Generación y caracterización de fragmentos de anticuerpo recombinantes multiespecíficos para inmunoterapia del cáncer

• Autores: Antonio Tapia Galisteo
• Directores de la Tesis: Laura Sanz Alcober (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Lacadena García-Gallo (presid.), Pedro Roda Navarro (secret.), Jorge Luis Martínez Torrecuadrada (voc.), Belén Blanco Durango (voc.), L. Anel (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Investigación Biomédica por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Inmunología
      • Anticuerpos
  • Ciencias médicas
    • Ciencias clínicas
      • Oncología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    En las últimas décadas, los anticuerpos biespecíficos (AcBs) han demostrado su potencial terapéutico en cáncer, culminando con la aprobación de blinatumomab para el tratamiento de la leucemia linfoblástica aguda (2014) y amivantamab para el del cáncer de pulmón no microcítico (2021). Sin embargo, a pesar del incremento exponencial del número de AcBs en desarrollo, su uso terapéutico ha mostrado limitaciones de eficacia y seguridad inherentes a su diseño. En este trabajo se describe y evalúa un nuevo formato de anticuerpo triespecífico (AcTs) que redirige la actividad de linfocitos T hacia células de cáncer colorrectal (CCR). El AcTs en formato TriTE (del inglés, Trispecific T-cell Engager) se encuentra formado por un scFv (del inglés, single-chain Fv) anti-CD3 flanqueado por dos dominios VHH frente a los antígenos asociados a tumor (AAT) EpCAM y EGFR. Este anticuerpo, eficientemente expresado en células de mamífero y en levaduras, es capaz de reconocer sus antígenos diana en la superficie celular, así como de desencadenar la actividad citotóxica de linfocitos T de forma específica hacia células de CCR que expresan EpCAM y/o EGFR, aunque en menor medida en las células que expresan solo uno de los AAT. In vitro, la lisis de células de CCR que expresan ambos AAT promovida por TriTE fue al menos 20 veces más potente que la de células solo EpCAM+ o EGFR+. Además, fue capaz de retrasar el crecimiento tumoral y aumentar de forma significativa la supervivencia in vivo. La ausencia de actividad citotóxica frente a células de CCR doble negativas y la actividad limitada frente a células que solo expresan uno de los AAT, apuntan hacia una mayor especificidad y un mejor perfil de seguridad de TriTE con respecto a los AcBs convencionales. Además, el reconocimiento dual de dos AAT distintos puede reducir el riesgo de escape tumoral asociado a la heterogeneidad antigénica intrínseca o a la pérdida de su expresión por la presión selectiva de las terapias basadas en AcBs. Por otro lado, PD-L1 y TGF-beta juegan un papel clave en el complejo efecto inmunosupresor promovido por el microambiente tumoral (MT), que puede condicionar el éxito de la inmunoterapia incluso en aquellos pacientes que presentan infiltrado inmune con potencial antitumoral. En este trabajo se ha diseñado también un AcBs en formato tándem scFv o (scFv)2 basado en dos fragmentos de anticuerpo anti-PD-L1 y anti-TGF-beta. Este anticuerpo reconoce sus antígenos diana y bloquea la señalización intracelular que desencadena la interacción de ambos receptores con sus ligandos. Esta terapia podría revigorizar per se el infiltrado inmune anergizado en tumores con alta carga mutacional y mejorar la supervivencia de los pacientes. Además, el tratamiento combinado de este AcBs con otro en formato TriTE aumenta hasta 35 veces su efecto citotóxico. Estos resultados sugieren que la combinación de anticuerpos que reclutan linfocitos T y anticuerpos que inhiben el efecto inmunosupresor del MT podrían ser una opción terapéutica para pacientes con tumores inmunoexcluidos, potenciando la infiltración de células inmunes efectoras y funcionales en los mismos.

  • English

    In the last decades, biespecific antibodies (BsAb) have shown a great therapeutic potential in cancer, leading to the approval of blinatumomab for acute lymphoblastic leukemia treatment (2014) and amivantamab for non-small cell lung cancer (2021). In spite of the increasing number of BsAb in development, their therapeutic use has revealed limitations related to efficacy and safety. Here, we describe and characterize a new trispecific antibody (TsAb) format, named TriTE (Trispecific T-cell Engager), which redirects T cell response toward colorectal cancer (CRC) cells. The TriTE antibody consists of two anti-EGFR and anti-EpCAM single-domain VHH antibodies fused to an anti-CD3 scFv (single-chain Fv) antibody fragment. This antibody, which is efficiently expressed by mammalian and yeast cells, is able to recognize its target antigens on the cell surface, as well as trigger specific cytotoxic T cell response against EGFR- and/or EpCAM-expressing CRC cells, although to a lesser extent in those which express a single tumor-associated antigen (TAA). In vitro, specific cytolysis of double-positive CRC cells induced by TriTE was at least 20-fold stronger compared to that of single-positive CRC cells. Moreover, TriTE was able to delay the tumor growth and significantly increased survival in vivo. A higher specificity and a better safety profile of TriTE regarding conventional BsAb are expected, since double-negative CRC cells were spared and the killing of single-positive cells was limited. In addition, the dual targeting of two different TAA can decrease the risk of tumor scape due to intratumor antigenic heterogeneity or antigen loss associated to selective pressure by BsAb-based therapies...