Konjugáty protilátka-léčivo, spojení velkých a malých terapeutických molekul

Abstrakt

Antibody-drug conjugates are a promising therapeutic class of cytostatic agents. They consist of a monoclonal antibody, usually of the IgG type, to which one or more molecules of a cytotoxic drug are conjugated via a suitable linker (covalent chain). The conjugated form of the drug has significantly lower toxicity than the free form, which cannot be used alone in therapy. The Czech State Institute for Drug Control database has so far registered 9 antibody-drug conjugates for use in oncology. Given the vast number of possible combinations of antibody-drug pairs, a boom in sales is expected by 2025. In the blood circulation, the antibody-drug conjugate specifically targets the antigen expressed on the surface of the tumour cell. The linker between the antibody and the drug must be stable in the blood circulation environment and only be completely degraded in the target tumour cell after internalization of the conjugate or remain bound to the drug after degradation of the protein part of the conjugate (the so-called cleavable or non-cleavable linkers). Subsequently, the drug causes apoptosis of the tumour cell by various mecha­nisms. The drugs used in the 2nd generation antibody-drug conjugates were up to 1,000 times more toxic than the chemotherapeutic drug doxorubicin and were mainly auristatin and maytansine derivatives. Less toxic drugs based on camptothecins, amanitins, etc. are also being tested in the current 3rd generation of conjugates under development. The linker drug is attached to the antibody by various bioconjugation methods. Here, a range of synthetic chemistry techniques are applied, and bioconjugation can be either non-specific or specific. In particular, the peripheral amino acids of the antibody – cysteine, lysine, histidine, tyrosine, glutamine and reduced disulfide bridges between the two heavy chains or between the heavy and light chains – are conjugated. For a specific conjugation, e.g. glycoengineering techniques based on N‑glycosylation of antibody on asparagine (N297) have been developed. Conjugation techniques, as well as the synthesis of "naked" human antibodies are the subject of classified "know-how" of a number of commercial progressive companies and laboratories.

Full text English translation is available in the on-line version.

Konjugáty protilátka-léčivo (ADC) jsou velmi aktuální terapeutickou skupinou kancerostatik. Tvoří je monoklonální protilátka, nejčastěji typu IgG, na kterou je přes vhodný linker (kovalentní řetězec) konjugována jedna nebo více molekul cytotoxického léčiva. Konjugovaná forma léčiva má výrazně nižší toxicitu než forma volná, kterou v terapii nelze užívat samostatně. Databáze SÚKL registruje zatím 9 ADC přípravků pro použití v onkologii. Vzhledem k tomu, že možných kombinací párů protilátka-léčivo je obrovské množství, do roku 2025 se očekává „boom“ této oblasti a až čtyřnásobný nárůst prodejů. V krevní cirkulaci směřuje ADC přípravek specificky k antigenu přítomnému na povrchu nádorové buňky. Linker mezi protilátkou a léčivem musí být stabilní v prostředí krevní cirkulace a teprve až po internalizaci konjugátu být v cílové nádorové buňce zcela degradován nebo zůstat vázaný na léčivo po degradaci proteinové části konjugátu (tzv. štěpitelné nebo neštěpitelné linkery). Následně léčivo způsobí různými mechanismy apoptózu nádorové buňky. Léčiva použitá v ADC přípravcích 2. generace byla až 1000krát toxičtější než chemoterapeutikum doxorubicin a jednalo se především o deriváty auristatinů a maytansinů. V současné 3. generaci vyvíjených konjugátů se zkouší i méně toxická léčiva na bázi kamptothecinů, amanitinů aj. Léčivo s linkerem je k mAb připojeno pomocí různých biokonjugačních metod. Zde se uplatňuje celá škála technik syntetické chemie, přičemž biokonjugace může být buď nespecifická nebo specifická. Konjugovatelné jsou především periferní aminokyseliny protilátky – cystein, lysin, histidin, tyrosin, glutamin a redukované disulfidové můstky mezi dvěma těžkými nebo mezi těžkým a lehkým řetězcem. Pro specifickou konjugaci byly vyvinuty např. techniky glykoinženýrství, založené na N-glykosylaci protilátky na asparaginu (N297). Konjugační techniky, ale i syntéza „nahé“ humánní mAb jsou předmětem utajovaného „know-how“ řady progresivních firem a laboratoří, které v oblasti ADC přípravků působí.