Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Биспецифическое моноклональное антитело ( BsMAb , BsAb ) представляет собой искусственный белок , который может одновременно связываться с двумя различными типов антигенов . BsMab можно производить в нескольких структурных форматах, и в настоящее время изучаются возможности их применения для иммунотерапии рака и доставки лекарств. [1]

Типы конструкций и методы изготовления [ править ]

Три типа биспецифических антител: трифункциональное антитело , химически связанный Fab и биспецифический активатор Т-клеток (нижний ряд). Синяя и желтая части позволяют отличить части от отдельных моноклональных антител .

Существует множество форматов bsMab, но две основные категории - это IgG-подобные и не-IgG-подобные. [1] Основными типами производственных методов являются квадромы, химическая конъюгация и генетическая рекомбинация, и каждый метод имеет уникальный формат. [1] [2]

IgG-подобные [ править ]

Этот формат сохраняет традиционную структуру моноклональных антител (mAb) двух ветвей Fab и одной области Fc , за исключением того, что два сайта Fab связывают разные антигены. Наиболее распространенные типы называются трехфункциональными антителами , поскольку они имеют три уникальных сайта связывания на антителе: две области Fab и область Fc. Каждая пара тяжелой и легкой цепей происходит от уникального mAb. Область Fc, состоящая из двух тяжелых цепей, образует третий сайт связывания. Эти bsMab часто получают методом квадромы или гибридной гибридомы . [3] [4] [5]

Ручка DVD-Ig в отверстии
Подход «ручки в отверстия» для производства IgG-подобных bsMab показан слева, а диаграмма, изображающая формат DVD-Ig, - справа. Красная точка указывает возможный сайт для введения мутации в тяжелую цепь. Синий и желтый соответствуют отдельным моноклональным антителам.

Однако метод квадромы полагается на случайный шанс сформировать пригодные для использования bsMab и может быть неэффективным. Другой метод производства IgG-подобных bsMab называется «выступы в отверстия» и основан на введении мутации для большой аминокислоты в тяжелой цепи одного mAb и мутации для небольшой аминокислоты в тяжелой цепи другого mAb. Это позволяет целевым тяжелым цепям (и их соответствующим легким цепям) лучше согласовываться друг с другом и делает продукцию bsMab более надежной. [1] [2]

Не-IgG-подобные [ править ]

Существуют и другие bsMab, в которых полностью отсутствует Fc-область. К ним относятся химически связанные Fab , состоящие только из Fab-областей, и различные типы двухвалентных и трехвалентных одноцепочечных вариабельных фрагментов (scFv). Существуют также гибридные белки, имитирующие вариабельные домены двух антител. Наиболее развитыми из этих новых форматов являются биспецифические активаторы Т-клеток (BiTE). [6] [7] [8]

Механизм действия [ править ]

Механизм действия bsMab, примером которого является катумаксомаб , представляет собой первое одобренное биспецифическое трифункциональное антитело .

Связывание bsMab с его антигенами-мишенями может приводить к различным эффектам. Наиболее широко этот подход применяется в иммунотерапии рака , где bsMab конструируют для одновременного связывания цитотоксической клетки и мишени, например, опухолевой клетки, подлежащей уничтожению. С помощью визуализации живых клеток без меток можно наблюдать связующий эффект, который bsAbs оказывает на взаимодействия Т-клетки / раковые клетки . Катумаксомаб , одно из первых трифункциональных антител, одобренных для терапевтического использования, связывает как CD3 на цитотоксических Т-клетках, так и EpCAM на аденокарциномах человека . [3] [4]Область Fc дополнительно связывается с клеткой, которая экспрессирует рецепторы Fc , такой как макрофаг , естественная клетка-киллер или дендритная клетка . Поскольку область Fc все еще остается интактной, это позволяет bsMab запускать общие иммунные ответы при распознавании рецептором Fc, такие как антителозависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность или комплемент-зависимая цитотоксичность . [5] [7]

Пример уничтожения раковых клеток цитотоксическими Т-клетками. Изображение получено с помощью микроскопа для визуализации живых клеток без этикеток .

При работе с вакцинами против эболавируса исследование показало, что антитела DVD-Ig можно использовать для предотвращения выхода вируса из эндосомы . Эболавирусы инфицируют клетки посредством рецепторно-опосредованного эндоцитоза . Исследователи разработали DVD-Ig, в которых внешние вариабельные области связываются с поверхностными гликопротеинами вирусной оболочки и проникают в клетку вместе с вирусом. Эти внешние области расщепляются в вирусной эндосоме, обнажая внутренние вариабельные области, которые затем связываются как с вирусом, так и с внутренними рецепторами в эндосоме. Блокирование взаимодействия между вирусом и эндосомными белками предотвращает утечку вируса из эндосомы и дальнейшее инфицирование. [9]

Преимущества перед обычными моноклональными антителами [ править ]

Иммунотерапия рака обычными моноклональными антителами не активирует Т-лимфоциты, потому что Fab-области уже используются для связывания опухолевых клеток, и этот тип клеток не имеет рецепторов Fc. [10] Биспецифические антитела также обладают более высоким цитотоксическим потенциалом и связываются с антигенами, которые относительно слабо экспрессируются . [11] Эффективная доза составляет около 0,01 мг · м −2 · сут −1 ( миллиграммы на квадратный метр площади поверхности тела в день), что на несколько порядков ниже, чем при использовании обычных антител. [10]Для не-IgG-подобных bsMab их меньший размер позволяет им достигать антигенов, обычно недоступных для обычных антител. [1] В случае вакцин против Эболы этот метод позволяет антителу нацеливаться на внутриклеточные мишени, которые обычно недоступны для традиционных методов лечения моноклональными антителами. [9]

Кроме того, нацеливание на более чем одну молекулу может быть полезно для обхода регуляции параллельных путей и предотвращения устойчивости к лечению. Связывание или блокирование нескольких мишеней на пути может быть полезным для остановки болезни, поскольку большинство состояний имеют сложные многогранные эффекты во всем организме. [12] Вместе с комбинированной терапией bsMab все больше и больше используется для лечения определенных типов рака, поскольку со временем некоторые опухоли развивают устойчивость к ингибиторам контрольных точек и / или костимулирующим молекулам. [13]

Проблемы и текущие недостатки [ править ]

IgG-подобные антитела могут быть иммуногенными , что означает, что область Fc может вызывать вредные иммунные ответы нижестоящих, вызванные клетками, которые активируются рецепторами Fc. [1] Терапевтическое использование bsMab в целом все еще находится в стадии разработки, и в настоящее время продолжаются многие клинические испытания, которые определяют эффективность и безопасность bsMab для лечения. [6]

Клиническое использование [ править ]

Два биспецифических антитела в настоящее время используются в клинической практике. Блинатумомаб , нацеленный на CD19 и CD3 , используется при лечении острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ), отрицательного по филадельфийской хромосоме . Emicizumab , которая ориентирована на факторы свертывания крови IXa и X, используется при лечении гемофилии А . [14] Катумаксомаб был снят с европейского рынка в 2017 году по коммерческим причинам. [15]

Ссылки [ править ]

 Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, из документа Национального института рака США: «Словарь терминов по раку» .

  1. ^ a b c d e f Фан, Гаовэй; Ван, Цзуцзянь; Хао, Минджу; Ли, Цзиньмин (21 декабря 2015 г.). «Биспецифические антитела и их применение» . Журнал гематологии и онкологии . 8 : 130. DOI : 10,1186 / s13045-015-0227-0 . ISSN 1756-8722 . PMC 4687327 . PMID 26692321 .   
  2. ^ а б Лю, Хунъянь; Саксена, Абхишек; Sidhu, Sachdev S .; У, Дунхуэй (01.01.2017). «Fc Engineering для разработки терапевтических биспецифических антител и новых каркасов» . Границы иммунологии . 8 : 38. DOI : 10.3389 / fimmu.2017.00038 . PMC 5266686 . PMID 28184223 .  
  3. ^ а б Мюллер, D; Контерманн, RE (2010). «Биспецифические антитела для иммунотерапии рака». BioDrugs . 24 (2): 89–98. DOI : 10.2165 / 11530960-000000000-00000 . PMID 20199124 . 
  4. ^ a b Chames, P; Батый, Д (2009). «Биспецифические антитела для лечения рака: свет в конце туннеля» . mAbs . 1 (6): 539–547. DOI : 10,4161 / mabs.1.6.10015 . PMC 2791310 . PMID 20073127 .  
  5. ^ a b Линдхофер, H; Mocikat, R; Steipe, B; Тирфельдер, S (1 июля 1995 г.). «Предпочтительное ограниченное по видам спаривание тяжелой / легкой цепи в квадромах крыса / мышь. Значение для одностадийной очистки биспецифических антител» . Журнал иммунологии . 155 (1): 219–25. PMID 7602098 . 
  6. ^ а б Ян, Фа; Вен, Вэйхонг; Цинь, Вэйцзюнь (28 декабря 2016 г.). «Биспецифические антитела как платформа для разработки новых концепций и стратегий лечения» . Международный журнал молекулярных наук . 18 (1): 48. DOI : 10,3390 / ijms18010048 . PMC 5297683 . PMID 28036020 .  
  7. ^ a b Baeuerle, PA; Рейнхардт, C (2009). «Биспецифические антитела, взаимодействующие с Т-клетками, для лечения рака» . Cancer Res . 69 (12): 4941–4944. DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-09-0547 . PMID 19509221 . 
  8. ^ Возняк-Кнопп, G .; Bartl, S .; Bauer, A .; Mostageer, M .; Woisetschlager, M .; Antes, B .; Ettl, K .; Kainer, M .; Веберхофер, Г. (01.04.2010). «Введение антигенсвязывающих сайтов в структурные петли константных доменов иммуноглобулина: фрагменты Fc с сконструированными сайтами связывания HER2 / neu и свойствами антител» . Разработка и отбор протеинов . 23 (4): 289–297. DOI : 10,1093 / белок / gzq005 . ISSN 1741-0126 . PMID 20150180 .  
  9. ^ a b Wec, Anna Z .; Nyakatura, Elisabeth K .; Герберт, Эндрю С .; Хауэлл, Кэти А .; Holtsberg, Frederick W .; Баккен, Рассел Р .; Миттлер, Ева; Кристин, Джон Р .; Шуленин, Сергей (21.10.2016). «Стратегия« троянского коня »биспецифических антител для широкой защиты от эболавирусов» . Наука . 354 (6310): 350–354. Bibcode : 2016Sci ... 354..350W . DOI : 10.1126 / science.aag3267 . ISSN 0036-8075 . PMC 5647781 . PMID 27608667 .   
  10. ^ a b Bargou, R; Лев, Э; Zugmaier, G; Клингер, М; Goebeler, M; Кноп, S; Ноппени, Р. Виардо, А; и другие. (2008). «Регресс опухоли у онкологических больных очень низкими дозами антител, взаимодействующих с Т-клетками». Наука . 321 (5891): 974–977. Bibcode : 2008Sci ... 321..974B . DOI : 10.1126 / science.1158545 . PMID 18703743 . 
  11. ^ Вайнер, LM; Холмс, М; Richeson, A; Годвин, А; Адамс, GP; Hsieh-Ma, ST; Кольцо, ДБ; Альпау, РК (1993). «Характеристики связывания и цитотоксичности биспецифического мышиного моноклонального антитела 2B1». Журнал иммунологии . 151 (5): 2877–86. PMID 8103070 . 
  12. Перейти ↑ Varela, MA (2015). «Идентификация последовательностей, общих для более чем одной терапевтической мишени для лечения сложных заболеваний: моделирование высокой вариативности взаимодействия последовательностей эволюционировало для модулирования устойчивых фенотипов» . BMC Genomics . 16 : 530. DOI : 10,1186 / s12864-015-1727-6 . PMC 4506634 . PMID 26187740 .  
  13. ^ Кустас, E; Сарантис, П (2020). «Механизмы устойчивости ингибиторов контрольных точек в солидных опухолях» . Биомолекулы . 10 (5): 66–82. DOI : 10.3390 / biom10050666 . PMID 32344837 . 
  14. ^ Suurs, Frans V .; Lub-de Hooge, Marjolijn N .; де Фрис, Элизабет Дж. Э .; де Гроот, Дерк Ян А. (01.09.2019). «Обзор биспецифических антител и конструкций антител в онкологии и клинических проблемах» . Фармакология и терапия . 201 : 103–119. DOI : 10.1016 / j.pharmthera.2019.04.006 . ISSN 0163-7258 . PMID 31028837 .   
  15. ^ «Removab: Отзыв разрешения на продажу в Европейском Союзе» (PDF) . Европейское агентство по лекарственным средствам . 2017-07-10.

Внешние ссылки [ править ]

  • Запись о биспецифических моноклональных антителах в общедоступном словаре терминов по раку NCI
  • Биспецифические + антитела в медицинских предметных рубриках Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)