Anticorpo humanizado
Os anticorpos humanizados son anticorpos procedentes de especies non humanas cuxas secuencias proteicas foron modificadas para aumentar a súa semellanza cos anticorpos producidos de forma natural polos humanos.[1][2] O proceso de "humanización" realízase xeralmente sobre anticorpos monoclonais desenvolvidos para a súa administración a humanos (por exemplo, os anticorpos desenvolvidos como fármacos anticancerosos). A humanización pode ser necesaria cando o proceso de desenvolvemento dun anticorpo específico implica a súa xeración nun sistema inmunitario non humano, como por exemplo o do rato. As secuencias proteicas dos anticorpos producidos deste xeito son parcialmente distintas das dos anticorpos homólogos que producirían de forma natural os humanos, e, por tanto, son potencialmente inmunoxénicos cando se administran a pacientes humanos (ver tamén anticorpo anti-rato humano). A Denominación Común Internacional dos anticorpos humanizados acaba en -zumab; por exemplo, omalizumab.
Os anticorpos humanizados son distintos dos anticorpos quiméricos. Nestes últimos tamén se fixo que as súas secuencias proteicas fosen máis similares ás dos anticorpos humanos, pero levan un fragmento máis longo de proteína non humana.
Uso de ADN recombinante no proceso de humanización
editarO proceso de humanización aproveita o feito de que a produción de anticorpos monoclonais pode realizarse utilizando ADN recombinante para crear constructos[3] que poidan expresarse en cultivos celulares de mamíferos. É dicir, os segmentos xénicos que poden producir anticorpos son illados e clonados en células que poden ser cultivadas nun tanque de modo que os anticorpos producidos a partir do ADN dos xenes clonados pode recollerse en masa. O paso no que intervén o ADN recombinante supón un posible punto de intervención que pode ser doadamente aproveitado para alterar a secuencia da proteína do anticorpo expresado. Todas as alteracións na estrutura do anticorpo que se conseguen no proceso de humanización efectúanse por medio de técnicas que actúan a nivel do ADN. Non todos os métodos para obter anticorpos pensados para usalos na terapia humana requiren este proceso de humanización (por exemplo, na técnica do phage display non) pero esencialmente todos dependen de técnicas que permiten a "inserción" ou "eliminación" de porcións da molécula de anticorpo.
Distinción entre anticorpo humanizado e quimérico
editar
A humanización de anticorpos xeralmente se distingue da creación de anticorpos quimera rato-humano. Aínda que a creación dun anticorpo quimera realízase normalmente para obter un anticorpo que se pareza máis aos dos humanos (substituíndolle a rexión Fc do anticorpo de rato pola forma humana) as simples quimeras deste tipo non se consideran xeralmente como anticorpos humanizados. Ao contrario, a secuencia proteica dun anticorpo humanizado é esencialmente idéntica á da variante humana natural, a pesar da orixe non humana dalgúns dos seus segmentos das rexións determinantes complementarias (CDR) responsables da capacidade do anticorpo de unirse ao seu antíxeno diana.
Os nomes dos anticorpos quiméricos conteñen a raíz -xi-. Exemplos de anticorpos quiméricos aprobados para a terapia humana son abciximab (ReoPro), basiliximab (Simulect), cetuximab (Erbitux), infliximab (Remicade) e rituximab (MabThera). Outros están actualemnte na fase de ensaios clínicos, como bavituximab.
Humanización por medio dun intermediario quimérico
editarNon obstante, o proceso de humanización pode incluír a creación dunha quimera rato-humana como un paso inicial, é dicir, un fragmento de unión ao antíxeno (Fab) de rato empalmado a un Fc humano. A partir de aí a quimera podería ser máis humanizada ao alterar selectivamente a secuencia de aminoácidos na porción Fab da molécula. O proceso debe ser "selectivo" para reter a especificidade para a cal o anticorpo foi orixinalmente creado. Como as porcións CDR do Fab son esenciais para a capacidade do anticorpo de unirse á diana procurada, os aminoácidos nesas porcións non poden ser alterados sen correr o risco de que se prexudique o propósito para o cal se desenvolveu. Á parte dos segmentos CDR, outras porcións da secuencia Fab que difiren das humanas poden ser corrixidas intercambiando os aminoácidos individuais apropiados. Isto realízase a nivel de ADN utilizando mutaxénese.
O nome que reciben as quimeras humanizadas debe incluír á vez as raíces -xi- e -zu-. O medicamento Otelixizumab é un exemplo de quimera humanizada que actualmente está en ensaio clínico para o tratamento da artrite reumatoide e a diabetes mellitus.[4]
Humanización por inserción de CDRs relevantes no "armazón" de anticorpos humanos
editarÉ posible producir un anticorpo humanizado sen crear un intermediario quimérico. A creación "directa" dun anticorpo humanizado pode realizarse inserindo os segmentos codificantes CDR axeitados (responsables das propiedades de unión desexadas) nun "armazón" de anticorpo humano. Como se discutiu antes, isto conséguese por medio de métodos de ADN recombinante utilizando un vector apropiado[3] e a expresión en células de mamífero. É dicir, despois de que se desenvolve un anticorpo para que teña as propiedades requiridas nun rato (ou outra especie non humana), pode illarse o ADN que codifica ese anticorpo, clonarse nun vector e secuenciarse. As secuencias de ADN correspondentes aos CDRs do anticorpo poden determinarse despois. Unha vez que se coñece a secuencia precisa dos CDRs desexados, pode idearse unha estratexia para inserir estas secuencias correctamente nun construto que conteña o ADN para unha variante de anticorpo humano.[5][6] A estratexia pode tamén empregar a síntese de fragmentos de ADN lineares baseados na lectura das secuencias dos CDRs.
O Alemtuzumab é un dos primeiros exemplos de anticorpo que se humanizou sen utilizar un intermediario quimérico. Neste caso, desenvolveuse un anticorpo monoclonal chamado "Campath-1" para que se unise a CD52 utilizando un sistema de rato. Os bucles hipervariables de Campath-1 (que conteñen os seus CDRs e, por tanto, deles depende a súa capacidade de unión ao CD52) foron entón extraídos e inseridos nunha estrutura de anticorpo humano.[1] O Alemtuzumab está aprobado para o tratamento da leucemia linfocítica de células B[7] e actualmente está en ensaio clínico para aplicalo a outras condicións como a esclerose múltiple.[8]
Anticorpos para terapias humanas obtidos sen utilizar ratos
editarExisten tecnoloxías nas que se evita completamente o uso de ratos ou outros mamíferos non humanos no proceso de descubrir anticorpos para a terapia humana. Exemplos deses sistemas son varios métodos de "display" (principalmente o phage display[9]) e os métodos que aproveitan os niveis elevados de células B que hai durante as respostas inmunitarias humanas.
Métodos de display
editarEmpregan os principios selectivos da produción específica de anticorpos pero utilizan microorganismos (como no phage display) ou mesmo extractos libres de células (como no ribosome display). Estes sistemas dependen da creación de "librarías" de xenes de anticorpos, que poden ser obtidas completamente de ARN humano illado do sangue periférico. Os produtos inmediatos destes sistemas son fragmentos de anticorpos, normalmente Fab ou scFv).
Isto significa que, aínda que os fragmentos de anticorpos creados usando métodos de display son secuencias totalmente humanas, non son anticorpos completos. Por tanto, utilízanse procesos en esencia similares aos da humanización para incorporar e expresar as afinidades derivadas nun anticorpo completo.
O medicamento Adalimumab (Humira) é un exemplo de anticorpo aprobado para a terapia humana que foi creado por medio da técnica do phage display.[10][11]
Anticorpos de pacientes ou receptores de vacinas humanos
editarÉ posible tamén aproveitar as reaccións inmunitarias humanas para descubrir anticorpos monoclonais. Dito de forma simple, a resposta inmunitaria humana funciona do mesmo xeito que a do rato ou doutros mamíferos; por tanto, as persoas que estean sufrindo un cambio no seu sistema inmunitario, como doenzas infecciosas, cancro ou vacinación son unha fonte potencial de anticorpos monoclonais dirixidos contra esas ameazas. Este enfoque parece especialmente apropiado para o desenvolvemento de terapias antivirais que se basean nos principios da inmunidade pasiva. Algunhas variantes deste enfoque foron demostradas en principio[12] e algunhas están intentando desenvolverse comercialmente.[13]
Notas
editar- ↑ 1,0 1,1 Riechmann L, Clark M, Waldmann H, Winter G (1988). "Reshaping human antibodies for therapy". Nature 332 (6162): 332–323. PMID 3127726. doi:10.1038/332323a0.
- ↑ Queen C, Schneider WP, Selick HE, Payne PW, Landolfi NF, Duncan JF, Avdalovic NM, Levitt M, Junghans RP, Waldmann TA. (Dec 1989). "A humanized antibody that binds to the interleukin 2 receptor.". Proc Natl Acad Sci U S A. 86 (24): 10029–33. PMC 298637. PMID 2513570. doi:10.1073/pnas.86.24.10029. (Este é un dos primeiros exemplos do uso do termo "anticorpo humanizado".)
- ↑ 3,0 3,1 Norderhaug L, Olafsen T, Michaelsen TE, Sandlie I. (May 1997). "Versatile vectors for transient and stable expression of recombinant antibody molecules in mammalian cells.". J Immunol Methods 204 (1): 77–87. PMID 9202712. doi:10.1016/S0022-1759(97)00034-3.
- ↑ Clinical Trials page list for otelixizumab
- ↑ Kashmiri SV, De Pascalis R, Gonzales NR, Schlom J. (May 2005). "SDR grafting—a new approach to antibody humanization.". Methods 36 (1): 25–34. PMID 15848072. doi:10.1016/j.ymeth.2005.01.003.
- ↑ Hou S, Li B, Wang L, Qian W, Zhang D, Hong X, Wang H, Guo Y (July 2008). "Humanization of an anti-CD34 monoclonal antibody by complementarity-determining region grafting based on computer-assisted molecular modeling.". J Biochem 144 (1): 115–20. PMID 18424812. doi:10.1093/jb/mvn052.
- ↑ DrugBank entry for alemtuzumab
- ↑ Clinical Trials pages for alemtuzumab
- ↑ Phage display raramente se ve traducido. Pode traducirse por presentación en fagos, exhibición en fagos, mostra en fagos ou despregue en fagos, xa que as proteínas en cuestión se mostran na superficie de virus bacteriófagos.
- ↑ Kempeni J. (Nov 1999). "Preliminary results of early clinical trials with the fully human anti-TNFalpha monoclonal antibody D2E7". Ann Rheum Dis 58 (Suppl 1): I70–2. PMC 1766582. PMID 10577977. doi:10.1136/ard.58.2008.i70.
- ↑ Rau R (Nov 2002). "Adalimumab (a fully human anti-tumour necrosis factor alpha monoclonal antibody) in the treatment of active rheumatoid arthritis: the initial results of five trials". Ann Rheum Dis 61 (Suppl 2): 70–3. PMC 1766697. PMID 12379628. doi:10.1136/ard.61.suppl_2.ii70.
- ↑ Stacy JE, Kausmally L, Simonsen B, Nordgard SH, Alsøe L, Michaelsen TE, Brekke OH (Dec 2003). "Direct isolation of recombinant human antibodies against group B Neisseria meningitidis from scFv expression libraries". J Immunol Methods 283 (1-2): 247–59. PMID 14659916. doi:10.1016/j.jim.2003.09.015.
- ↑ http://www.theraclone-sciences.com/pdf/Theraclone_ISTAR.pdf Arquivado 03 de marzo de 2016 en Wayback Machine. Exemplo de método utilizando pacientes humano como fonte de anticorpos monoclonais.