Лікарські препарати гуманізованих антитіл
Унікальна здатність антитіл розпізнавати та пов'язувати найрізноманітніші молекулярні угруповання - передумова широкого використання їх у клініці. Терапевтичне застосування антитіл почалося в 1891 році, відразу ж після того, як Берінг і Кітазато показали, що сироватка морських свинок, які вижили після введення дифтерійного або правцевого токсинів, набувала здатності захищати інших тварин від дії цих токсинів. Чіткі наукові уявлення про антитіла в цей час ще тільки-но починали формуватися.
Попередити такі ускладнення можна застосовуючи антитіла із сироватки людини, і в даний час розроблено цілу низку препаратів на основі антитіл із донорської крові. На жаль, джерело отримання цих антитіл, як і спектр їх специфічностей, дуже обмежене.
Для досить повної реалізації терапевтичного потенціалу антитіл необхідно було забезпечити отримання антитіл високої специфічності проти різних антигенів, у тому числі антигенів тканин людини, значно знизити ймовірність побічних реакцій на їх застосування і розробити технології отримання цих антитіл in vitro в досить великих кількостях. За минулі 100 років ці проблеми здебільшого вдалося вирішити.
Принципове значення при цьому мала розробка технології моноклональних антитіл. Антисироватки, які отримують імунізацією тварин, містять суміш антитіл різної специфічності, які неможливо повністю уніфікувати навіть афінним очищенням. Це значно підвищує можливість небажаних перехресних реакцій після введення таких антитіл. У той же час препарати моноклональних антитіл містять абсолютно однакові, ідентичні за своєю структурою та властивостями молекули, специфічність яких може бути повністю охарактеризована.
Серйозною перешкодою для широкого застосування антитіл була їхня чужорідність для організму-реципієнта. Після терапевтичного введення антитіл в організмі хворого починають вироблятися антитіла проти введених антитіл, при цьому знижується ефективність антитіл, що вводяться, і розвиваються важкі алергічні реакції. Такі ускладнення спостерігалися при введенні як нативних, так і моноклональних антитіл, що мали всі антигенні властивості мишачих антитіл.
Таблиця Характеристика деяких препаратів гуманізованих моноклональних антитіл
Захворювання, у яких застосовуються
Реєстр. в країні- виробництво- дітелі
Потрібно було знизити чужорідність антитіл, що вводяться, гуманізувати їх, зробити максимально схожими на антитіла людини. Спочатку це вдалося реалізувати за допомогою технології химерних антитіл, штучно зшиваючи антигенрозпізнавальну частину мишачих моноклональних антитіл і кристалічний фрагмент антитіла людини. Оскільки саме кристалічна частина антитіла несе основні видові антигенні детермінанти, химерні антитіла викликають значно менше ускладнень при тривалому введенні. З'єднання різнорідних фрагментів виробляють на рівні ДНК, що кодує відповідні частини молекули, потім експресують ДНК у культурі клітин ссавців та відбирають найбільш активні клони-продуценти.
Досить складним та дорогим є процес напрацювання антитіл, які синтезуються клітинами штучно створеного клону у ферментерах. Найбільш прогресивна технологія використовує ферментери з порожнистими волокнами, стінки яких утворені напівпроникними мембранами. По волокнах циркулює культуральне середовище, компоненти якого проникають через напівпроникні мембрани в основний відсік, дезнаходяться клітини, що культивуються, в ньому збираються синтезовані антитіла, які не проходять через напівпроникну мембрану. Важливою перевагою цього методу культивування є порівняно висока концентрація кінцевого продукту. Цикл культивування триває 3-9 місяців; зібране за цей час культуральне середовище, що містить утворені клітинами антитіла, піддається очищенню афінною, іонообмінною та гельпроникною хроматографією, що дозволяє виділити високоочищений препарат антитіл.
У таблиці наведено дані про найважливіші препарати моноклональних антитіл.
Лідером терапевтичного використання моноклональних антитіл є онкологія. Розроблено цілу низку моноклональних антитіл проти різних пухлиноасоційованих антигенів; показано, що деякі з них мають високу терапевтичну активність і вже широко застосовуються в клініці, інші знаходяться ще на стадії лабораторного вивчення. Застосування моноклональних антитіл є зараз широко використовуваною формою імунотерапії раку. Вона відноситься до пасивної імунотерапії, оскільки використовує синтезовані поза організмом антитіла і часто не вимагає активної участі імунної системи хворого, реактивність якої часто знижена.
Механізми дії моноклональних антитіл на клітини-мішені різноманітні і не до кінця вивчені, вони включають імуноопосередковану (антитіло- та комплемент-залежну) цитотоксичність, стимуляцію фагоцитозу пухлинних клітин, блокаду рецепторів, здатність безпосередньо включати програму апоптозу, а також гальмувати зростання опу утворення в ній нових судин
. Одним із найбільш вивчених протипухлинних препаратів антитіл є Трастузумаб (Герцептин) - рекомбінантні моноклональні антитіла, якізв'язуються з рецептором HER2/neu на поверхні клітин багатьох солідних пухлин. Герцептин високоефективний при самостійному застосуванні при запущеному раку молочної залози. Інтенсивно вивчається спільне застосування Герцептину та хіміотерапії при метастазах раку молочної залози. Встановлено, що Герцептин як володіє самостійної активністю, а й долає резистентність пухлини, посилюючи ефект хіміотерапії. Приміром, при спільному застосуванні Герцептин значно підвищує активність іншого протипухлинного препарату — Таксола.
Герцептин зазвичай добре переноситься хворими, однак є небезпека кардіотоксичної дії, пов'язаної з експресією HER2 на клітинах міокарда. В даний час зростає інтерес до застосування Герцептину при інших типах пухлин, що характеризуються гіперекспресією HER2, - рак підшлункової залози, рак сечового міхура, рак легені, остеогенної саркоми та інших.
Ритуксимаб (Мабтера, Ритуксан) - препарат химерних моноклональних анти-CD20-антитіл, його механізм дії включає антитільну та комплемент-опосередковану цитотоксичність, а також індукцію апоптозу. Препарат застосовують при лейкозах низького та високого ступеня злоякісності з гіперекспресією СD20, особливо показаний він у разі резистентності до хіміотерапії. Є повідомлення про позитивні результати застосування препарату у хворих з фолікулярною лімфомою, лімфомою мантійної зони, лімфоплазмоцитоїдною лімфомою, макроглобулінемією Вальденстрему та дрібноклітинною лімфоцитарною лімфомою. На лікування відповідають повною або частковою ремісією до 48% пацієнтів із групи резистентних до традиційної хіміотерапії.
Для підвищення вибірковості на пухлини антитіла кон'югують з токсинами або радіоактивними речовинами, щозабезпечує доставку діючої речовини безпосередньо до пухлинних клітин. Моноклональні антитіла, пов'язані з токсинами, часто називають імунотоксинами, для їх отримання до антитіл найчастіше приєднують бактеріальні (дифтерійний або псевдомональний) або рослинні токсини (рицин А або сапорин). Показано ефективність застосування імунотоксинів для лікування деяких пухлин, особливо лімфом. Дозвіл на клінічне застосування в США отримали два типи радіоактивно мічених моноклональних антитіл - Ібрітумомаб (Зевалін) і Тозітумомаб (Бексксар). Кон'юговані антитіла можуть мати більш виражений терапевтичний ефект, ніж некон'юговані, але й ускладнення при їх застосуванні спостерігаються дещо частіше, що залежить від характеру пов'язаної з ними сполуки. В даний час продовжується уточнення показань та схем застосування кон'югованих моноклональних антитіл.
Значні перспективи має застосування антитіл для терапії аутоімунних та хронічних запальних захворювань, а також для попередження відторгнення трансплантату. Розкриття молекулярних основ імунного розпізнавання, формування активної імунної відповіді та толерантності, встановлення центральної ролі у цих процесах Т-лімфоцитів дозволяє спрямовано використовувати цілу низку препаратів антитіл при таких захворюваннях, як ревматоїдний артрит, псоріаз, розсіяний склероз, цукровий діабет та інші.
Для лікування аутоімунних захворювань застосовується ціла низка гуманізованих антитіл, що блокують різні механізми імунітету. Серед них антитіла до рецепторів Т-лімфоцитів CD25, CD52 - гальмують активацію лімфоцитів, CD4 - блокують функцію Т-лімфоцитів-хелперів і до CD18 - що перешкоджають міграції лейкоцитів у вогнище запалення.
Висока ефективність при лікуванніревматоїдного артриту мав Алемтузумаб (Кемпас) – препарат антитіл до CD52 лімфоцитів, що знижує кількість як Т, так і В-лімфоцитів у периферичній крові. У більшості хворих після застосування препарату спостерігається стабілізація процесу або перехід у ремісію тривалістю від кількох тижнів до кількох років, проте при проведенні повторних курсів препарату в деяких випадках спостерігалося утворення антиідіотипних антитіл.
Цілий ряд препаратів моноклональних антитіл (Ефалізумаб, Алефацепт та ін.) Запропоновано для лікування важких форм псоріазу, що характеризується розвитком хронічного запалення шкірних покривів і суглобів. Ефалізумаб — гуманізоване антитіло проти СD11а антигену, що інгібує взаємодію LFA1 та молекули міжклітинної адгезії ICAM1, яке відіграє важливу роль в активуванні та міграції Т-лімфоцитів у вогнище запалення. Алефацепт являє собою рекомбінантний білок, який складається з позаклітинного фрагмента антигену LFA-3 людини, що експресується на поверхні антиген-презентуючих клітин та пов'язаного з Fc-фрагментом імуноглобуліну людини. Алефацепт порушує взаємодію LFA3CD2, яка відіграє важливу роль в активуванні Т-лімфоцитів. Клінічні випробування показали, що зазначені препарати значно покращують стан хворих із середньоважкою та тяжкою формами псоріазу.
До препаратів, що виявили високу ефективність при лікуванні ревматоїдного артриту, псоріазу, анкілозуючого спондиліту відносяться блокатори фактора некрозу пухлин (ФНП) або його рецепторів. Один із перших препаратів цього ряду Інфліксімаб (Ремікейд) є химерним моноклональним антитілом проти ФНП, ефективним при лікуванні ревматоїдного артриту, хвороби Крона. Ще одним препаратом, активним при цілій низці аутоімунних ізапальних захворювань, є Етанерцепт - комплекс рецептора ФНП та Fc-домена IgG1-антитіл людини. Ця химерна конструкція має дуже високу афінність до ФНП і здатна блокувати дію даного цитокіну in vivo.
Гуманізовані моноклональні антитіла активно застосовуються при трансплантації кісткового мозку для видалення донорських Т-клітин та попередження реакції «трансплантат проти господаря». Найбільш ефективним виявилося додавання антитіл до кісткового мозку безпосередньо перед його введенням. Хороші результати дозволили застосувати таку ж обробку при ін'єкції стовбурових клітин у периферичну кров альтернативи трансплантації кісткового мозку.
Статистичні дані свідчать про те, що моноклональні гуманізовані антитіла становлять значну частину загального ринку фармацевтичних препаратів, що швидко зростає. Загальна сума продажів препаратів моноклональних антитіл у 2006 році у світі становила 20,6 млрд доларів. Лідером продажів 2006 року із загальною сумою 4,7 млрд доларів є Ритуксан, який займає шосту позицію щодо суми продажів серед усіх медичних препаратів. Передбачається, що в найближчому майбутньому обсяг його продажів досягне 10 млрд доларів у зв'язку з споживанням хворими на рак і артрит. Ремікад протягом останніх трьох років продається щороку на 1 млрд. доларів. У 2006 році ще п'ять моноклональних антитіл характеризувалися такими ж показниками.
Огляд даних з продажу та фінансування виробництва біотехнологічних препаратів за останні три роки свідчить про справжнє зсув парадигми від класичних фармацевтичних препаратів до моноклональних антитіл та подібних до них біотехнологічних похідних.
Виробництвом моноклональних антитілНині займаються близько 200 біотехнологічних компаній, що реалізують сотні нових проектів вартістю мільярди доларів, реалізація яких обіцяє набагато перекрити витрати, що виробляються.
Щорічне зростання продажів препаратів моноклональних антитіл становить більше 20%, і домінуюче місце в ньому займають поки що химерні антитіла. Основні сфери застосування антитіл - онкологія, артрити, імунні та запальні процеси
. На жаль, широке використання цих препаратів в Україні стримується їхньою високою вартістю, лише невелика частина їх дозволена до клінічного використання в нашій країні. Залишається тільки сподіватися, що в міру розширення виробництва буде досить швидко знижуватися і ціна найбільш затребуваних моноклональних антитіл, що дозволить застосовувати їх для лікування ширшого кола хворих в Україні.