Insect cells as an engineering platform for the production of antibodies and antibody derived products

Abstract

In den letzten Jahren ist es zu einer deutlich gestiegenen Nachfrage an neuen therapeutischen Antikörper-Produkten gekommen. Die Entwicklung neuer Design- und Selektionsplatformen, sowie geeigneter Produktionssysteme ist somit von großer Bedeutung. Um die Eigenschaften dieser neu gestalteten Fragmente im Detail bewerten zu können haben wir ein effizientes Selektionsverfahren entwickelt. Hierfür wurden Baculovirus-Vektoren generiert die es ermöglichen ein IgG1 Fc-Fragment, welches an die Transmembran-Region der Influenza A Neuraminidase fusioniert wurde, um auf der Oberfläche von Insekten- und Säugerzellen zu präsentieren. Zelluläre Expression wurde mittels Durchflusszytometrie bestätigt, eine korrekte Faltung und Dimerbildung wurde durch Bindung an Staphylococcus aureus Protein A (SpA) und den humanen FcRI getestet. Weiters wurde ein auf Inseltenzellen basierendes System für die Produktion von human-ähnlichen Antikörpern entwickelt. Wir haben den humanen anti-gp41 Antikörper 3D6 in verschiedenen Insektenzellen exprimiert und in Bezug auf Produktausbeute, Spezifität und Glykosylierungsmuster mit einem in CHO exprimierten 3D6 Antikörper verglichen. "High Five" Zellen zeigten eine Ausbeute vergleichbar mit jener aus transienten Expressionen in Säugerzellen. Wir bestimmten die an Asparagin-297 gebundenen Oligosaccharid Strukturen der schweren Kette und testeten deren Funktionalität in Bezug auf Antigen-Bindung und ihre Fähigkeit Effektor-Funktionen auszulösen. "High Five" Zellen zeigten hierbei ein Glykosylierungsmuster das auf eine reduzierte biologische Aktivität vermuten lässt. Deshalb entwickelten wir ein Glykosylierung-Modul welches eine flexible Modifizierung der Glykosylierungskapazität diverser Insektenzellinien ermöglicht.In recent years there has been an increase in both availability and demand for new therapeutic antibody products. Thus, novel engineering and screening platforms as well as efficient and suitable expression schemes are required. In order to evaluate the specificities of newly designed antibody derived fragments we established an efficient selection method. Baculovirus vectors were designed to express and display an IgG1 Fc-fragment fused the transmembrane region of the Influenza A virus neuraminidase on the surface of insect and mammalian cells. Cellular expression was confirmed by FACS analysis; proper folding and dimer formation was tested by binding to Staphylococcus aureus Protein A (SpA) and human FcRI respectively. Further, an efficient insect cell based expression system was evaluated and established to produce human-like antibodies. We expressed the human anti-gp41 antibody 3D6 in different insect cells and compared product yield, specificity and glycosylation patterns to a 3D6 antibody expressed in Chinese hamster ovary cells. Using “High Five” cells we achieved amounts of secreted antibody comparable to those resulting from transient expression in mammalian cells. We determined the N-linked oligosaccharide structures present on asparagine-297 in IgG1 heavy chains and tested the functionality in terms of antigen binding and the ability to elicit effector functions. “High Five” cells showed a glycosylation pattern that might lead to a reduced biological activity. We therefore established a glycosylation module giving the possibility to flexibly modify the glycosylation capability of different insect cell lines.Dieter PalmbergerAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in dt. SpracheWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2011OeBB(VLID)193150