic castration- resistant prostate cancer. Consequently, immunological targeting of PSMA has gained significant attention as a therapeutic platform for the management of the disease. The thesis is focused on engineering of antibody fragments and fusion proteins derived from the high affinity anti-PSMA 5D3 monoclonal antibody that can be used as immune cell engagers to target and eliminate PSMA-positive cells. To this end, we engineered 5D3 single chain variable fragments (scFv) that were subsequently fused to anti-CD3 scFv and CP33 sequences, creating thus immune cell engagers targeting T-cells (BiTE) and monocytes (5D3-CP33), respectively. The engagers were expressed in insect cells, purified to homogeneity and their biophysical and functional characteristics evaluated using size exclusion chromatography, differential scanning fluorimetry, ELISA and flow cytometry. Ensuing cell-based assays revealed that both BiTE and 5D3-CP33 can...

(Czech) Rakovina prostaty (PCa) představuje jednu z hlavních příčin mortality související s rakovinou v populaci mužů. Tento stav vyžaduje vývoj nových terapeutických přístupů přesahujících současnou konvenční léčbu s omezenou účinností. Prostatický specifický membránový antigen (PSMA) je jedním z nejpokročilejších biomarkerů pro zobrazování i terapii PCa díky své expresi specificky výrazně zvýšené neoplastických tkáních PCa a v metastatickém kastračně rezistentním karcinomu prostaty. Imunoterapeutické postupy zaměřené na PSMA skýtají v současné době velký potenciál jakožto nová platforma pro účinnou léčbu onemocnění. Předkládaná doktorská práce je zaměřena na inženýrství protilátkových fragmentů a fúzních proteinů odvozených z vysoce afinní monoklonální protilátky 5D3 specificky rozpoznávající PSMA. Cílem vývoje těchto molekul bylo dosažení specifického spojení imunitních buněk s biomarkerem PSMA vyvolávajícího eliminaci buněk prezentujících tento antigen. Za tímto účelem jsme zkonstruovali jednořetězcové variabilní fragmenty (scFv) protilátky 5D3, které byly následně fúzovány se sekvencemi anti-CD3 scFv a CP33, čímž jsme vytvořili fúzní proteiny specificky spojující imunitní buňky s T lymfocyty (BiTE) nebo s monocyty (5D3-CP33). Fúzní molekuly byly produkovány pomocí hmyzího expresního systému,...