Immunológiai alapú terápiák

CÉL: A VÁLASZTOTT TERÁPIA HATÁSA FELÜLMÚLJA A MELLÉKHATÁSOKAT MEGOLDÁST HOZHAT A CÉLZOTT MOLEKULÁRIS TERÁPIA

Célzott molekuláris terápia A kórosan működő / károsodott sejtekben jelen lévő és - a fiziológiásan működő sejtekből hiányzó - hibás molekuláris funkciók módosítása.

Célzott molekuláris terápia (CMT) előnyei Növekvő szelektivitás Specifikus célbajutás Csökkent toxicitás (mellékhatások minősége, mennyisége intenzitása) (A CMT gyógyszereinek vérképzőszervi gátló hatása már elhanyagolható - hányinger, hajhullás stb. ritkán fordul elő.) Kombinálhatóság (Az alacsony toxicitás miatt akár egyidejűleg, akár egymás után is adagolhatók citotoxikus szerekkel. Gyakorlati tapasztalat: a kombinációban nemcsak additív, hanem szinergista hatás is érvényesülhet (bevacizumab = anti-VEGF, gefitinib = EGFR inhibitor stb.) Lokális, fokozott hatás

Immunterápia - immunmoduláció Kezelés az immunválasz módosítása révén AKTIVÁCIÓN ALAPULÓ IMMUNTERÁPIA (immunstimuláció) GÁTLÁSON ALAPULÓ IMMUNTERÁPIA (immunszuppresszió)

Immunstimulánsok Az immunrendszer működését serkentő gyógyszerek SPECIFIKUS NEM SPECIFIKUS Az antigén-specifikus immunválaszt fokozzák Pl. vakcinák antitestek Az immunválaszt fokozzák, de nem antigén-specifikus módon Pl. adjuvánsok és nem specifikus immunstimulátorok (pl. ösztrogén, D3 vitamin, …) Jelenleg a farmakológusok immunmodulátoroknak nevezik. Szerintem nem korrekt, mert a modulálás lehet fokozás és gátlás is.

Immunszupresszorok Az immunrendszer működését gátló gyógyszerek ENDOGÉN EXOGÉN Pl. tesztoszteron; glukokortikoidok Immunszupresszív gyógyszerek Pl. szintetikus glukokortikoidok citosztatikumok antitestek

I. IMMUNTERÁPIÁVAL A DAGANATOK ELLEN

DAGANATOK GYÓGYSZERES KEZELÉSE Citotoxikus kezelés: a daganatsejt elpusztítása (a szomatikus sejtek tömeges pusztulásával jár) Citosztatikus kezelés: a sejtoszlás gátlása anélkül, hogy a sejtek végérvényesen elpusztulnának. (A daganat tehát később kiújulhat.) Célzott molekuláris terápia: a daganatsejtben jelen lévő és - a szomatikus sejtekből hiányzó - hibás molekuláris funkciók módosítása.

SEJT-ALAPÚ IMMUNTERÁPIÁK

Sejt-alapú immunterápiák Adoptív transzfer - T sejt aktiváció in vitro DNS-vakcináció - a tumorantigént kódoló DNS-plazmid segítségével váltanak ki tumorspecifikus T-sejt-választ. DC vakcináció Bispecifikus antitestek - A daganatsejtet és a tumort pusztító T- és NK-sejteket egyaránt felismerõ és így összekapcsoló „kettõs specificitású”, biotechnológiai úton elõállított ellenanyagok nagymértékben segítik célzottan elpusztítani a rosszindulatú sejteket. Lokális immuntolerancia gátlása / megszüntetése

T sejtek klonális felszaporítása in vitro Adoptív transzfer T sejtek „begyűjtése” T sejtek módosítása: 1. In vitro aktiváció (IL-2; tu Ag) 2. Transzfektálás az optimális TCR-ral T sejtek klonális felszaporítása in vitro In vivo limfodepléció Aktivált T sejtek visszajuttatása www.nccr-oncology.ch

DNS vakcináció: immunizálás az antigént kódoló génnel A betegséget okozó gén(ek) izolálása A plazmidok bejuttatása a szervezetbe Beültetés plazmidba A DNS beépül a gazdasejt genomjába Transzkripció Transzláció Ag expresszió Az immunrendszer aktivációja Immunológiai memória www.immune.org.nz

DC vakcináció Monocyták izolálása perifériás vérből DC differenciáltatás in vitro a monocytákból Tumorsejtek izolálása Tumorantigének DC aktiváció in vitro: inkubáció tumorantigénekkel Érett, Ag prezentáló DC-k Az érett, Ag prezentáló DC-k Visszajuttatása a betegbe (Vakcináció) Beteg www.ehealthandhealing.com

II. MONOKLONÁLIS ANTITESTEK A TERÁPIÁBAN

egy kis ismétlés….. CDR régió

Monoklonális antitest (At) terápia Direkt citotoxicitás Immunválasz moduláció „Csupasz mAt” Y Y Enzim Toxin Y Y Citokin Y Bispecifikus At Effektor sejt Y Gyógyszer Célsejt Y * Y At-ligand Fúziós fehérje *Radioaktív izotóp Y Immunliposzóma

A monoklonális antitestek hatásmechanizmusai I. „CSUPASZ ANTITEST” pl. neutralizáló antitest Ligand receptor Y sejt A monoklonális At kötődése a receptorhoz megakadályozza a ligand bekötődését pl. anti-TNFa antitestek (Remicade; Humira)

A monoklonális antitestek hatásmechanizmusai II. „Antibody-directed enzyme prodrug therapy (ADEPT)” gyógyszer előalak (hatástalan) aktív gyógyszer (hatásos) célpont Y enzim toxikus hatás sejt A monoklonális At kötődik a célsejthez. A szervezetbe nem toxikus gyógyszer előalakot juttatnak be, amelyet az ellenanyaghoz kötött enzim aktív formává alakít át. kísérleti stádiumban van (nincs még forgalomban ilyen gyógyszer)

A monoklonális antitestek hatásmechanizmusai III. Immunliposzóma szövetspecifikus gén-szuppresszió; gyógyszerbejuttatás célpont Y liposzóma aktív gyógyszerek nukleotidok szállítása sejt A monoklonális At kötődik a célsejthez. (Gyakorta: transzferrin receptor  anti-TR At fragmentumok) A liposzómák aktív gyógyszereket vagy a génműködést befolyásoló molekulákat, esetleg nukleotidokat szállítanak. A receptorhoz történő specifikus kötődés után a liposzóma tartalma közvetlenül a célsejtbe jut. pl. Matsumura (2004) have published the first clinical trial where doxorubicin encapsulated in pegylated immunoliposomes was administered to twentythree patients suffering from advanced or recurrent gastric cancer refractory to conventional therapy.

Immunliposzómák Elnyújtott hatás Megváltozik a gyógyszer eloszlása a szervezetben PEG (polietilénglikol) módosítással elérhető, hogy a MNP (mononukleáris fagocita rsz.) kevésbé vegye fel  hatékonyabb célba érkezés, elnyújott hatás, akkumuláció a kóros szövetben Konjugáció monoklonális antitestekkel  irányított célbajuttatás (pl. anti-CEA; anti-AFP; anti-GAH) In vivo génterápia (in vivo transzfekció) CEA: carcinoembryonic antigen, AFP: alfa-fötoportein,

Matsumura (2004) Phase I and pharmacokinetic study of MCC-465, a doxorubicin (DXR) encapsulated in PEG immunoliposome, in patients with metastatic stomach cancer MCC-465 is a newly formulated immunoliposome-encapsulated DXR. This liposome is chemically conjugated to PEG and the F(ab′)2 fragment of the human monoclonal antibody, GAH, which recognizes a cell surface molecule on various types of cancer cells. GAH = cancer-reactive human monoclonal antibody (Hosokawa). Annals of Oncology 15: 517–525, 2004

A monoklonális antitestek hatásmechanizmusai IV. Radio-immunoterápia (RIT) „Egy lépcsős” „Két lépcsős” célpont Y radioaktív anyag sejt sztreptavidin biotin célpont Y radioaktív anyag közvetlen toxikus hatás sejt A radioaktív anyaggal konjugált monoklonális At kötődik a célsejthez  a sugárhatás közvetlenül a célsejtet károsítja. Leggyakrabban a sugárérzékeny limfómák kezelésével próbálkoznak. pl. Tositumomab: anti-CD20 mAt + 131I (kevert b és g sugárzó (BEXXAR). Felezési idő: 8 nap). Follikuláris limfóma kezelésére használják.

BISPECIFIKUS ANTITESTEK granzim perforin Tumor Ag Y TUMORSEJT T vagy NK SEJT Effektor sejt marker A bispecifikus monoklonális At összekapcsolja a célsejtet és az effektor sejtet az effektor mechanizmusok közvetlenül a célsejtet károsítják tumorsejt apoptózis Blinatumomab (MT103): non-Hodgkin’s lymphoma és ALL kezelésére; Hatásmechnaizmus: CD19 – CD3 felismerés; (German-American company Micromet, Inc. és MedImmune fejlesztése)

A monoklonális antitest terápia veszélyei Egérben termelt ellenanyagok  Rövid távon: az életet veszélyeztető akut hiperreaktivitás (anaphylaxiás shock) Hosszú távon: az egér immunglobulinokat felismerő humán ellenanyagok - HAMA - termelése (immunológiai memória!)  az ismételt beadás után gyors, akár a terápiás hatást megelőző elimináció Megoldás: Humanizált monoklonális ellenanyagok előállítása (génsebészet) At fragmentumok felhasználása: Hatóanyag: Fab régió (specifikus; kicsi, ezért jól penetrál, de az életideje csökken) Az Fc régió hiánya csökkenti az aspecifikus kötődést

humanizált immunglobulin Humanizált monoklonális ellenanyagok -S-S- -SS- Egér immunglobulin Humán immunglobulin Humanizált immunglobulin „CDR-beültetett” humanizált immunglobulin

Monoklonális ellenanyag fragmentumok TELJES MÉRETŰ ANTITEST KÖNNYŰLÁNC KONSTANS RÉGIÓ (CL) KÖNNYŰLÁNC VARIÁBILIS RÉGIÓ (VL) NEHÉZLÁNC VARIÁBILIS RÉGIÓ (VH) NEHÉZLÁNC KONSTANS RÉGIÓ (CH) ANTIGÉN-KÖTŐ FRAGMENTUM EGYLÁNCÚ ELLENANYAG FRAGMENTUMOK (scFv)

Monoklonális antitestek a gyógyításban daganatok autoimmun kórképek gyulladásos megbetegedések szervátültetések

III. TERÁPIÁS FEHÉRJÉK A DAGANATOK ELLENI HARCBAN

Citokinek a daganatok kezelésében Interferon a (Kaposi's sarcoma, CML, HCL) MHC class I expresszió fokozása tumor antigének és adhéziós molekulák expressziójának fokozása Antiangiogenikus Fokozza a B és a T sejtek aktivitását Stimulálja a makrofágokat és a DC-ket, fokozza az FcR expressziójukat Interleukin-2 (vese cc, melanoma, limfóma, leukémia) Fokozza a T sejtek aktivitását GM-CSF (BMT  csv repopuláció; melanoma monoterápia) Stimulálja a monocita-makrofág sejtek képződését, kiáramlását a csontvelőből és az aktivitásukat Interleukin-12 (vakcina adjuváns; metasztatikus vese cc, melanoma) Fokozza az NK és T sejtek aktivitását B sejt növekedési faktor CML: chronic myeloid leukemia, HCL: hairy cell lekemia

Daganatok kezelése a lokális immuntolerancia megváltoztatásával a tumorsejteken expresszálódó antigének módosítása  az immunogenitás fokozása adjuvánsok alkalmazása CTLA-4 blokád Treg gátlás

Gyógyítás az immuntolerancia befolyásolásával Immuntolerancia kialakítása autoimmun és allergiás betegségekben Tolerancia indukció immunszuppresszió helyett, a transzplantációs kilökődés megelőzésére Az immuntolerancia áttörése daganatos megbetegedésekben és krónikus vírusfertőzésekben Tolerancia indukció immunológiai hátterű habituális vetélések megakadályozására

„Eddig a gyógyszert mozgattuk….”

most a sejtet: kemotaktikus drug-targeting

IV. Terápiás antitestek a reumatológiában

Szisztémás autoimmun betegségek: rheumatoid arthritis főleg kéz és láb kisízületeket érinti férfi nő arány 1:3

TNF RA-ben TNFa T sejt Synoviocita Makrofág Mátrix lebontó enzimek termelését fokozza, mely porc pusztuláshoz vezet Gyulladásos citokinek termelését fokozza Adhéziós molekulák expresszióját fokozza, leukociták ízületekbe vándorlását segíti

Állatmodellek TNF transzgenikus egér– súlyos destruktív arthritis Keffer J: EMBO J. 1991 TNF blokkoló kezelés- jól működik állatmodellekben Williams RO: Proc Natl Acad Sci U S A. 1992 TNF deficiens egér- fokozott hajlam fertőzésekre Marino MW: Proc Natl Acad Sci U S A. 1997

Az első megfigyelés, mely TNF blokkolás terápiás szerepe mellett szól RA-ben Rheumatoid arthritises betegekből származó synoviális sejtek IL1 termelése gátolható TNF blokkolással Brennan et al. Lancet 1989

TNF blokkolás TNF blokkolás számos humán klinikai vizsgálat szerint igen hatékony 2003 Albert Lasker Díj Marc Feldmann és Sir Ravinder Maini (Kennedy Intézet, London) A TNF blokkoló kezelés rheumatoid arthritisben és egyéb autoimmun betegségekben.

TNF blokkolás infliximab etanercept adalimumab TNF blokkolás igen hatékony többek között rheumatoid arthritisben, spondylitis ankylopoeticaban (magyarországon kb. 5000 beteget kezelnek TNF blokkolóval) infliximab etanercept adalimumab részben egér szolubilis receptor human antitest anititest infúzió subcutan subcutan 3-5 mg/tts kg 50 mg sc, hetente 40 mg sc. hetente 6-8 hetente

TNF blokkolás és fertőzések számos baktérium, vírus, gomba fertőzés előfordulása nő TNF blokkolás során 10-20% összes infekció leggyakoribb felső légúti infekció ritkább fertőzések erysipelas (orbánc) ízületi és csont fertőzések húgyúti fertőzések hepatitis növeli a TBC rizikóját

B sejt aktiváció RA-ben Rheumatoid arthritisben és SLE ben is B sejt aktiváció figyelhető meg B-cell activating factor (BAFF) másnéven B Lymphocyte Stimulator (BLyS) Zhang, et al. J Immunol 2001;166:6-10

B sejt depletáló monoklonális antitest: rituximab human/egér Anti-CD 20 (B sejt marker) Hatásmechanizmus B sejt depléció Antitest dependent sejt mediált citolízis (ADCC) Komplement aktiváció Apoptózis

CD20 expresszió B-sejt érés során1 B sejt fejlődés CD20 expresszió B-sejt érés során1 rituximab a CD20 antigénhez kötődik (plazma sejthez nem kötődik) antitest szint jelentősen nem változik rituximab kezelés mellett 1. Roitt et al, eds. Immunology. 6th ed. Chapter 8. 2001. Rituxan® (Rituximab) PI. February 28, 2006.

T limfociták szintén terápiás célpontot képviselnek rheumatoid arthritisben

CTLA4 T extracelluláris domain IgG1 Fc fúzió- szolubilis CTLA4

CTLA4-IgG B7-hez kötődik, CD28-B7 kapcsolódást gátolva T sejt Antigén prezentáló sejt

Abatacept szerkezete CTLA-4 IgG1 (CTLA-4Ig) Extracelluláris Abatacept szolubilis fúziós protein -extracelluláris domain, human CTLA-4 -Fc, human IgG1 CTLA-4 IgG1 (CTLA-4Ig) Extracelluláris Sejt membrán Intacelluláris ORENCIA is a recombinant human fusion protein comprising the extracellular domain of human cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4 (CTLA-4) and a fragment of the heavy chain (Fc) domain of human immunoglobulin G1 (IgG1) CTLA-4 has high affinity for CD80/86, two components of the second activation signal. It also has high avidity for these components1 CTLA-4 is structurally similar to CD28. When CD28 binds to CD80/86 the co-stimulatory T-cell activation signal is induced. However, when CTLA-4 binds to CD80/86 it provides a negative signal and the co-stimulatory pathway is blocked1 Affinity: tendency for a compound to combine with other compounds by chemical reaction Avidity: degree of affinity of an antibody for an antigen Linsley PS, Brady W, Urnes M, Grosmaire LS, Damle NK, Ledbetter JA. CTLA-4 is a second receptor for the B cell activation antigen B7. J Exp Med 1991; 174(3): 561–9 Komplementet nem aktivál IgG1 = immunoglobulin G1. CTLA4=cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen-4; Ig=immunoglobulin. Linsley. J Exp Med 1991; 174(3): 561–9