新型靶向C3b和VEGF的双特异性融合蛋白在新生血管性和非渗出性年龄相关性黄斑变性模型中的临床前研究

Pre-Clinical Studies of a Novel Bispecific Fusion Protein Targeting C3b and VEGF in Neovascular and Nonexudative AMD Models.

作者信息Yeri Lee, Donggeon Kim, Philip E D Chung, Minkyeong Lee, Nahmju Kim, Jihoon Chang, Byoung Chul Lee
PMID38907092
发布时间2024-08
DOI10.1007/s40123-024-00982-3

实验完整度

包含体外结合实验(SPR、ELISA)、细胞功能实验(补体溶血、VEGF报告基因)、两种动物模型(激光诱导CNV和碘酸钠诱导的非渗出性AMD)及兔PK研究,并进行了功能验证和机制探讨。

主要模型

激光诱导的CNV小鼠模型(C57BL/6JRj) 碘酸钠诱导的非渗出性AMD小鼠模型(C57BL/6n) 新西兰白兔(PK研究)

重点核对

KNP-301对C3b的结合选择性(ELISA显示较C3高约10倍) 小鼠替代物mKNP-301的生成及其对小鼠C3b的结合亲和力 CNV模型中激光诱导及IVT给药后第7天CNV等级和体积的测量 非渗出性AMD模型中NaIO3剂量及ONL厚度、面积和细胞计数分析 兔IVT PK中给药剂量和采样时间点的设定

摘要

引言:KNP-301是一种双特异性片段可结晶区(Fc)融合蛋白,可同时抑制C3b和血管内皮生长因子(VEGF),用于治疗晚期年龄相关性黄斑变性(AMD)患者。本研究评估了KNP-301的体外效力、体内疗效、玻璃体腔内药代动力学(IVT PK)和可注射性。方法:通过表面等离子体共振(SPR)、酶联免疫吸附测定(ELISA)和细胞生物测定评估KNP-301的C3b和VEGF结合能力。使用激光诱导的脉络膜新生血管(CNV)模型和碘酸钠诱导的非渗出性AMD模型测试KNP-301小鼠替代物的体内疗效。利用荧光素血管造影(FA)和光谱域光学相干断层扫描(SD-OCT)扫描,分析CNV小鼠模型中病变的减少。在非渗出性AMD小鼠模型中,通过免疫荧光染色评估外核层(ONL)。最后,通过IVT给药KNP-301对新西兰白兔进行了玻璃体腔内药代动力学研究,并通过高浓度下的粘度测试检查了KNP-301的可注射性。结果:KNP-301选择性结合C3b,从而阻断替代途径而非经典途径。KNP-301还作为VEGF陷阱,阻碍VEGF介导的信号传导。我们的双重阻断策略在新生血管性和非渗出性AMD模型中均有效。此外,由于玻璃体腔内半衰期长,KNP-301可能具有减少给药频率的优势。我们的粘度评估证实KNP-301符合IVT注射的标准。结论:与当前疗法不同,KNP-301有望覆盖新生血管性和非渗出性晚期AMD患者,其在玻璃体腔内的长期PK特征将为患者给药间隔提供便利。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
本研究旨在评估同时靶向C3b和VEGF的双特异性融合蛋白KNP-301在新生血管性和非渗出性AMD模型中的疗效及药代动力学特征。
核心机制
KNP-301通过其C3b结合域选择性抑制补体替代途径,并通过VEGF陷阱结构阻断VEGF介导的信号传导,从而同时作用于非渗出性和新生血管性AMD的病理过程。
主要证据
体外实验中,KNP-301以4.34 nM的KD结合人C3b,以62.8 pM结合VEGF,选择性抑制替代途径介导的溶血(AH50为1.7 μg/ml),并在VEGF/NFAT报告基因实验中剂量依赖性地抑制VEGF信号。体内实验中,mKNP-301在激光诱导CNV模型中显著降低CNV等级(38.1% vs 对照63.6%)和体积,在碘酸钠模型中显著恢复ONL细胞数和面积并降低C3水平。
研究意义
KNP-301作为单一药物有望同时治疗新生血管性和非渗出性晚期AMD,其较长的玻璃体腔半衰期(226小时)可能延长给药间隔,减少注射次数,降低患者负担。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外结合活性评估

验证KNP-301对C3b和VEGF的特异性结合及亲和力。

使用SPR和ELISA测定KNP-301与人和各物种C3b及VEGF的结合动力学,并通过ELISA评估其对C3、C3b、FB、FH、C5等补体因子的选择性。

2

补体通路功能验证

验证KNP-301阻断补体替代途径的能力。

通过溶血实验,使用C1q-depleted血清评估替代途径(AH50),使用Factor B-depleted血清评估经典途径(CH50),比较KNP-301与CRIg-Fc对红细胞的溶血抑制作用。

3

VEGF信号通路功能验证

验证KNP-301阻断VEGF介导信号传导的能力。

使用表达VEGFR2/NFAT报告基因的HEK293细胞,加入VEGF165和测试物质(KNP-301或aflibercept),检测荧光素酶活性。

4

新生血管性AMD模型疗效评估

在激光诱导CNV模型中验证mKNP-301的体内疗效。

激光诱导C57BL/6JRj小鼠CNV模型,立即IVT注射mKNP-301或aflibercept,第7天通过FA和SD-OCT评估CNV等级和体积。

5

非渗出性AMD模型疗效评估

在碘酸钠诱导的非渗出性AMD模型中验证mKNP-301的疗效。

通过尾静脉注射NaIO3诱导非渗出性AMD,IVT注射mKNP-301(第0天和第7天),第14天通过DAPI染色评估ONL细胞数和面积,免疫荧光检测C3水平。

6

PK和理化性质研究

评估KNP-301在兔眼中的药代动力学和注射可行性。

对新西兰白兔IVT注射2.5 mg KNP-301,在不同时间点取样测定玻璃体和房水中的药物浓度;并用粘度计测量不同浓度下的粘度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Biacore 8KGE Healthcare29129951
Nunc MaxiSorp ELISA板BioLegend--
Quantikine ELISA洗涤缓冲液1R&D Systems--
基于BSA的封闭溶液R&D Systems--
底物试剂R&D Systems--
终止液R&D Systems--
洗板机BioTek--
Varioskan LUX----
VEGFR2/NFAT报告细胞系BPS Bioscience79387
Bio-Glo荧光素酶检测系统Promega--
VEGF165Sino Biological11066-HNAH
二极管激光----
DAPI----
Zetasizer APSMalvern--
m-VROC粘度计RheoSense--
B05芯片----
WinNonlinPharsight--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
SPR结合分析
KNP-301和抗原(C3b、VEGF)的浓度,缓冲液(HBS-EP+),仪器型号(Biacore 8K)
阅读提示:方法中Surface Plasmon Resonance部分
ELISA结合分析
包被抗原种类和来源,KNP-301浓度梯度,洗涤和封闭条件,检测抗体
阅读提示:方法中Enzyme-Linked Immunosorbent Assay部分
补体溶血实验
红细胞类型(绵羊、兔),血清类型和浓度(C1q-depleted、Factor B-depleted),KNP-301浓度范围,孵育时间和温度
阅读提示:方法中Inhibition of Classical/Alternative Complement Pathway部分
VEGF报告基因实验
细胞系(HEK293 VEGFR2/NFAT),VEGF165浓度(25 ng/ml),KNP-301浓度梯度,孵育时间(4小时)
阅读提示:方法中VEGF Bioassay部分
CNV模型
小鼠品系、年龄、性别,激光参数,IVT注射剂量和体积,分组和样本量,成像时间点(day0和day7),CNV分级标准
阅读提示:方法中Mouse Laser-Induced CNV Model部分,图4图例
非渗出性AMD模型
小鼠品系(C57BL/6n),年龄(8周),NaIO3剂量(20 mg/kg IV),IVT注射时间点(day0和7),样本量(n=15),分析终点(day14),ONL分析指标
阅读提示:方法中Mouse Nonexudative AMD Model部分,图5图例
兔PK研究
兔品系、体重范围,IVT给药剂量(2.5 mg),采样时间点,基质(玻璃体、房水),浓度测定方法(ELISA)
阅读提示:方法中Pharmacokinetics Study部分,图6、表2