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High-affinity decoy protein, nFD164, with an inactive Fc region as a potential therapeutic drug targeting CD47 - 29/04/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2023.114618 
Zhihong Wang a, 1, Naijing Hu a, 1, Haitao Wang b, 1, Yuanyu Wu a, Guiqi Quan a, c, Yahui Wu a, c, Xinying Li a, , Jiannan Feng a, , Longlong Luo a,
a State Key Laboratory of Toxicology and Medical Countermeasures, Beijing Institute of Pharmacology and Toxicology, Beijing 108500, China 
b Department of Hematology, The Fifth Medical Center of Chinese PLA General Hospital, Beijing 100071, China 
c School of Medicine, Hunan Normal University, Changsha 410013, Hunan, China 

Corresponding authors.

Abstract

CD47, as an innate immune checkpoint molecule, is an important target of cancer immunotherapy. We previously reported that a high-affinity SIRPα variant FD164 fused with IgG1 subtype Fc showed a better antitumor effect than wild-type SIRPα in an immunodeficient tumor-bearing model. However, CD47 is widely expressed in blood cells, and the drugs targeting CD47 may cause potential hematological toxicity. Herein, we modified the FD164 molecule by Fc mutation (N 297 A) to inactivate the Fc-related effector function and named it nFD164. Moreover, we further studied the potential of nFD164 as a candidate drug targeting CD47, including the stability, in vitro activity, antitumor activity of single or combined drugs in vivo , and hematological toxicity in humanized CD47/SIRPα transgenic mouse model. The results show that nFD164 maintains strong binding activity to CD47 on tumor cells, but has weak binding activity with red blood cells or white blood cells, and nFD164 has good drug stability under accelerated conditions (high temperature, bright light and freeze-thaw cycles). More importantly, in the immunodeficient or humanized CD47/SIRPα transgenic mice bearing tumor model, the combination of nFD164 and anti-CD20 antibody or anti-mPD-1 antibody had a synergistic antitumor effect. Especially in transgenic mouse models, nFD164 combined with anti-mPD-1 significantly enhanced tumor suppressive activity compared with anti-mPD-1 ( P   <  0.01) or nFD164 ( P   <  0.01) as a single drug and had fewer hematology-related side effects than FD164 or Hu5F9-G4. When these factors are taken together, nFD164 is a promising high-affinity CD47-targeting drug candidate with better stability, potential antitumor activity, and improved safety profile.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

nFD164 exhibits high tumor targeting effect and weak blood cell binding activity.
nFD164 exhibits potent synergistic anti-tumor effect with anti-CD20 or anti-PD-1 antibody.
nFD164 maintains favorable hematological safety in transgenic mice model.
nFD164 shows good structural stability, pharmacological properties, and potential for drug development.
nFD164 could be a promising therapeutic drug candidate for solid tumor or hematological malignancies.

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Keywords : CD47, Cancer immunotherapy, SIRPα, NFD164, Inactive Fc


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