MT3.1: Sviluppo e validazione in vitro di un nanobody multivalente per il riconoscimento selettivo degli aggregati patologici della proteina tau

Nanobodies are antibodies made of only the variable region of the heavy chain. They are versatile and stable and represent one of the most promising innovations in biotechnology. In this work, the development and validation of a pan-tau multivalent nanobody that binds specific aggregation motifs of the pathological tau protein is analysed. Tauopathies, such as Alzheimer’s disease, are neurodegenerative disorders linked to the accumulation of pathological tau protein in neurons, which tend to aggregate into insoluble fibrils. The research discloses the development and validation of MT3.1, a nanobody that can bind with high affinity to tau monomer. This was selected by the creation of a synthetic library, the yeast display, and the selection of the library by various rounds of magnetic-activated cell sorting, fluorescence-activated cell sorting, and flow cytometry. To increase its avidity, researchers developed different constructs: tetravalent MT3.1-Fc has shown a strong affinity for tau fibrillar structures. Moreover, it recognises tau aggregation-specific epitopes produced in a pathophysiological context, making it a tau-specific antibody. This construct could represent an excellent diagnostic tool to diagnose tauopathies in an early stage, providing new options in the treatment of neurodegenerative disorders.

I nanobodies sono anticorpi formati dalla sola regione variabile della catena pesante, sono delle strutture versatili, stabili e rappresentano una delle innovazioni più promettenti nel campo delle biotecnologie. In questo elaborato si analizza lo sviluppo e la validazione di un nanobody pan-tau multivalente in grado di legare motif di aggregazione propri della proteina tau aberrante. Le taupatie, tra cui la malattia di Alzheimer, sono malattie neurodegenerative legate all’accumulo di proteina tau aberrante nei neuroni, che aggrega infine in strutture insolubili. In particolare, lo studio presenta un nanobody, MT3.1, capace di legare ad alta affinità i monomeri di tau. Esso è stato selezionato tramite creazione di una libreria sintetica, yeast display, e vaglio della libreria tramite diversi round di magnetic-activated cell sorting, fluorescence-activated cell sorting e flow cytometry. Per aumentarne l’avidità, sono stati prodotti dei costrutti multivalenti: il costrutto MT3.1-Fc tetravalente è risultato possedere una forte affinità per le strutture fibrillari di tau, in più riconosce epitopi di aggregazione specifici della proteina generata in un contesto fisiopatologico, il che lo rende un anticorpo specifico per tau. Questa struttura potrebbe essere un ottimo tool diagnostico per identificare precocemente le taupatie, aprendo nuove prospettive nella gestione delle malattie neurodegenerative.