Роль иммуноконъюгатов в таргетной терапии злокачественных опухолей

01.04.2013
884

1 ФГБУ “НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова” Минздравсоцразвития России, Санкт-Петербург; 2 СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, Санкт-Петербург

Амплификация или сверхэкспрессия человеческого рецептора эпидермального фактора роста-2 (HER2) наблюдается приблизительно в 25 % случаев рака молочной железы (РМЖ). Трастузумаб – рекомбинантное гуманизированное моноклональное антитело против HER2, эффективен как монотерапия и улучшает результаты химиотерапии больных HER2-позитивным метастатическим и операбельным РМЖ. В статье представлены результаты I–II фаз исследования трастузумаба-DM1 (T-DM1) – нового иммуноконъюгата моноклональных антител и майтанзиноида DM1 (ADC) у больных HER2+ метастатическим РМЖ.

Моноклональные антитела (МКАТ) уже сегодня являются интегральной частью терапии злокачественных опухолей. Трастузумаб – МКАТ против рецептора тирозинкиназы HER2 – стал первым антителом, одобренным FDA (Food and Drug Administration) для лечения сóлидных опухолей [1]. Другие
антитела, одобренные на сегодняшний день для лечения негематологических злокачественных опухолей, включают цетуксимаб и панитумумаб, направленные против рецепторов эпидермального фактора роста (EGFR), и бевацизумаб, направленный на подавление сигнального пути фактора роста эндотелия (VEGF). Несмотря на успешное применение этих препаратов, многие антитела против опухолевых антигенов показали очень скромный эффект от применения в клинике [2].

Конъюгация МКАТ с более эффективными агентами позволяет добиваться таргетной доставки цитотоксических агентов непосредственно в опухолевые клетки. Примером реализации подобного подхода является гемтузумаб озогамицин – иммуноконъюгат, состоящий из МКАТ против CD33 и
калехиамицина. Этот препарат одобрен для лечения CD33-позитивной острой миелогенной лейкемии [3]. Хотя ни один иммуноконъюгат на сегодняшний день не был одобрен для применения в лечении сóлидных опухолей, многие агенты с улучшенными свойствами в настоящее время находятся на различных этапах клинических исследований.

Принципы терапии с использованием иммуноконъюгатов

Иммуноконъюгаты первого поколения продемонстрировали весьма скромную эффективность при при-
менении в клинике [4]. Причинами низкой активности этих агентов стали следующие: использование мышиных МКАТ, которые сами являлись иммуногенными, несовершенные методы конъюгирования, приводившие либо к выходу препарата в кровоток, либо к нарушению выделения препарата в опухолевую клетку, а также использование обычных химиотерапевтических агентов (например, доксорубицина, метотрексата, винкоалкалоидов), обладавших ограниченной активностью в составе конъюгата. Однако данные, полученные в результате клинических исследований, а также совершенствование технологии изготовления подобных агентов привели к разработке нового поколения иммуноконъюгатов, в настоящее время демонстрирующих существенную активность в клинических исследованиях [5].

Успех применения иммуноконъюгатов в лечении сóлидных опухолей зависит от нескольких факторов.
Во-первых, антиген, являющийся мишенью, должен широко экспрессироваться на опухолевых клетках и иметь очень ограниченную экспрес-сию или вообще отсутствовать в здоровых тканях. Из-за того что в иммуноконъюгатах в качестве активного ингредиента, как правило, используется мощный цитотоксический агент, даже ограниченная экспрессия антигена-мишени в жизненно важных органах может приводить к тяжелой токсической реакции. Вторым важным фактором является то, что МКАТ
должны обладать высоким аффинитетом и прочно связываться с антигеном, поскольку на поверхности опухолевой клетки экспрессируется ограниченное количество молекул антигена. В-третьих, имеет значение то, как объединены антитело и цитотоксический агент. Это критично для активности иммуноконъюгата. Крайне важно, чтобы при поступлении конъюгата в плазму связь была стабильной и препарат не выделялся системно. Однако также необходимо, чтобы препарат мог выделяться внутриклеточно после эндо- или лизосомального разрушения связи. Примерами химических связей,
используемых в создании конъюгатов “антитело–лекарственное средство”, являются кислотозависимая,
пептидная, эфирная и дисульфидная связи. Наконец крайне важно, чтобы в конъюгате “антитело–лекарственное средство” использовался очень эффективный химиотерапевтический агент с медианой подавляющей концентрации IC50 на субнаномолекулярном уровне, чтобы даже небольшое число моле-кул, достигающих опухолевую клетку, могли убить ее. Как правило, к антителу прикрепляется лишь несколько цитотоксических молекул, поскольку добавление молекул лекарственного препарата может приводить к нарушению свойств антитела, в частности нарушать способность связываться с
антигеном.

Цитотоксические агенты, используемые для изготовления
иммуноконъюгатов

Для соединения с МКАТ и получения иммуноконъюгатов использоваи несколько различных типов цито-
токсических агентов [5]. Применяли химиотерапевтические агенты, токсины бактериального или растительного происхождения, а также радиоизотопы. Последний подход – использование радионуклидов – оказался особенно эффективным при лечении гемобластозов. Два таких комплекса, ибритумомабтуиксетан (мышиные антиCD20-антитела, конъюгированные с изотопом Y90) и тозитумомаб (мышиные анти-CD20-антитела, конъюгированные с изотопом I131), были одобрены для лечения неходжкинской лимфомы. Однако радиоиммуноконъюгаты показали скромную эффективность
при лечении сóлидных опухолей из-за неспецифической токсичности, особенно дозолимитирующей токсичности для костного мозга, связанной с длительным периодом полужизни иммуноконъюгата, а также в связи со сложностями с проникновением препарата в ткань опухоли.

Конъюгаты “антитело–лекарственное средство”

В первых иммуноконъюгатах, применявшихся в лечебных целях, использовались привычные химиоте-
рапевтические агенты, однако вскоре стала очевидной необходимость использования более мощных агентов.
В настоящее время к химиопрепара-
там, используемым в изготовлении
конъюгатов “антитело–лекарственное
средство”, относятся калихеамицин и
прозводные майтанзина, ауристатин и
CC-1065 (табл. 1).

Таблица 1. Примеры цитотоксических препаратов, используемых для создания конъюгатов “антитело–лекарственное средство”.

Калихеамицин – противоопухолевое средство естественного происхождения, повреждающее ДНК, вырабатывается Micromonospora chinospora spp. calichensis. Поломки обеих цепочек ДНК происходят в результате связывания с малой кривой [6]. Цитотоксическое действие калихеамицина в несколько тысяч раз мощнее доксорубицина, что делает его привлекательным объектом использования в составе конъюгата. Калихеамицин был конъюгирован с анти-CD33-моноклональным антителом гемтузумабом. Полученный иммуноконъюгат – гемтузумаб озогамицин –одобрен для лечения острого миелобластного лейкоза.

Майтанзин – антимитотический агент, блокирует сборку микротрубочек. Несмотря на то что майтанзин –крайне мощный цитотоксический агент, он продемонстрировал слабую активность в клинических исследованиях из-за ограниченности показаний. Чтобы конъюгировать майтанзин с МКАТ были получены его производные – майтанзиноиды, имеющие тиольные группы для создания дисульфидных связей [7]. Итогом работы стала разработка препаратов DM1 – (N-метил-N-[3-меркапто-1-оксопропил] L-аланин эфир майтанзинола, аналог майтанзина) и DM4 –N-метил-N-(4-меркапто-4-метил-1-оксопропил) L-аланин эфир майтанзинола. Преимущества использования дисульфидных связей в иммуноконъюгатах заключаются в их стабильности в сыворотке при сохранении способности внутриклеточного выделения агента.

Цитотоксический агент ауристатин – синтетический аналог долостатина-10, пентапептидного продукта естественного происхождения, изолированного из морского беспанцирного моллюска Dolabella auricularia. Ауристатин действует за счет подавления полимеризации тубулина. Два производных ауристатина использовались для изготовления иммуноконъюгатов, проходивших клинические испытания [8]. Речь идет о монометиле ауристатине Е (ММАЕ) и монометиле ауристатине фенилаланине (ММАF), которые могут присоединяться к моноклональным антителам при помощи гидрофильных связей, чувствительных к кислотности, или при помощи дипептидных связей, чувствительных к действию ферментов –протеаз.

Таблица 2. Иммуноконъюгаты в клинических исследованиях лечения сóлидных опухолей.

СС-1065 – антибиотик, выделенный из Streptomyces zelensis, действует за счет связывания малой кривой ДНК и алкилирования адениновых оснований. Цитотоксичность примерно в 1000 раз выше, чем у доксорубицина. Конъюгаты “антитело–лекарственное средство”, в которых используются синтетические аналоги СС-1065, в настоящее время проходят клинические испытания.

Иммунотоксины

Эти комплексы представляют собой МКАТ, объединенные с мощными токсинами растительного или бактериального происхождения. Первые иммунотоксины были получены путем объединения МКАТ и токсина. Новое поколение иммунотоксинов – рекомбинантные протеины, состоящие из МКАТ-антитела или его фрагмента, например FV (variable fragment), объединенного с токсином [9]. Для иммунотоксинов используются растительные токсины, например рицин, а также бактериальные токсины – дифтерийный токсин или экзотоксин А Pseudomonas aeruginosa. После связывания с антигеном-мишенью на поверхности клетки иммунотоксин поступает внутрь, подвергается процессингу внутри клетки и поступает в эндоплазматический ретикулум, а затем транслоцируется в цитозоль, где инактивирует фактор элонгации 2, что приводит к подавлению синтеза белка и клеточной гибели. Развитие иммунотоксинов и их внедрение в практику тормозятся неразрешимыми проблемами, такими как риск кровотечения и высокая иммуногенность. Однако новые иммунотоксины обладают меньшей токсичностью и более безопасны. Иммунотоксин денилейкин дифтитокс был одобрен FDA для лечения кожной Т-клеточной лимфомы. Два других иммунотоксина – BL22 и НА22, направленных против антигена CD22, продемонстрировали выраженную противоопухолевую активность при волосатоклеточном лейкозе [10]. В настоящее время только один иммунотоксин SS1P, направленный против мезотелина, находится на поздних этапах клинического исследования его применения в лечении сóлидных опухолей.

Иммуноконъюгаты, в настоящее время проходящие клинические исследования

Несколько иммуноконъюгатов с улучшенными свойствами и более мощными цитостатическими агентами в настоящее время находятся на разных стадиях клинических исследований для оценки возможности их
применения при лечении сóлидных опухолей (табл. 2)

Трастузумаб-DM1

Анти-HER2-препарат трастузумабDM1 – иммуноконъюгат МКАТ трастузумаба и майтанзиноида DM1,
объединенных тиоэфировой связью [11]. В исследованиях на клеточных культурах препарат продемонстрировал высокую активность в отношении клеточных линий с гиперэкспрессией HER2, но не в отношении клеточных линий с нормальной экспрессией HER2. Трастузумаб-DM1 также продемонстрировал противоопухолевую активность в отношении трастузумабрефрактерного РМЖ с гиперэкспрессией HER2 на ксенографтных моделях.

В 1-й фазе клинического исследования 24 больных метастатическим РМЖ с гиперэкспрессией HER2 и прогрессированием после лечения схемой, содержащей трастузумаб, получали лечение препаратом трастузумаб-DM1 с повышением дозы. Максимальная переносимая доза составила 3,6 мг/кг внутривенно каждые 3 недели. Препарат достаточно хорошо переносился. Отмечены токсические явления: тромбоцитопения, нейтропения, анемия, тошнота; кардиотоксичность отсутствовала. Было зарегистрировано 6 случаев частичного регресса в группе из 16 пациентов, получавших лечение в дозе 2,4 или 3,6 мг/кг [12]. На основе этих данных было разработано исследование 2-й фазы, в котором
приняли участие 112 пациентов с прогрессированием на фоне анти-HER2-терапии, получавших лечебную химиотерапию. Из 107 больных, у которых оценивали эффективность лечения, у 41 отмечен частичный, у одной – полный регресс. Противоопухолевая активность наблюдалась также среди больных, ранее получавших лечение трастузумабом и лапатинибом [13].

Вторая фаза исследования препарата трастузумаб-DM1 проводилась также с участием больных метастатическим РМЖ с прогрессированием после лечения трастузумабом и лапатинибом, ранее получавших антрациклины, таксаны и капецитабин. В этой группе пациентов, ранее получавших многочисленные линии химиотерапии, применение трастузумаба-DM1 привело к объективному ответу в 32,7 % случаев. При этом 46,4 % больных оставались стабильными в течение 6 месяцев и более [14]. Трастузумаб-DM1 относительно хорошо переносился. Не было зафиксировано дозолимитирующей кардиотоксичности. Такая высокая эффективность применения трастузумаба-DM1 больными, получавшими несколько линий лечебной химиотерапии с прогрессированием на фоне как трастузумаба, так и лапатиниба, является весьма впечатляющей.

В настоящее время проводится несколько клинических исследований, направленных на оценку эффективности трастузумаба-DM1 в лечении РМЖ. К ним относится исследование 2-й фазы – оценка эффективности трастузумаба-DM1 в качестве 1-й линии лечебной химиотерапии метастатического РМЖ по сравнению с сочетанием трастузумаба и доцетаксела. В качестве критерия оценки эффективности используется выживаемость без прогрессирования. Кроме того, в настоящее время ведется рандомизированное исследование 3-й фазы, в котором оценивают эффективность одного трастузумаба-DM1 по сравнению с комбинацией лапатиниб + капецитабин при лечении больных местнораспространенным или метастатическим РМЖ, ранее получавших таксаны и трастузумаб. В качестве критерия оценки эффективности используется выживаемость без прогрессирования.
Эти и другие исследования препарата трастузумаб-DM1 помогут определить его роль в лечении РМЖ.

Заключение

МКАТ в настоящее время играют важную роль в лечении сóлидных опухолей. Обычно они применяются
в комбинации с химио- или лучевой терапией, поскольку сами по себе обладают ограниченной противоопухолевой активностью. Специфичность МКАТ при объединении их в конъюгаты с цитотоксическими препаратами, токсинами или радионуклидами позволяет добиваться таргетной доставки в опухолевые клетки. Несмотря на то что ранее иммуноконъюгаты не находили применения в клинике, совершенствование технологии их изготовления и использование более мощных цитотоксических агентов привели к разработке иммуноконъюгатов с улучшенными свойствами. И хотя на данный момент ни один из таких препаратов не одобрен для лечения сóлидных опухолей, многие из них проходят испытания в поздних фазах клинических исследований. Весьма вероятно, что в ближайшем будущем иммуноконъюгаты будут играть существенную роль в лечении больных негематологическими злокачественными опухолями.

Совершенствование технологии изготовления иммуноконъюгатов привело к разработке нескольких комплексов, обладающих достаточной безопасностью и выраженной противоопухолевой активностью на доклинических этапах исследования. Многие из этих вновь разработанных иммуноконъюгатов находятся на разных этапах клинических исследований – одни или в комбинации со стандартными
химиотерапевтическими агентами. Результаты этих исследований станут определяющим фактором в решении вопроса: приносит ли адресная доставка лекарственных средств пользу больным с сóлидными опухолями?

Список литературы

1. Gianni L, Eiermann W, Semiglazov V, et al. Neoadjuvanttrastuzumab in patients with HER2-positive locally advanced breast cancer: primary efficacy analysis of the NOAH trial. San Antonio Breast Cancer Symposium. 2008.
2. Semiglazov V, Eiermann W, Manikhas A, et al. Surgical aspects of the NOAH phase III trial (neoadjuvanttrastuzumab[Herceptin] in HER2-positive locally advanced breast cancer). Eur J Cancer 2008;6(7):115 [abstract 400].
3. Larson RA, Sievers EL, Stadtmauer EA, et al. Final report of the efficacy and safety of gemtuzumaboxogamicin (Mylotarg) in patientswith CD33-positive acute myeloid leukemia
in first recurrence. Cancer 2005;104:1442–52.
4. Chari RV. Targeted cancer therapy: Conferring specificity to cytotoxic drugs. Acc Chem Res 2008;41:98–107.
5. Senter PD Potent antibody drug conjugates for cancer therapy. Curr Opin Chem Biol 2009;13:235–44.
6. Smith AL, Nicolaou KS. The enediyne antibiotics. J Med Chem 1996;39:2103–17.
7. Widdison WC, Wilhelm SD, Cavanagh EE, et al. Semisynthetic maytansine analogues for the targeted treatment of cancer. J Med Chem 2006;49:4392–408.
8. Doronina SO, Bovee TD, Meyer DW, et al. Novel peptide linkers for highly potent antibodyauristatin conjugate. Bioconjug Chem 2008;19:1960–63.
9. Pastan I, Hassan R, FitGerald DJ, et al. Immunotoxin therapy of cancer. Nat Rev Cancer 2006;6:559–65.
10. Kreitman RJ, Steiler-Stevenson M, Margulies I, et al. Phase II trial of recombinant immunotoxin
RFB4(dsFv)-PE38 (BL22) in patients with hairy cell leukemia. J Clin Oncol 2009;27:2983–90.
11. Lewis Phillips GD, Li G, Dugger DL, et al. Targeting HER-2-positive breast cancer with trastuzumab-DMl, and antibody-cytotoxic drug conjugate. Cancer Res 2008;68:9280–90.
12. Beeram M, Burns HA III, Modi S, et al. A phase I study of trastuzumab-DMl (T-DM1), a firstin-class HER2 antibody-drug conjugate (ADC), in patients Opts) with advanced HER2+ breast cancer. J Clin Oncol 2008;33:2028.
13. Vogel CI, Burris HA, Limentani S, et al. A phate II study of trastuxumab-DMl (T-DM1), a HER2 antibody-drug conjugate (ADC), in patients (pts) with HER2+ metastatic breast cancer (MBC): final results. J Clin Oncol 2009;27:1017.
14. Krop I, LoRusso P, Miller KD, et al. A phase II study of trastuzumab- DMl (T-DM1), a novel HER2 antibody-drug conjugate, in patients previously treated with lapatinib, trastuzumab and chemotherapy. San Antonio Breast Cancer Symp 2009, Dec. 9–13 [Abstr. 5090].

Нет комментариев

Комментариев: 0

Вы не можете оставлять комментарии
Пожалуйста, авторизуйтесь