ImmunoPrecise Antibodies is een nog steeds uitdijende one-stop-shop voor het ontwikkelen, selecteren, engineeren en produceren van therapeutische antilichamen.

Constante factor bij de vele technologieën en platforms die bij IPA in Oss worden toegepast is het gebruik van allerhande disposables van Greiner Bio-One.

Therapeutische cocktail tegen corona

ImmunoPrecise Antibodies heeft klanten in de hele (bio)farmaceutische sector, van big pharma bedrijven tot aan virtual companies, die alleen ideeën genereren en geen lab hebben. Zo’n denktank is ook binnen IPA opgericht in de vorm van Talem Therapeutics, waarvoor het experimentele werk wordt gedaan door de operationele bedrijven binnen IPA. “We hebben deze entiteit opgericht om innovatieve manieren te vinden om een bepaald ziektebeeld te behandelen. We streven er hierbij naar om ‘first-in-class’ of ‘best-in-class’ te zijn. Succesvolle moleculen willen we dan uitlicenseren. Zelf op de markt zetten voert wat te ver, maar in uitzonderlijke gevallen is een product naar fase 1/2-studies brengen een optie”, vertelt Ilse.

Inmiddels zijn de eerste early-stage antilichamen uitgelicenseerd, waarbij de binding en een bepaalde functionaliteit zijn gevalideerd. Een stuk verder in de ontwikkeling is het bedrijf met Polytope, een op vier antilichamen gebaseerde therapeutische cocktail tegen corona. Onlangs maakte IPA positieve resultaten bekend in pre-klinische tox-studies. Naar verwachting kunnen eind van dit jaar de eerste klinische trials worden gestart, wat volgens Ilse na 2,5 jaar ontwikkeling waanzinnig snel is.

Hoe snel dat ook ging, IPA zal niet de eerste zijn met een anti-corona therapie. “Onze strategie was te komen tot een cocktail van tenminste drie antilichamen die tegelijkertijd op het spike-eiwit van het SARS-CoV-2 binden, zodat de therapie ook bij de komst van nieuwe varianten effectief blijft. Dat is een stuk uitdagender dan het maken van een ‘gewone’ binder. Dat zette ons aanvankelijk op een achterstand, maar als je nu ziet dat meerdere toegelaten producten die bestaan uit een of twee antilichamen niet effectief zijn tegen alle Omicron varianten, dan biedt dat voor Polytope veel perspectief. Zeker voor de langere termijn: een significant deel van de mensen heeft een slecht afweersysteem, sommige kunnen soms helemaal niet gevaccineerd worden. Die kan je beschermen via passieve immunisatie, waarbij ze na een shot antilichamen weer kunnen meedraaien in de maatschappij!”

Die medewerkers krijgen binnen afzienbare tijd ook hulp vanuit de AI/ML-kant. Begin dit jaar heeft ImmunoPrecise Antibodies het Belgische bedrijf BioStrand overgenomen, dat een platform heeft ontwikkeld waarmee razendsnel grote hoeveelheden data kunnen worden verwerkt en op een slimme manier aan elkaar kunnen worden gelinkt. Dit platform is in eerste instantie opgezet voor omics-data: hoe kunnen we al die vertaalslagen van DNA- en RNA-sequenties naar eiwitten, labdata, klinische trial data zodanig organiseren dat je meer grip op de data krijgt. “Momenteel wordt er hard gewerkt aan een workflow voor de therapeutische antilichamen”, vertelt Ilse. “Alle technologieën en assays die we gebruiken leveren enorme hoeveelheden data op, die we hiermee sneller en slimmer kunnen analyseren. Dat levert bijvoorbeeld een betere voorspelbaarheid in de vertaalslag van in vitro assays naar de in vivo wereld, zeker omdat we het AI-systeem kunnen voeden met onze eigen data om het verder te trainen. Dat voorspellen zullen we meer en meer in silico gaan doen, in een vroegtijdig stadium van het traject. In combinatie met de hele snelle dataverwerking kan je dan beginnen met honderden binders in plaats van een tiental. Met AI maak je dan de eerste reductieslag: welke geven geen bijwerkingen, welke zijn goed produceerbaar, enzovoorts. De meest kansrijke breng je naar het lab om te screenen. Dat versnelt het traject enorm. Wie is daar niet blij om?”

Met het uitgebreide arsenaal aan technologieën en platforms kan je al een heel eind komen in een klantspecifiek traject. “Maar in de ontwikkeling van therapeutische antilichamen blijft het cruciaal om naar de uiteindelijke toepassing en dus de gewenste functionaliteiten van het antilichaam te kijken en daarop gebaseerd een ontwikkelprogramma op te zetten waarbij deze technologieën en platforms op de juiste manier worden ingezet. Elke toepassing is uniek, dus het is niet zo dat we voor ieder programma een standaard pakket kunnen toepassen. Sowieso krijgen we steeds ingewikkeldere vragen van klanten. Hierdoor wordt de moeilijkheidsgraad steeds hoger. Dat betekent dat we continu onze tools aan het verbeteren en aanpassen zijn om aan de eisen van een nieuwe toepassing te kunnen voldoen”, vertelt Debby.

Een meer continue factor binnen deze dynamiek zijn de disposables die worden gebruikt, zoals weefselkweekmateriaal, pipetpunten en buizen. Deze basislabbenodigdheden, die al jarenlang worden geleverd door Greiner Bio-One, zie je overal terug, behalve natuurlijk in het in silico-stuk. “Bij de keuze van een leverancier staat bij ons de kwaliteit bovenaan, gevolgd door aspecten als prijs en service. Omdat door de corona-crisis en de naweeën ervan leveringen overal in de labwereld problematisch zijn, hebben we daar de afgelopen tijd ook met Greiner meer contact over gehad dan normaal. Hierbij ondervonden wij een flexibele en probleemoplossende insteek, met een goede en open communicatie. Een dergelijke behandeling, die wij ook met onze eigen klanten nastreven, stellen wij zeer op prijs. En ja, we hebben wel degelijk iets gemerkt van leveringsproblemen, maar tot nu toe hebben we daar altijd wel een draai aan kunnen geven”, aldus Debby, die in Oss zo’n 30 medewerkers in en om de diverse laboratoria heeft werken.

Het labwerk naar een therapeutisch antilichaam kan in vier delen worden opgesplitst. Dat begint bij het doelspecifiek genereren van het antigen, waarbij veelal op basis van in silico modelling de juiste domeinen van het doelantigen zijn geselecteerd. Deze eerste fase levert afhankelijk van de ingezette technologie bijvoorbeeld gesynthetiseerde peptides, recombinante eiwitten, antilichamen of antilichaamfragmenten, cellijnen die geschikt zijn voor immunisatie of plasmides voor genetische immunisatie op. Een en ander is afhankelijk van de karakteristieken van het antigen, het uitgangsmateriaal en de beoogde karakteristieken van het uiteindelijke therapeutische molecuul.

Fase twee is het immuniseren, dat ook weer op allerlei manieren kan plaatsvinden, zoals genetische immunisatie, whole cell immunisatie en ook de meer klassieke methoden als eiwit- en peptide-injecties. Regelmatig worden hiervoor transgene dieren ingezet, die door modificaties al humane antilichamen kunnen maken. Daardoor is het niet nodig om ze in een vervolgstap te humaniseren.

Hierna volgt de discovery fase, feitelijk het uit de B-cellen halen van de antilichamen. Ook dat kan weer op verschillende manieren, onder andere met behulp van faagbibliotheken en het vormen van hybridoma’s. Belangrijk hier is ook het zelf ontwikkelde B-cell Select platform, dat voorziet in het analyseren van miljoenen immuuncellen om uit geïmmuniseerde dieren natieve, monoklonale antilichamen te genereren die specifiek gericht zijn tegen een antigeen en een snelle selectie van topkandidaten mogelijk maken. Deze worden in de laatste stap verder gekarakteriseerd en geoptimaliseerd aan de hand van veelal customized assays.

Na karakterisering en de daaruit voortvloeiende uitgebreide dataset wil de klant vaak ook een batch hebben om bijvoorbeeld data te genereren voor patenten of bepaalde studies uit te voeren. Ook daarin kan IPA voorzien, tot aan de validatie, die vooraf gaat aan de eerste veiligheidsstudies.

Die extra screenings passen in de trend om het in kaart brengen van de totale functionaliteit van een antilichaam uit te besteden en het hele pakket in één hand te leggen. “Aan ons is het dan om de selectieprocedures zo te tweaken of je assays zo op te zetten dat je als screener al heel vroeg zicht hebt op die karakteristieken. Dat maakt de succeskans een stuk groter. En is ook efficiënter, want je bent in een eerder stadium ‘kansloze’ antilichamen kwijt, en hoeft dus met minder eiwitten aan een vervolgtraject te beginnen. Dat kan bij zo’n uitgebreid screeningprogramma behoorlijk uitmaken”, legt Ilse uit.

Los van de steeds uitgebreidere screeningen biedt ImmunoPrecise Antibodies ook een steeds groter deel van het ontwikkeltraject aan, met als doel het totale datapakket aan te kunnen leveren voor het filen van het therapeutische antilichaam voor klinische trials. Dat verloopt deels via partners, waarbij IPA fungeert als facilitator. “Klanten vinden het prettig om alles onder één dak onder te brengen. Dat is efficiënter dan een molecuul van A naar B (en misschien nog wel naar C en D) te brengen, waarbij je iedere keer alles weer gedetailleerd moet uitleggen, onderhandelen en maar afwachten of je direct aan de beurt bent. Voor ons is dat ook fijn werken. Omdat wij betrokken zijn vanaf het begin van het programma kennen we exact de pitfalls. Die kennis kunnen we de hele weg naar de kliniek gebruiken.”

“Een ander aspect, dat soms wordt onderschat door klanten, is dat de antilichamen karakteristieken kunnen hebben die ze minder geschikt maakt om te produceren. Dat kan leiden tot fors hogere productiekosten. En als ze bijvoorbeeld aan elkaar plakken, dan krijg je niet-homogene batches. Dat wil je omwille van de reproduceerbaarheid natuurlijk vermijden”, zegt Nienke Smits, directeur klantrelaties bij ImmunoPrecise Antibodies. “Ook moet je er mee rekening houden dat het eiwit karakteristieken heeft die bijwerkingen kunnen veroorzaken, die niet direct gerelateerd zijn aan het target. Als je bijvoorbeeld een target hebt dat op gezonde cellen zit, kan je je voorstellen dat ook die gezonde cellen worden aangevallen. Dat kan je van tevoren redelijk inschatten. Maar krijg je een immuunrespons tegen dit eiwit (wat zeker niet voor ieder eiwit hetzelfde is) of zit er een soort van reactiviteit in dat antilichaam waardoor a-specifieke bindingen een bepaald effect geven, dan ben je verder van huis. Door ook te screenen op dergelijke bijkomende, niet-functionele eigenschappen kom je niet in de situatie dat je op basis van functionele parameters een aantal moleculen hebt geselecteerd, die vanwege negatieve resultaten in aspecten als produceerbaarheid en a-specifieke bijwerkingen het in een later stadium alsnog niet zullen halen.”

Debby Kruijsen, general manager van de IPA-site in Oss, ziet dat de eisen die aan de antilichamen worden gesteld steeds specifieker worden, zeker ook ten aanzien van de functionaliteit. “In de ModiQuest-tijd kregen we veelal de vraag ‘we willen dat eiwit, daar willen we antistoffen tegen’. Dat gingen we dan maken en meten, en daar bleef het bij. Tegenwoordig anticiperen we op de vervolgvraag en het gehele traject van start tot aan de kliniek, dus dat we een antilichaam maken dat specifiek daar en daar op bindt (en niet op die en die plek). Daarbij gaat het niet alleen maar om de binding op het target, maar ook om de effecten. Dat je met het antilichaam een cel kan aanzetten om bepaalde stimuleringen in gang te zetten. Of dat er een blokkerend effect is op het eiwit dat normaalgesproken in de natuur bindt aan die receptor. Of dat je een antilichaam bi-specifiek wilt gebruiken, om bijvoorbeeld een tumor- en immuuncel samen te brengen. Daar komt dan ook nog een hele trits aan functionele eigenschappen bij. Dat het bijvoorbeeld wel zijn werk doet bij een pH van 5, maar niet bij een pH van 7.”

Sneller en beter voorspelbaar

Constante factor

Uitgebreide toolkit

Meer outsourcen

Produceerbaar

Functionaliteit

Op de vraag waar nu de crux zit voor het succesvol ontwikkelen van een therapeutisch antilichaam weerstaat Ilse Roodink, CSO van ImmunoPrecise Antibodies (IPA), de verleiding om de hele trits aan technologieën op te sommen die het bedrijf in huis heeft. “Hoeveel kunstjes je ook kan, als je niet goed voor ogen hebt wat de klant precies wil, kan je niet optimaal profijt halen uit al die technieken. Voordat klanten met ons om tafel zitten hebben ze al een idee over een antilichaam (de primaire lead) en hoe ze dat therapeutisch willen inzetten om bijvoorbeeld een tumor op te ruimen; hoe ze die willen aanvallen; hoe ze de specifieke targets op de tumor denken te kunnen bereiken. Wat dat betreft proberen we zo veel mogelijk informatie boven tafel krijgen. Vanuit een CRO-perspectief gaan wij dan stapsgewijs terugredeneren: hoe komen wij tot dat antilichaam met die en die eigenschappen; wat hebben we nodig om het te maken? Op basis daarvan stellen we een traject voor, inclusief kosten en kans van slagen. Sommige klanten hebben al goed voor ogen hoe ze dat antilichaam willen laten genereren. Maar bij andere ligt dat nog helemaal open.”Op de vraag waar nu de crux zit voor het succesvol ontwikkelen van een therapeutisch antilichaam weerstaat Ilse Roodink, CSO van ImmunoPrecise Antibodies (IPA), de verleiding om de hele trits aan technologieën op te sommen die het bedrijf in huis heeft. “Hoeveel kunstjes je ook kan, als je niet goed voor ogen hebt wat de klant precies wil, kan je niet optimaal profijt halen uit al die technieken. Voordat klanten met ons om tafel zitten hebben ze al een idee over een antilichaam (de primaire lead) en hoe ze dat therapeutisch willen inzetten om bijvoorbeeld een tumor op te ruimen; hoe ze die willen aanvallen; hoe ze de specifieke targets op de tumor denken te kunnen bereiken. Wat dat betreft proberen we zo veel mogelijk informatie boven tafel krijgen. Vanuit een CRO-perspectief gaan wij dan stapsgewijs terugredeneren: hoe komen wij tot dat antilichaam met die en die eigenschappen; wat hebben we nodig om het te maken? Op basis daarvan stellen we een traject voor, inclusief kosten en kans van slagen. Sommige klanten hebben al goed voor ogen hoe ze dat antilichaam willen laten genereren. Maar bij andere ligt dat nog helemaal open.”