がん免疫療法における治療用抗体の機能の構造的基盤の解明(Resolving the structural basis of therapeutic antibody function in cancer immunotherapy)

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2025-08-08 ミュンヘン大学(LMU)

LMUミュンヘン(ルートヴィヒ・マクシミリアンス大学)とマックス・プランク生化学研究所のラルフ・ユングマン教授らは、スーパーレゾリューション顕微鏡技術「RESI(Resolution Enhancement by Sequential Imaging)」を用いて、がん免疫療法で用いられる抗CD20抗体(リツキシマブ、オビヌツズマブなど)とその標的であるCD20受容体との相互作用を一分子レベルで可視化することに成功しました。本研究により、Type I抗体はCD20受容体の高次オリゴマー形成を促進する一方、Type II抗体ではクラスタリングが限定的であることが明らかになり、それぞれの抗体の構造的特徴が治療効果の違いに直結していることが示されました。これにより、細胞膜上での抗体–受容体複合体のナノ構造を理解しながら、次世代抗体の合理的デザインにつなげる新たな道が開かれました。

<関連情報>

RESIを用いたがん免疫療法における治療用抗体の機能の構造的基盤の解明 Resolving the structural basis of therapeutic antibody function in cancer immunotherapy with RESI

Isabelle Pachmayr,Luciano A. Masullo,Susanne C. M. Reinhardt,Jisoo Kwon,Maite Llop,Ondřej Skořepa,Sylvia Herter,Marina Bacac,Christian Klein & Ralf Jungmann
Nature Communications  Published:23 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-61893-w

がん免疫療法における治療用抗体の機能の構造的基盤の解明(Resolving the structural basis of therapeutic antibody function in cancer immunotherapy)

Abstract

Monoclonal antibodies (mAb) are key therapeutic agents in cancer immunotherapy and exert their effects through Fc receptor-dependent and -independent mechanisms. However, the nanoscale receptor reorganization resulting from mAb binding and its implications for the therapeutic mode of action remain poorly understood. Here, we present a multi-target 3D RESI super-resolution microscopy technique that directly visualizes the structural organization of CD20 receptors and the Type I (e.g., Rituximab) and Type II (e.g., Obinutuzumab) anti-CD20 therapeutic antibodies and quantitatively analyze these interactions at single-protein resolution in situ. We discover that, while Type I mAbs promote higher-order CD20 oligomerization, Type II mAbs induce limited clustering, leading to differences in therapeutic function. Correlating RESI with functional studies for Type II antibodies with different hinge region flexibilities, we show that the oligomeric CD20 arrangement determines the Type I or Type II function. Thus, the nanoscale characterization of CD20-mAb complexes enhances our understanding of the structure-function relationships of therapeutic antibodies and offers insights into the design of next-generation mAb therapies.

生物工学一般
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