Optimization of therapeutic antibodies by predicting antigen specificity from antibody sequence via deep learning

抗体 免疫原性 清脆的 生物 定向进化 深度测序 重组DNA 突变 肽库 抗原 曲妥珠单抗 计算生物学 分子生物学 基因 突变 遗传学 肽序列 基因组 癌症 突变体 乳腺癌
作者
Derek M. Mason,Simon Friedensohn,Cédric R. Weber,Christian Jordi,Bastian Wagner,Simon M. Meng,Roy A. Ehling,Lucia Bonati,Jan Dahinden,Pablo Gaínza,Bruno E. Correia,Sai T. Reddy
出处
期刊:Nature Biomedical Engineering [Springer Nature]
卷期号:5 (6): 600-612 被引量:203
标识
DOI:10.1038/s41551-021-00699-9
摘要

The optimization of therapeutic antibodies is time-intensive and resource-demanding, largely because of the low-throughput screening of full-length antibodies (approximately 1 × 103 variants) expressed in mammalian cells, which typically results in few optimized leads. Here we show that optimized antibody variants can be identified by predicting antigen specificity via deep learning from a massively diverse space of antibody sequences. To produce data for training deep neural networks, we deep-sequenced libraries of the therapeutic antibody trastuzumab (about 1 × 104 variants), expressed in a mammalian cell line through site-directed mutagenesis via CRISPR–Cas9-mediated homology-directed repair, and screened the libraries for specificity to human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). We then used the trained neural networks to screen a computational library of approximately 1 × 108 trastuzumab variants and predict the HER2-specific subset (approximately 1 × 106 variants), which can then be filtered for viscosity, clearance, solubility and immunogenicity to generate thousands of highly optimized lead candidates. Recombinant expression and experimental testing of 30 randomly selected variants from the unfiltered library showed that all 30 retained specificity for HER2. Deep learning may facilitate antibody engineering and optimization. Therapeutic antibodies can be optimized using deep-learning models trained on antibody-mutagenesis libraries to generate antibody variants and predict their antigen specificity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
喵喵发布了新的文献求助10
1秒前
yuyu完成签到,获得积分10
1秒前
CipherSage应助Vinaceliu采纳,获得10
2秒前
Ava应助蓦然回首采纳,获得10
2秒前
Lucas应助HU采纳,获得10
3秒前
3秒前
tjy完成签到,获得积分20
4秒前
soild完成签到,获得积分10
4秒前
青青草原懒洋洋完成签到 ,获得积分10
5秒前
yuyu发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
李爽完成签到,获得积分20
6秒前
肆水流云发布了新的文献求助20
7秒前
可爱的函函应助起名废人采纳,获得10
7秒前
tjy发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
嘉星糖完成签到,获得积分10
8秒前
经友菱完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
年华发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
linmu发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
zhang完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助xq1213采纳,获得10
10秒前
英姑应助April采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
FBI汪宁完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3146135
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2797529
关于积分的说明 7824671
捐赠科研通 2453925
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1305932
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627598
版权声明 601503