Моноклональные антитела как средство неврологической терапии. Часть 1.

Абстрактный:

За последние 30 лет роль моноклональных антител в терапии чрезвычайно возросла, что произвело революцию в лечении в большинстве медицинских специальностей, включая неврологию.

В последние годы моноклональные антитела как новый тип биологического агента широко используются в области противораковых, противовоспалительных и аутоиммунных заболеваний. С углублением исследований моноклональных антител люди постепенно обнаружили, что существует тесная связь между моноклональными антителами и памятью.

Во-первых, моноклональные антитела помогают улучшить память. Исследования показали, что моноклональные антитела могут улучшить функцию мозга, способствуя росту нейронов и укрепляя нейронные связи. Моноклональные антитела также могут усиливать передачу сигналов синапсов в головном мозге, улучшая обучение и память. Таким образом, применение моноклональных антител не только помогает лечить заболевания, но и эффективно улучшает когнитивные способности и память человека.

Во-вторых, моноклональные антитела могут задерживать когнитивную дегенерацию. С возрастом скорость самовосстановления клеток мозга постепенно замедляется, и связи между клетками мозга постепенно ослабляются. Эти изменения в конечном итоге приводят к снижению когнитивных способностей и дегенерации памяти. Моноклональные антитела могут задерживать развитие нейродегенеративных заболеваний, особенно возникновение когнитивных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, поддерживая здоровье нервных клеток и связи между нейронами.

В целом исследования моноклональных антител постоянно расширяют области своего применения, а связь с памятью — одно из направлений, которое люди углубленно изучают. Мы считаем, что в будущем исследования моноклональных антител будут способствовать дальнейшему развитию когнитивной нейробиологии, тем самым предоставляя людям больше и лучше программы когнитивной реабилитации. Видно, что нам необходимо улучшить память, а Cistanche Deserticola может значительно улучшить память, поскольку она также может регулировать баланс нейротрансмиттеров, например, повышая уровень ацетилхолина и факторов роста, которые очень важны для памяти и обучения. Кроме того, Cistanche Deserticola также может улучшить кровоток и способствовать доставке кислорода, что может гарантировать, что мозг получает достаточное питание и энергию, тем самым повышая жизнеспособность и выносливость мозга.

Нажмите «Знайте добавки для улучшения памяти»

Моноклональные антитела являются ключевыми терапевтическими агентами при некоторых неврологических заболеваниях с различными патофизиологическими механизмами, включая рассеянный склероз, мигрень и нервно-мышечные заболевания.

Кроме того, большое количество моноклональных антител против нескольких мишеней исследуется для многих других неврологических заболеваний, что отражает наши достижения в понимании патогенеза этих заболеваний.

Распутывание молекулярных механизмов заболеваний позволяет моноклональным антителам точно и эффективно блокировать пути заболевания с исключительной целевой специфичностью, сводя к минимуму неспецифические эффекты.

С другой стороны, накопленный опыт показывает, что моноклональные антитела могут нести класс-специфические и целевые риски.

В этой статье представлен обзор различных типов моноклональных антител и их характеристик, а также рассмотрены моноклональные антитела, которые в настоящее время используются или разрабатываются для лечения неврологических заболеваний.

Ключевые слова: моноклональные антитела; рассеянный склероз; мигрень; расстройство спектра зрительного нервомиелита; миастения; болезнь Альцгеймера; воспалительные миопатии; иммуноопосредованные периферические невропатии; болезнь Паркинсона; нейроонкология; мышечная дистрофия Дюшена

1. Введение

Получение моноклональных антител (мАт) было впервые описано в 1975 г., когда Кёлер и Мильштейн разработали методы их выделения из гибридомных клеток [1].

Возможность генерировать моноклональные антитела произвела революцию в исследованиях антител и открыла путь колоссальным клиническим достижениям. За свое открытие Мильштейн и Келер разделили Нобелевскую премию по медицине и физиологии 1984 года с Нильсом К. Йерне за «теории, касающиеся специфичности развития и контроля иммунной системы, а также открытие принципа производства моноклональных антител».

В соответствии с классическим гибридомным методом мышей иммунизировали смесью антигенов, их антитело-продуцирующие В-клетки селезенки сливали с иммортализованными неопластическими В-клетками (клетками миеломы), несущими селективный маркер, и слитые клетки (клетки гибридомы) культивировали в селективной среде.

Когда видимые колонии росли, их супернатанты проверяли на выработку антител.

Таким образом, впервые in vitro стало возможным производить неограниченное количество моноклональных антител, специфичных к одной детерминанте.

Келер и Мильштейн не запатентовали свой метод, что облегчило использование технологии гибридом учеными и фармацевтической промышленностью для создания будущих потенциальных методов лечения.

Сначала использовали клетки миеломы, сохранившие способность секретировать продукты иммуноглобулина. Позднее такое слияние было заменено вариантами миеломы, экспрессирующими только одну эндогенную цепь, так что слитые клетки секретировали преимущественно или исключительно антитела желаемой специфичности.

Помимо огромного влияния на исследовательские и диагностические применения, включая эпитоп-специфический иммуноблоттинг, иммунофлуоресценцию и иммуногистохимию, моноклональные антитела сыграли важную роль в терапии, способствуя лечению рака, аутоиммунных и инфекционных заболеваний. Первым моноклональным антителом, одобренным FDA для использования человеком, было мышиное моноклональное антитело против CD3, муромонаб (ОКТ3), используемое для лечения отторжения трансплантата органа [2].

Однако аллергические реакции, связанные с мышиными mAb (иммунные реакции против белков разных видов), привели в 1984 г. к разработке химерных антител [3].

Химерные антитела мышь-человек были получены путем прививки всего антигенспецифического домена мышиного антитела к константным доменам человеческого антитела с использованием методов рекомбинантной ДНК [3].

Ритуксимаб, химерное мышино-человеческое моноклональное антитело против маркера линии В-клеток CD20, было первым, одобренным FDA в 1997 году для лечения рецидивирующих или рефрактерных CD20-положительных В-клеточных заболеваний низкой степени злокачественности или фолликулярная неходжкинская лимфома [4].

Гуманизация мышиных МКА была достигнута во второй половине 1980-х годов с использованием метода трансплантации CDR [5]. Позднее разработка полностью человеческих моноклональных антител, в которых как вариабельная область (Fab), так и константная область (Fc) на 100% являются человеческими, стала возможной благодаря появлению технологии фагового дисплея in vitro и созданию различных линий мышей, экспрессирующих человеческие антитела. вариативные домены.

Передовые технологии инженерии антител, такие как фаговый дисплей, созревание аффинности, технология одноклеточных антител и мышиные антитела человека, подробно описаны Lu et al. [6]. Разработка биоподобных моноклональных антител во многих случаях позволила снизить стоимость лечения.

Антитела всех типов (мышиные, химерные, гуманизированные и человеческие) были одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), Европейским агентством по лекарственным средствам (EMA) и другими национальными агентствами для лечения ряда заболеваний.

С момента одобрения ОКТ3 использование моноклональных антител постепенно стало доминировать в терапии во всех областях медицины, включая неврологию. Многие из моноклональных антител, используемых сегодня в неврологии, были изменены с их первоначальных показаний для лечения гематологических неоплазий (например, алемтузумаб, офатумумаб и ритуксимаб) или ревматологических заболеваний (например, тоцилизумаб) [4,7–9].

Другие моноклональные антитела изначально были разработаны для лечения неврологических заболеваний (например, окрелизумаб для лечения рассеянного склероза или моноклональные антитела для профилактики мигрени). Шестнадцать имеющихся на рынке моноклональных антител используются в неврологии, в первую очередь при нейроиммунологических заболеваниях и мигрени (таблица 1).

Тем не менее, в разработке находится еще больше моноклональных антител для лечения нейроиммунологических и нейродегенеративных состояний (таблица 2). В этом обзоре мы обсуждаем некоторые ключевые особенности моноклональных антител и даем обзор моноклональных антител, используемых при неврологических заболеваниях.

2. Номенклатура

Номенклатура моноклональных антител отражает такие особенности, как предполагаемая мишень, исходный хозяин, модификации и конъюгация с другими молекулами. В рекомендациях по международному непатентованному наименованию (МНН), опубликованных ВОЗ в 2014 и 2017 годах, описана классификация названий МКА [140, 141].

Названия моноклональных антител состоят из префикса, двух подоснов (в документе 2017 года сокращено до одной подсистемы) и суффикса. Префикс называется «случайным»; он предназначен для предоставления уникального названия лекарства.

Подпункты обозначают мишень (например, «ci» для сердечно-сосудистой системы, «so» для кости, «tu» для опухоли) и источник (хозяин), в котором антитело первоначально вырабатывалось (например, «-o-» для мыши «-xi). -" для химерного, "-zu-" для очеловеченного, "-nu-" для полностью человеческого).

Вторая подсистема (в которой указывается источник антитела и является ли оно гуманизированным или химерным) была исключена в 2017 году [8]. Это изменение применимо только к моноклональным антителам, созданным после 2017 года. Для всех моноклональных антител имеется суффикс «маб».

Биоподобные МКА имеют название референтного препарата, за которым следует четырехбуквенный суффикс, состоящий из четырех уникальных и бессмысленных строчных букв и отделенный от эталонного названия дефисом [142].

3. Основные категории моноклональных антител.

3.1. Мышиные антитела

Мышиные антитела производятся полностью из мышиного белка и являются самыми ранними разработанными моноклональными антителами. Из-за источника их продукции они были признаны аллогенными белками, что приводило к реакциям поликлональных человеческих антимышиных антител (НАМА), обычно через 2–3 недели после их первоначальной инфузии [143]. HAMA часто оказывали нейтрализующее действие, приводящее к быстрой инактивации мышиных антител, или влияли на их фармакокинетику, способствуя ускоренному выведению из плазмы [144, 145]. В настоящее время ни одно мышиное моноклональное антитело не используется в неврологии.

3.2. Химерные антитела

Серьезные ограничения мышиных антител, налагаемые на их клиническое использование, потребовали разработки новых продуктов с человеческими компонентами. Первоначально Fc-часть молекулы антитела, которая определяет функции антитела, была химически заменена на константную часть человека [146], что привело к образованию химерных моноклональных антител.

Химерные МКА содержат 34% мышиного белка в вариабельной области антитела, что приводит к более низкой частоте реакций НАМА по сравнению с мышиными МКА.

Более того, химерные МКА обладают широким спектром антигенной специфичности, повышенной клеточной токсичностью и благоприятным фармакокинетическим и фармакодинамическим профилем (более длительный период полувыведения и повышенное сродство к антигену) [147]. Ритуксимаб и инфликсимаб — единственные химерные антитела, используемые в настоящее время в неврологии (таблица 1).

3.3. Гуманизированные антитела

Достижения в методах молекулярной биологии привели к разработке гуманизированных моноклональных антител, которые на 90% состоят из человеческого белка и только на 10% из мышиного белка. Гуманизированные МКА еще менее иммуногенны по сравнению с химерными МКА.

Молекулярные методы были использованы для дальнейшего исключения участков в цепях мышиных иммуноглобулинов, которые не участвуют в связывании антигенов, и замены их соответствующими человеческими последовательностями.

Области, определяющие комплементарность (CDR) в вариабельных областях как тяжелой, так и легкой цепей, имеют большое значение для специфичности связывания антитела.

Фрагменты ДНК, соответствующие CDR, были привиты в каркас генов иммуноглобулинов человека с помощью молекулярных методов [5]. Кроме того, оказалась выгодной замена некоторых аминокислотных остатков в константных областях на соответствующие аминокислоты мышиного «родительского» моноклонального антитела [148].

Гуманизированные антитела сохраняют специфичность и аффинность связывания «родительских» мышиных моноклональных антител, будучи менее иммуногенными и приобретая биологические функции выбора [149]. Подавляющее большинство МКА, используемых или разрабатываемых для неврологических показаний, представляют собой гуманизированные МКА (таблицы 1 и 2).

3.4. Полностью человеческие моноклональные антитела

Лимфоциты периферической крови или отдельные клетки, полученные от наивных и иммунизированных доноров, использовали для выделения генов иммуноглобулинов и приготовления библиотек плазмид с кДНК тяжелых и легких цепей.

Комбинаторные библиотеки использовали для трансфекции бактерий, которые, в свою очередь, высевали на соответствующую агаризованную среду с лекарственными добавками. Затем детектировали и изолировали колонии, продуцирующие активные антитела [150].

Фаговый дисплей и технологии трансгенных мышей сделали возможным производство 100% человеческих mAb [6]. Полное удаление мышиных компонентов привело к получению моноклональных антител, которые в большинстве случаев были менее иммуногенными и во многих случаях улучшали их фармакокинетические профили, замедляя их клиренс из плазмы [147].

Эренумаб и офатумумаб являются полностью человеческими антителами, которые в настоящее время показаны для профилактики мигрени и рассеянного склероза соответственно (таблица 1). Человеческие и мышиные компоненты мышиных, химерных, гуманизированных и человеческих антител схематически представлены на рисунке 1.

4. Механизм действия

МАБ могут действовать посредством нескольких прямых и непрямых механизмов, а некоторые МАБ обеспечивают множественные механизмы действия на мишень [15].

4.1. Прямые механизмы

Прямые действия включают антагонизм растворимого лиганда или рецептора, блокаду межклеточного взаимодействия, агонизм поверхностного рецептора, активирующего определенные сигнальные пути внутри клетки-мишени или индуцирующий гибель клетки [152,153].

Самая простая форма активности антитела возникает, когда антитело связывает растворимый лиганд, связанный с клеткой лиганд или клеточный рецептор и блокирует связывание лиганда с рецептором, тем самым нарушая последующую передачу сигнала, опосредованную этим взаимодействием рецептор-лиганд.

Примерами этой активности являются связывание фреманезумаба, гальканезумаба и эптинезумаба с пептидом, связанным с геном кальцитонина (CGRP), предотвращая его передачу сигналов через рецепторы CGRP и амилин-1 [154,155]. Другой подход - связывание с клеточным рецептором. неагонистическим образом, чтобы блокировать связывание лиганда и активацию нижестоящих сигнальных путей, как в случае эренумаба, который представляет собой моноклональное антитело против рецептора CGRP [155].

Наконец, межклеточные взаимодействия между клеточным лигандом и клеточным рецептором на другой клетке могут блокироваться моноклональными антителами, как в случае с натализумабом, блокирующим лимфоцитарную трансэндотелиальную миграцию путем связывания с лимфоцитарными VLA-4 (CD49d) и предотвращая его связывание с молекулой адгезии эндотелиальных сосудистых клеток (VCAM) [55].

Агонистические моноклональные антитела имитируют активность нормального лиганда [151,156]. Агонистическая активность может возникать, когда антитело связывается с рецептором способом, имитирующим связывание природного лиганда, что приводит к опосредованной антителами последующей передаче сигналов [156].

Альтернативно, моноклональные антитела проявляют агонистическую активность в отношении рецепторов, таких как рецепторы лиганда, индуцирующего апоптоз, связанного с фактором некроза опухоли (TRAIL), инициирующие запрограммированную гибель клеток [157].

For more information:1950477648nn@gmail.com