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A Single-Step Chemoenzymatic Reaction for the Construction of Antibody-Cell Conjugates.
ACS Central Science ( IF 12.7 ) Pub Date : 2018-12-07 , DOI: 10.1021/acscentsci.8b00552 Jie Li 1, 2 , Mingkuan Chen 1 , Zilei Liu 1, 2 , Linda Zhang 1 , Brunie H Felding 1 , Kelley W Moremen 3 , Gregoire Lauvau 4 , Michael Abadier 5 , Klaus Ley 5 , Peng Wu 1
ACS Central Science ( IF 12.7 ) Pub Date : 2018-12-07 , DOI: 10.1021/acscentsci.8b00552 Jie Li 1, 2 , Mingkuan Chen 1 , Zilei Liu 1, 2 , Linda Zhang 1 , Brunie H Felding 1 , Kelley W Moremen 3 , Gregoire Lauvau 4 , Michael Abadier 5 , Klaus Ley 5 , Peng Wu 1
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Employing live cells as therapeutics is a direction of future drug discovery. An easy and robust method to modify the surfaces of cells directly to incorporate novel functionalities is highly desirable. However, genetic methods for cell-surface engineering are laborious and limited by low efficiency for primary cell modification. Here we report a chemoenzymatic approach that exploits a fucosyltransferase to transfer bio-macromolecules, such as an IgG antibody (MW∼ 150 KD), to the glycocalyx on the surfaces of live cells when the antibody is conjugated to the enzyme's natural donor substrate GDP-Fucose. Requiring no genetic modification, this method is fast and biocompatible with little interference to cells' endogenous functions. We applied this method to construct two antibody-cell conjugates (ACCs) using both cell lines and primary cells, and the modified cells exhibited specific tumor targeting and resistance to inhibitory signals produced by tumor cells, respectively. Remarkably, Herceptin-NK-92MI conjugates, a natural killer cell line modified with Herceptin, exhibit enhanced activities to induce the lysis of HER2+ cancer cells both ex vivo and in a human tumor xenograft model. Given the unprecedented substrate tolerance of the fucosyltransferase, this chemoenzymatic method offers a general approach to engineer cells as research tools and for therapeutic applications.
中文翻译：
用于构建抗体-细胞缀合物的一步化学酶反应。
利用活细胞作为治疗方法是未来药物发现的一个方向。非常需要一种简单而可靠的方法来直接修饰细胞表面以纳入新颖的功能。然而，细胞表面工程的遗传方法非常费力，并且由于原代细胞修饰效率低而受到限制。在这里，我们报告了一种化学酶法，当抗体与酶的天然供体底物 GDP-缀合时，利用岩藻糖基转移酶将生物大分子（例如 IgG 抗体（MW∼150 KD））转移到活细胞表面的糖萼上。岩藻糖。该方法不需要基因改造，速度快，生物相容性好，对细胞内源功能干扰小。我们应用这种方法使用细胞系和原代细胞构建了两种抗体-细胞缀合物（ACC），修饰后的细胞分别表现出特异性肿瘤靶向性和对肿瘤细胞产生的抑制信号的抵抗力。值得注意的是，赫赛汀-NK-92MI 缀合物（一种用赫赛汀修饰的自然杀伤细胞系）在离体和人类肿瘤异种移植模型中均表现出增强的诱导 HER2+ 癌细胞裂解的活性。鉴于岩藻糖基转移酶具有前所未有的底物耐受性，这种化学酶方法提供了一种将细胞工程化作为研究工具和治疗应用的通用方法。
更新日期：2018-12-07
中文翻译：
用于构建抗体-细胞缀合物的一步化学酶反应。
利用活细胞作为治疗方法是未来药物发现的一个方向。非常需要一种简单而可靠的方法来直接修饰细胞表面以纳入新颖的功能。然而，细胞表面工程的遗传方法非常费力，并且由于原代细胞修饰效率低而受到限制。在这里，我们报告了一种化学酶法，当抗体与酶的天然供体底物 GDP-缀合时，利用岩藻糖基转移酶将生物大分子（例如 IgG 抗体（MW∼150 KD））转移到活细胞表面的糖萼上。岩藻糖。该方法不需要基因改造，速度快，生物相容性好，对细胞内源功能干扰小。我们应用这种方法使用细胞系和原代细胞构建了两种抗体-细胞缀合物（ACC），修饰后的细胞分别表现出特异性肿瘤靶向性和对肿瘤细胞产生的抑制信号的抵抗力。值得注意的是，赫赛汀-NK-92MI 缀合物（一种用赫赛汀修饰的自然杀伤细胞系）在离体和人类肿瘤异种移植模型中均表现出增强的诱导 HER2+ 癌细胞裂解的活性。鉴于岩藻糖基转移酶具有前所未有的底物耐受性，这种化学酶方法提供了一种将细胞工程化作为研究工具和治疗应用的通用方法。
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