Modulating Mast Cell Activity with Novel Siglec-8 Targeted Nanobodies

Abstract

Mast cells play a pivotal role in allergic inflammation, making them critical targets for therapeutic intervention in conditions such as asthma and chronic urticaria. Siglec-8, an inhibitory receptor selectively expressed on mast cells and eosinophils, has been identified as a promising target due to its ability to suppress mast cell activation through ITIM-mediated signaling. In this study, we developed and characterized Siglec-8-targeted nanobodies with distinct binding properties, including homodimer and heterodimer formats. Our results demonstrate that heterodimer nanobodies rapidly induce Siglec-8 clustering, leading to efficient suppression of mast cell activation within 1 hour of treatment. This rapid effect is followed by receptor internalization, whereas homodimer nanobodies exhibited slower but sustained inhibitory effects through prolonged receptor clustering. These findings highlight the distinct temporal and functional mechanisms of Siglec-8 nanobody variants. This study underscores the potential of Siglec-8 clustering as a novel strategy for modulating v vi mast cell activity, providing a foundation for developing targeted and safer therapeutics for allergic and inflammatory disorders.

비만세포(Mast cell)는 알레르기 염증에서 중요한 역할을 담당하며, 천식과 만성 두드러기와 같은 질환에서 주요한 치료 표적으로 여겨지고 있습니다. Siglec-8은 비 만세포와 호산구에만 선택적으로 발현되는 억제 수용체로, ITIM(면역수용체 티로신 기반 억제 모티프)을 매개한 신호 전달을 통해 비만세포와 호산구의 활성화를 억제할 수 있는 능력으로 주목받고 있습니다. 본 연구에서는 Siglec-8에 특이적으로 결합하 는 나노바디(nanobody)를 개발하고, 각각의 결합 특성을 가지는 동질이량체 (homodimer) 및 이질이량체 (heterodimer) 형식을 포함한 다양한 나노바디를 특성 화하였습니다. 본 연구 결과, 이질이량체 나노바디는 Siglec-8의 클러스터링(clustering)을 빠 르게 유도하여 처리 후 1시간 이내에 비만세포 활성화를 효과적으로 억제하는 것으로 나타났습니다. 이와 달리 동질이량체 나노바디는 상대적으로 느리지만 지속적인 억제 효과를 보였으며, 이는 세포 표면에서 Siglec-8의 장기간 클러스터링과 관련이 있음 을 확인하였습니다. 이러한 결과는 Siglec-8 나노바디 변이체가 시간적 및 기능적 메커니즘에서 차별적인 특성을 가지고 있음을 시사합니다. 본 연구는 Siglec-8 클러스터링을 통한 비만세포 활성 억제의 가능성을 제시하며, 알레르기 및 염증성 질환을 치료하기 위한 표적화되고 안전한 치료법 개발의 기초를 제공합니다.