多価のCXCR4ターゲティングナノボディ形式は、親和性、受容体クラスタリング、拮抗作用に異なる影響を与える

ケモカイン受容体CXCR4は、STEMおよび免疫細胞の発生と移動に関与していますが、さまざまな癌の腫瘍の進行と転移にも関与しています。したがって、リガンド（CXCL12）によるCXCR4シグナル伝達に拮抗することは、治療上の関心です。現在、造血幹細胞の動員のために、市場には2つの小分子CXCR4拮抗薬がいます。癌を含むさまざまな適応症のために、高度の高度と安全性プロファイルを備えた他の分子が開発されています。さらに、CXCR4を標的とする複数の拮抗的なナノボディは、CXCR4ターゲティング分子AMD3100（PlerixaFor）と比較して同様の効力を示し、二価誘導体の熱心な結合によってさらに強化されました。この研究では、Avidityによって異なる影響を与える可能性のあるさまざまな多価ナノボディ形式の親和性を比較することを目指しました。柔軟なGSリンカーへの融合、ヒトIgG1のFC領域、異なるC4BP/CLR多量配分ドメイン、または3試合リンカー足場への部位指向の共役を介して、バイライバルからデカバレンツまでのバレンシーからさまざまなバレンシーを持つさまざまな種類の多価ナノボディを生成しました。。これらのうち、特にヒトFCに対するC末端融合は、CXCL12を介したGαILまたはβ-アレスチン動員をそれぞれ阻害する際の2ログ倍および3ログ倍の効力により最も有利でした。全体として、受容体クラスタリングを誘導できる多価および高度CXCR4拮抗性ナノボディを生成するための戦略を説明し、FC-Tailへの融合により、ヒンジリンカーに関係なく最高の環境効果が得られると結論付けます。

The chemokine receptor CXCR4 is involved in the development and migration of stem and immune cells but is also implicated in tumor progression and metastasis for a variety of cancers. Antagonizing ligand (CXCL12)-induced CXCR4 signaling is, therefore, of therapeutic interest. Currently, there are two small-molecule CXCR4 antagonists on the market for the mobilization of hematopoietic stem cells. Other molecules with improved potencies and safety profiles are being developed for different indications, including cancer. Moreover, multiple antagonistic nanobodies targeting CXCR4 displayed similar or better potencies as compared to the CXCR4-targeting molecule AMD3100 (Plerixafor), which was further enhanced through avid binding of bivalent derivatives. In this study, we aimed to compare the affinities of various multivalent nanobody formats which might be differently impacted by avidity. By fusion to a flexible GS-linker, Fc-region of human IgG1, different C4bp/CLR multimerization domains, or via site-directed conjugation to a trivalent linker scaffold, we generated different types of multivalent nanobodies with varying valencies ranging from bivalent to decavalent. Of these, C-terminal fusion, especially to human Fc, was most advantageous with a 2-log-fold and 3-log-fold increased potency in inhibiting CXCL12-mediated Gαi- or β-arrestin recruitment, respectively. Overall, we describe strategies for generating multivalent and high-potency CXCR4 antagonistic nanobodies able to induce receptor clustering and conclude that fusion to an Fc-tail results in the highest avidity effect irrespective of the hinge linker.