Stability-Diversity Tradeoffs Impose Fundamental Constraints on Selection of Synthetic Human VH/VL Single-Domain Antibodies from In Vitro Display Libraries
Notice bibliographique
Résumé
Human autonomous VH/VL single-domain antibodies (sdAbs) are attractive therapeutic molecules, but often suffer from suboptimal stability, solubility and affinity for cognate antigens. Most commonly, human sdAbs have been isolated from in vitro display libraries constructed via synthetic randomization of rearranged VH/VL domains. Here, we describe the design and characterization of three novel human VH/VL sdAb libraries through a process of: (i) exhaustive biophysical characterization of 20 potential VH/VL sdAb library scaffolds, including assessment of expression yield, aggregation resistance, thermostability and tolerance to CDR substitutions; (ii) in vitro randomization of the CDRs of three VH/VL sdAb scaffolds, with tailored amino acid representation designed to promote solubility and expressibility; and (iii) systematic benchmarking of the three VH/VL libraries by panning against five model antigens. We isolated ≥1 antigen-specific human sdAb against four of five targets (13 VHs and 7 VLs in total); these were predominantly monomeric, had antigen-binding affinities ranging from 5 nM – 12 µM (average: 2 – 3 µM), but had highly variable expression yields (range: 0.1 – 19 mg/L). Despite our efforts to identify the most stable VH/VL scaffolds, selection of antigen-specific binders from these libraries was unpredictable (overall success rate for all library-target screens: ~53%) with a high attrition rate of sdAbs exhibiting false positive binding by ELISA. By analyzing VH/VL sdAb library sequence composition following selection for monomeric antibody expression (binding to protein A/L followed by amplification in bacterial cells), we found that some VH/VL sdAbs had marked growth advantages over others, and that the amino acid composition of the CDRs of this set of sdAbs was dramatically restricted (bias towards Asp and His and away from aromatic and hydrophobic residues). Thus, CDR sequence clearly dramatically impacts the stability of human autonomous VH/VL immunoglobulin domain folds, and sequence-stability tradeoffs must be taken into account during the design of such libraries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».