An integrated transcriptomic and proteomic approach to antibody sequencing and repertoire characterization

用于抗体测序和库表征的集成转录组学和蛋白质组学方法

• 批准号: 9254618
• 负责人: Natalie Castellana
• 金额: $ 38.84万
• 依托单位: DIGITAL PROTEOMICS LLC
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2017-02-16 至 2019-01-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9254618
• 关键词: Address; Algorithms; Animals; Antibiotic Resistance; Antibodies; Antibody Diversity; Antibody Repertoire; Antibody Response; Antigens; Area; Attention; Autoimmune Diseases; B-Lymphocytes; Base Sequence; Cells; Clone Cells; Data; Databases; Development; Disease; Drug Industry; Drug resistance; Genes; High-Throughput Nucleotide Sequencing; Human; Hybridomas; Immune response; Immunization; Immunize; Infection; Informatics; Injectable; Learning; Legal patent; Life Cycle Stages; Longitudinal Studies; Malignant Neoplasms; Mass Spectrum Analysis; Mature B-Lymphocyte; Measurement; Measures; Memory B-Lymphocyte; Methods; Monoclonal Antibodies; Mutation; Nucleotides; Organism; Outcome; Patients; Peptide Sequence Determination; Peptides; Phage Display; Pharmaceutical Preparations; Phase II Clinical Trials; Process; Proteins; Proteomics; Proxy; Reporting; Research; Resources; Sampling; Savings; Somatic Mutation; Specificity; Survivors; Technology; Therapeutic Monoclonal Antibodies; Therapeutic Polyclonal Antibodies; Time; TimeLine; Work; bacterial resistance; base; candidate identification; candidate selection; cost; design; digital; drug candidate; drug development; drug discovery; drug market; falls; improved; in vivo; infancy; insight; interest; molecular sequence database; next generation sequencing; novel; novel strategies; novel therapeutics; polyclonal antibody; proteogenomics; response; screening; therapeutic candidate; therapeutic development; tool; transcriptomics; vaccine trial

Antibodies are ideal drug candidates due to their high specificity for target  molecules.  Monoclonal antibodies represent one of the fastest growing segments of  the drug market, however, recent attention has focused on polyclonal antibodies  and monoclonal mixtures to reduce the opportunity for a disease to become drug  resistant.  Polyclonal antibodies sampled from disease survivors or immunized  hosts offer a wealth of new drug candidates.  Current pipelines for investigating the  immune response rely on hybridoma technology, which is time-­‐consuming and does  not come close to mimicking the diversity of antibodies present in the organism.   Next generation sequencing of B-­‐cells can deeply interrogate the immune response,  however, this technology falls short of providing insight into the best antibody drug  candidates.    We propose the development of Valens-­‐Poly, which will integrate mass  spectrometry-­‐based proteomics data with next generation sequencing of B-­‐cells, an  emerging field called immunoproteogenomics.  By interrogating the immune  response at the protein-­‐level, Valens-­‐Poly will be able to rank antibody sequences  based on their abundance, which is a proxy for specificity to the antigen of interest.   It is impossible to sequence all memory B-­‐cells in a host organism, therefore the  antibody sequences reported would only represent a small fraction of the antibodies  that could be present.  Using our patented spectral network approach, pioneered in  our monoclonal antibody sequencing tool, Valens, we will be able to recover  complementarity-­‐defining regions (CDRs) of antibodies even when the B-­‐cell was  not captured for next generation sequencing.  Finally, we will characterize the broad spectrum of antibodies produced as  part of the immune response, called the antibody repertoire.  Identifying changes in  germline gene usage and tracking clone abundance and lineage in response to  immunization or across patients is an important component of characterizing  diseases and guiding drug discovery.

抗体由于其对靶点的高度特异性而成为理想的候选药物 单克隆抗体代表了免疫学中增长最快的部分之一。 然而，药物市场最近的注意力集中在多克隆抗体上 和单克隆混合物来减少疾病成为药物的机会 从疾病幸存者或免疫接种者中取样的多克隆抗体 主办方提供了大量的新候选药物。目前的管道调查 免疫反应依赖于杂交瘤技术，这是耗时， 而不是模仿生物体中抗体的多样性。 下一代B细胞测序可以深入研究免疫反应， 然而，这项技术福尔斯未能提供最佳抗体药物的洞察力， 候选人 我们建议开发Valens-β-Poly，它将整合质量 光谱分析-基于质谱的蛋白质组学数据与下一代B细胞测序， 免疫蛋白基因组学。通过询问免疫 在蛋白质水平的反应，Valens-β-Poly将能够排名抗体序列 基于它们的丰度，其是对感兴趣抗原的特异性的代表。 不可能对宿主生物体中的所有记忆B-β细胞进行测序，因此， 报道的抗体序列仅代表抗体的一小部分 使用我们的专利光谱网络方法， 我们的单克隆抗体测序工具Valens，我们将能够恢复 即使当B-β-细胞与抗体的互补决定区（CDR）结合时， 未被捕获用于下一代测序。 最后，我们将描述产生的广谱抗体的特征， 免疫反应的一部分，称为抗体库。 生殖系基因的使用和跟踪克隆丰度和谱系， 免疫接种或跨患者是表征 疾病和指导药物发现。