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

点击翻译按钮获取中文摘要

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.