ADC & Biokonjugation

Vernetzertypen in der Biokonjugation

Einer der grundlegendsten Aspekte bei der Entwicklung von Vernetzern ist die Frage, ob das Reagenz homobifunktionell oder heterobifunktionell ist. Die überwiegende Mehrheit der Biokonjugat-Reagenzien ist bifunktionell, d. h. zwei reaktive Gruppen befinden sich in der Regel an den äußeren Enden eines organischen Spacers. Bei einer homobifunktionellen Verbindung sind die beiden reaktiven Gruppen identisch, während sie bei einer heterobifunktionellen Verbindung unterschiedlich sind. Heterobifunktionelle Reagenzien haben gegenüber homobifunktionellen Reagenzien große Vorteile bei der Bildung von Biokonjugaten, da eine reaktive Endgruppe nur mit einer bestimmten funktionellen Gruppe koppelt, während die andere reaktive Endgruppe mit einer anderen funktionellen Gruppe reagiert.

Vernetzerlänge in der Biokonjugation

Es ist wichtig, bei der Auswahl eines Vernetzers oder Modifikationsreagens für die Konjugationsreaktion die Abmessungen oder die lineare Gesamtlänge des Zielmoleküls vor und nach der Konjugation zu berücksichtigen. Die molekulare Länge der entstehenden Verbindung wird hauptsächlich durch den Spacer-Arm – auch als Crossbridge (Querbrücke) bezeichnet – des Reagens bestimmt. Vernetzer unterschiedlicher Größe werden so zu molekularen Maßstäben für die Messung der Abstände zwischen funktionellen Gruppen in Biomolekülen.

Spaltbare vs. nicht spaltbare Biokonjugationsvernetzer

Es ist wichtig, dass der Vernetzer spaltbar ist, wenn die interagierenden Biomoleküle isoliert und analysiert werden müssen, z. B. bei einem Vernetzer, der zum Nachweis von Protein-Protein-Wechselwirkungen verwendet wird. Wenn Stabilität erforderlich ist, kann alternativ ein nicht spaltbarer Linker verwendet werden, z. B. ein Antikörper, der an ein Harz für das Einfangen (Capture) von Proteinen gebunden ist.

Hydrophobe vs. hydrophile Biokonjugationsvernetzer

Bei manchen Anwendungen kann die Hydrophobie des Reagens von Vorteil sein – vor allem dann, wenn eine Anwendung das Durchdringen der Zellmembranen erfordert. Hydrophobe Reagenzien ohne stark polare Gruppen passieren schnell die Zellmembranen, um zellinterne Proteine zu vernetzen oder zu markieren. Andererseits verursachen hydrophile Vernetzer keine Aggregation oder Ausfällung des interagierenden Moleküls und können zu einer Wasserlöslichkeit von Antikörpern und Proteinen führen, die durch sie modifiziert wurden. Die Verwendung von hydrophilen Biokonjugationsreagenzien führt auch zu einer besseren Biokompatibilität.

Funktionelle Gruppen als Ziel in der Biokonjugation

Die reaktionsfreudigsten funktionellen Gruppen in Biomolekülen stehen mit den Heteroatomen N, O und S in Verbindung, die aufgrund eines nicht geteilten Elektronenpaars nukleophil sind und spontan mit den kompatiblen und elektrophilen aktiven Gruppen von Vernetzern und Modifizierungsreagenzien reagieren können. In vielen Fällen sind die nukleophilen funktionellen Gruppen in Biomolekülen frei und zugänglich. In einigen Fällen werden sie jedoch erstellt, um Reaktivität und Kopplung zu ermöglichen. Es gibt mehrere spezialisierte Reagenzien, die die Erstellung einer geeigneten funktionellen Gruppe für die Biokonjugation erleichtern, falls das gewünschte Reagenz nicht verfügbar ist. Die natürlich vorkommenden funktionellen Gruppen in Biomolekülen sind Amine, Thiole, Hydroxylgruppen, Carboxylate, Aldehyde, organische Phosphate und reaktive Wasserstoffe an bestimmten aktivierten Kohlenstoffatomen.

Entwicklung und Herstellung von ADC

Die Entwicklung eines Antikörper-Wirkstoff-Konjugats (ADC) erfordert Expertise in der Entwicklung, Herstellung, Formulierung und Prüfung kleiner und großer Moleküle. Die Wahl eines erfahrenen Partners, der über diese Fähigkeiten und die erforderlichen Containment-Einrichtungen verfügt, kann Sie dabei unterstützen, Ihr ADC bis zur Marktreife zu bringen. ADC sind herausfordernde Moleküle und erfordern modernste Produktionsanlagen sowie spezielle Ausrüstung, um das Molekül zu charakterisieren und seine Reinheit, Homogenität und Stabilität nachzuweisen.