Monoklonska antitijela kao neurološki terapeutici, dio 1

sažetak:

U posljednjih 30 godina, uloga monoklonskih antitijela u terapiji se enormno povećala, revolucionirajući tretman u većini medicinskih specijalnosti, uključujući neurologiju.

Posljednjih godina, monoklonska antitijela, kao nova vrsta biološkog agensa, našla su široku primjenu u oblastima antikancerogenih, protuupalnih i autoimunih bolesti. Sa produbljivanjem istraživanja monoklonskih antitijela, ljudi su postepeno otkrili da postoji bliska veza između monoklonskih antitijela i pamćenja.

Prvo, monoklonska antitijela pomažu u poboljšanju pamćenja. Studije su pokazale da monoklonska antitijela mogu poboljšati funkciju mozga promicanjem rasta neurona i jačanjem neuronskih veza. Monoklonska antitijela također mogu poboljšati prijenos signala sinapsi u mozgu kako bi poboljšali učenje i pamćenje. Stoga, primjena monoklonskih antitijela ne samo da pomaže u liječenju bolesti, već i efikasno poboljšava ljudske kognitivne sposobnosti i pamćenje.

Drugo, monoklonska antitijela mogu odgoditi kognitivnu degeneraciju. Kako ljudi stare, brzina samopopravljanja moždanih stanica postepeno se usporava, a veza između moždanih stanica postepeno postaje labava. Ove promjene u konačnici dovode do pada kognitivnih sposobnosti i degeneracije pamćenja. Monoklonska antitijela mogu odgoditi razvoj neurodegenerativnih bolesti, posebno pojavu kognitivnih poremećaja kao što je Alchajmerova bolest, održavajući zdravlje nervnih ćelija i vezu između neurona.

Sve u svemu, istraživanja monoklonskih antitijela neprestano proširuju područja primjene, a veza s pamćenjem jedan je od pravaca koji ljudi dublje istražuju. U budućnosti vjerujemo da će istraživanja o monoklonskim antitijelima dodatno promovirati razvoj kognitivne neuronauke, pružajući na taj način više i bolje programe kognitivne rehabilitacije za ljude. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a Cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer može regulisati i ravnotežu neurotransmitera, kao što je povećanje nivoa acetilholina i faktora rasta, koji su veoma važni za pamćenje i učenje. Osim toga, Cistanche deserticola također može poboljšati protok krvi i promovirati isporuku kisika, što može osigurati da mozak dobije dovoljnu ishranu i energiju, čime se poboljšava vitalnost i izdržljivost mozga.

Kliknite znati suplemente za poboljšanje pamćenja

Monoklonalna antitijela su ključni terapeutski agensi za nekoliko neuroloških stanja s različitim patofiziološkim mehanizmima, uključujući multiplu sklerozu, migrene i neuromišićne bolesti.

Osim toga, veliki broj monoklonskih antitijela protiv nekoliko meta se istražuje za mnoge druge neurološke bolesti, što odražava naš napredak u razumijevanju patogeneze ovih bolesti.

Otpetljavanje molekularnih mehanizama bolesti omogućava monoklonskim antitijelima da blokiraju puteve bolesti tačno i efikasno sa izuzetnom specifičnošću cilja, minimizirajući nespecifične efekte.

S druge strane, akumulirano iskustvo pokazuje da monoklonska antitijela mogu nositi rizike specifične za klasu i rizike vezane za cilj.

Ovaj članak daje pregled različitih tipova monoklonskih antitijela i njihovih karakteristika te daje pregled monoklonskih antitijela koja se trenutno koriste ili su u razvoju za neurološke bolesti.

Ključne riječi: monoklonska antitijela; multipla skleroza; migrena; poremećaj neuromijelitisa optičkog spektra; miastenija gravis; Alchajmerova bolest; inflamatorne miopatije; imunološki posredovane periferne neuropatije; Parkinsonova bolest; neuroonkologija; Ducheneova mišićna distrofija

1. Uvod

Proizvodnja monoklonskih antitela (mAbs) prvi put je opisana 1975. godine kada su Köhler i Milstein razvili metode za njihovo izolovanje iz ćelija hibridoma [1].

Sposobnost stvaranja mAbs revolucionirala je istraživanje antitijela i utrla put ogromnom kliničkom napretku. Za svoje otkriće, Milstein i Köhler su 1984. podijelili Nobelovu nagradu za medicinu ili fiziologiju sa Nielsom K. Jerneom za "teorije koje se tiču ​​specifičnosti razvoja i kontrole imunološkog sistema i otkriće principa za proizvodnju monoklonskih antitijela".

Prema klasičnoj hibridomametodi, miševi su imunizirani mješavinom antigena, njihove B stanice slezene koje proizvode antitijela su spojene sa imortaliziranim neoplastičnim B stanicama (mijelomskim stanicama) koje nose aselekcioni marker, a spojene ćelije (hibridomske ćelije) su uzgajane u selektivnom mediju.

Kada su vidljive kolonije porasle, njihovi supernatanti su testirani na proizvodnju antitijela.

Po prvi put, neograničene količine monoklonskih antitijela specifičnih za jednu determinantu mogu se tako proizvesti in vitro.

Köhler i Milstein nisu patentirali svoju metodu, što je omogućilo korištenje tehnologije hibridoma od strane akademika i farmaceutske industrije za stvaranje budućih potencijalnih terapija.

U početku su korištene ćelije mijeloma koje su zadržale sposobnost izlučivanja svojih imunoglobulinskih produkata. Kasnije je ovakva fuzija zamijenjena varijantama mijeloma koje eksprimiraju samo jedan endogeni lanac tako da su spojene stanice lučile prvenstveno ili isključivo antitijelo željene specifičnosti.

Osim njihovog ogromnog utjecaja na istraživanja i dijagnostičke primjene, uključujući epitop-specifično imunoblotiranje, imunofluorescenciju i imunohistohemiju, mAb su igrali važnu ulogu u terapiji, doprinoseći liječenju raka, autoimunih i zaraznih bolesti. Prvi mAb koji je FDA odobrila za upotrebu u ljudima bio je mišje anti-CD3 monoklonsko antitijelo, muromonab (OKT3), koje se koristi za liječenje odbacivanja presađenog organa [2].

Međutim, alergijske reakcije povezane s mišjim mAb (imune reakcije na proteine ​​različitih vrsta) dovele su do razvoja himernih antitijela 1984. godine [3].

Himerična miš-ljudska antitijela proizvedena su cijepljenjem cijelog antigen-specifičnog domena mišjeg antitijela na konstantne domene ljudskog antitijela korištenjem rekombinantnih DNK tehnika [3].

Rituksimab, mišje-ljudsko himerno mAb protiv markera loze B-ćelija CD20, bio je prvi koji je 1997. godine odobrila FDA za liječenje relapsiranih ili refraktornih, CD20-pozitivnih, B-ćelija, niskog stupnja ili folikularni ne-Hodgkinov limfom [4].

Humanizacija mišjih mAbs postignuta je u drugoj polovini 1980-ih korištenjem CDR grafting metodologije [5]. Kasnije je razvoj potpuno humanih monoklonskih antitela, u kojima su i varijabilni region (Fab) i konstantni region (Fc) 100% ljudski, postao moguć zahvaljujući pojavi in ​​vitro tehnologije prikaza faga i generisanju različitih sojeva miševa koji eksprimiraju humane varijabilni domeni.

Napredne tehnologije inžinjeringa antitijela, kao što su prikaz faga, sazrijevanje afiniteta, tehnologija jednostrukih B ćelijskih antitijela i miševi ljudskih antitijela detaljno su opisali Lu et al. [6]. Razvoj biosličnih mAbs je u mnogim slučajevima smanjio troškove liječenja.

Antitijela svih vrsta (mišja, himerna, humanizirana i ljudska) odobrena su od strane Uprave za hranu i lijekove (FDA), Europske agencije za lijekove (EMA) i drugih nacionalnih agencija za liječenje nekoliko bolesti.

Od odobrenja OKT3, upotreba mAbs progresivno je postala dominantna u terapiji u svim poljima medicine, uključujući i neurologiju. Mnoga od mAbs koji se danas koriste u neurologiji preinačena su iz svojih originalnih indikacija za hematološke neoplazije (npr. alemtuzumab, ofatumumab i rituksimab) ili reumatološke bolesti (npr. tocilizumab) [4,7–9].

Drugi mAbshave je prvobitno razvijen za neurološke bolesti (npr. ocrelizumab za multiplesklerozu ili mAbs za profilaksu migrene). Šesnaest mAbs-a na tržištu se koristi u neurologiji prvenstveno za neuroimunološka stanja i migrenu (Tabela 1).

Ipak, mnogo više mAbs je u razvoju za neuroimunološka i neurodegenerativna stanja (Tabela 2). U ovom pregledu razmatramo neke ključne karakteristike mAbs i pružamo pregled mAbs koji se koriste u neurološkim bolestima.

2. Nomenklatura

Nomenklatura mAb odražava karakteristike kao što su predloženi cilj, originalni domaćin, modifikacije i konjugacija s drugim molekulima. Smjernice International NonproprietaryName (INN) koje je objavila SZO 2014. i 2017. opisuju klasifikaciju imena mAb [140,141].

Nazivi mAb sastoje se od prefiksa, dva podstabla (u dokumentu iz 2017. smanjena na jednu podstem) i sufiksa. Prefiks se naziva "slučajnim"; ima za cilj da pruži jedinstveno ime lijeka.

Podstambe označavaju cilj (npr. "ci" za kardiovaskularni, "so" za kost, "tu" za tumor) i izvor (domaćina) u kojem je antitijelo izvorno proizvedeno (npr. "-o-" za mišje "-xi -" za himerične, "-zu-" za humanizovane, "-nu-" za potpuno ljude).

Druga podstanica (koja precizira izvor antitijela i da li je humanizirana ili himerna) eliminirana je 2017. [8]. Ova promjena se odnosi samo na mAb kreirana nakon 2017. Sufiks za sva mAb je "mab".

Bioslične mAb su imenovane kao referentni lijek, nakon čega slijedi sufiks od četiri slova koji se sastoji od četiri jedinstvena i besmislena mala slova i odvojena od referentnog naziva crticom [142].

3. Osnovne kategorije monoklonskih antitela

3.1. Murine Antibodies

Mišja antitijela se proizvode u potpunosti od mišjeg proteina i najranije su razvijena antitijela. Zbog izvora njihove proizvodnje, oni su prepoznati kao alogeni proteini, što je dovelo do reakcija poliklonalnih humanih anti-mišjih antitijela (HAMA), obično 2-3 sedmice nakon njihove početne infuzije [143]. HAMA su često imale neutralizirajuće djelovanje koje je dovelo do brze inaktivacije mišjih antitijela ili je utjecalo na njihovu farmakokinetiku promovišući ubrzanu eliminaciju plazme [144,145]. U neurologiji se trenutno ne koristi nijedan mišji mAb.

3.2. Chimeric Antibodies

Ozbiljna ograničenja koja mišja antitijela nameću njihovoj kliničkoj upotrebi, zahtijevala su razvoj novih proizvoda s ljudskim komponentama. U početku, Fc dio molekula antitijela, koji diktira funkcije antitijela, bio je kemijski razmijenjen sa ljudskim konstantnim dijelom [146], što je dovelo do himernih monoklonskih antitijela.

Himerna mAbs sadrže 34% mišjeg proteina u varijabilnoj regiji antitijela, što dovodi do niže incidencije HAMA reakcija u poređenju sa mišjim mAbs.

Štaviše, himerna mAb imaju širok spektar specifičnosti antigena, povećanu ćelijsku toksičnost i povoljan farmakokinetički i farmakodinamički profil (duži poluživot i povećan afinitet za antigen) [147]. Rituksimab i infliksimab su jedine himerične antitela koje se trenutno koriste u neurologiji (tabela 1).

3.3. Humanizirana antitijela

Napredak u metodama molekularne biologije doveo je do razvoja humaniziranih mAbs, koji su 90% ljudski, a samo 10% mišji proteini. Humanizirana mAb su još manje imunogena u poređenju sa himernim mAbs.

Korištene su molekularne tehnike za daljnju eliminaciju regija u mišjim imunoglobulinskim lancima koji nisu uključeni u vezivanje antigena i za njihovu zamjenu odgovarajućim ljudskim sekvencama.

Regioni koji određuju komplementarnost (CDR) unutar varijabilnih regiona i teških i lakih lanaca su od velike važnosti u specifičnosti vezivanja antitela.

Fragmenti DNK koji odgovaraju CDR-ovima su kalemljeni u okvir humanih imunoglobulinskih gena korištenjem molekularnih metoda [5]. Nadalje, zamjena nekih aminokiselinskih ostataka u konstantnim regijama sa odgovarajućim aminokiselinama mišjeg "roditeljskog" monoklonskog antitijela pokazala se povoljnom [148].

Humanizirana antitijela zadržavaju specifičnost i afinitet vezivanja "roditeljskih" mišjih mAbs dok su manje imunogena i poprimaju biološke funkcije po izboru [149]. Velika većina mAbs koji se koriste ili razvijaju za neurološke indikacije su humanizirani mAbs (tablice 1 i 2).

3.4. Potpuno ljudska monoklonska antitijela

Limfociti periferne krvi ili pojedinačne ćelije izvedene od naivnih i imuniziranih donora korišteni su za izolaciju imunoglobulinskih gena i za pripremu biblioteka plazmida sa cDNK teških i lakih lanaca.

Kombinatorne biblioteke korištene su za transfekciju bakterija koje su, zauzvrat, posađene na odgovarajući agarmedij obogaćen lijekovima. Kolonije koje proizvode aktivna antitijela su potom otkrivene i izolirane [150].

Tehnologija fagnog displeja i transgenih miševa omogućila je proizvodnju 100% ljudskog mAbs-a [6]. Potpuno uklanjanje mišjih komponenti dovelo je do proizvodnje mAbs koji su uglavnom bili manje imunogeni i, u mnogim slučajevima, poboljšali su njihove farmakokinetičke profile usporavajući njihov klirens iz plazme [147].

Erenumab i ofatumumab su potpuno humani mAbs koji su trenutno indicirani za profilaksu migrene i multiple skleroze (Tabela 1). Ljudske i mišje komponente mišjih, himernih, humaniziranih i humanih mAbs shematski su prikazane na slici 1.

4. Mehanizam djelovanja

Mab mogu djelovati kroz nekoliko direktnih i indirektnih mehanizama, a neki MAb daju višestruke mehanizme djelovanja na metu [15

4.1. Direktni mehanizmi

Direktna dejstva uključuju antagonizam rastvorljivog liganda ili receptora, blokadu interakcije ćelija-ćelija, agonizam na površinskom receptoru koji aktivira određene signalne puteve unutar ciljne ćelije, ili izaziva smrt ćelije [152,153].

Najjednostavniji oblik aktivnosti antitijela javlja se kada se antitijelo veže na rastvorljivi ligand, ligand vezan za ćeliju ili ćelijski receptor i blokira vezivanje liganda za receptor, čime se prekida nizvodna signalizacija posredovana tom interakcijom receptor-ligand.

Primjeri ove aktivnosti su vezivanje fremanezumaba, galcanezumaba i eptinezumaba za peptid povezan s kalcitoninom (CGRP) čime se sprječava da signalizira preko CGRP i Amylin{1}} receptora [154,155]. Drugi pristup je vezivanje za ćelijski receptor. na neagonistički način da blokira vezivanje liganda i aktivaciju nizvodnih signalnih puteva kao u slučaju erenumaba, koji je mAb anti-CGRP receptora [155].

Konačno, interakcije stanica-ćelija između liganda vezanog za ćeliju i receptora vezanog za ćeliju na drugoj ćeliji mogu biti blokirane mAbs, kao u slučaju natalizumaba koji blokira limfocitnu transendotelnu migraciju vezivanjem za limfocitni VLA-4 (CD49d) i sprečavanje njegovog vezivanja za adhezionu molekulu endotelnih vaskularnih ćelija (VCAM) [55].

Agonistička mAbs oponašaju aktivnost normalnog liganda [151,156]. Agonistička aktivnost se može javiti kada se antitijelo veže na receptor na način koji oponaša vezivanje prirodnog liganda, što rezultira nizvodnom signalizacijom posredovanom antitijelima [156].

Alternativno, mAbs ispoljavaju agonističku aktivnost na receptorima kao što su receptori liganda koji induciraju apoptozu povezanu sa faktorom nekroze tumora (TRAIL) iniciraju programiranu ćelijsku smrt [157].

For more information:1950477648nn@gmail.com