Иммуноконъюгаты как препараты таргетной онкотерапии
https://doi.org/10.17650/1726-9784-2024-23-2-36-46
Аннотация
Химиотерапия онкологических заболеваний сопряжена со значительным риском развития тяжелых побочных эффектов вследствие воздействия цитостатиков на здоровые клетки организма. Таргетная онкотерапия представляет собой инновационный поход к лечению онкологических заболеваний, направленный на специфические белковые структуры и метаболические пути, с высокой долей вероятности присущие опухолевым клеткам. Исторически одними из первых препаратов таргетной терапии, наряду с моноклональными антителами, были апробированы и в дальнейшем одобрены для клинического применения иммуноконъюгаты (ИК). Традиционно ИК описывается как ковалентно связанное с терапевтическим компонентом через линкер моноклональное антитело. За счет векторного компонента данные препараты позволяют применять избирательное воздействие на определенные эпитопы мишени, что значительно повышает терапевтический индекс высокотоксичных противоопухолевых средств. В дополнение к этому таргетная терапия способствует преодолению лекарственной устойчивости опухолей и улучшению прогноза заболевания. При этом фармацевтическая разработка ИК требует всестороннего учета специфических аспектов, таких как физико-химические свойства конъюгируемого вещества, оптимальный выбор изотипа иммуноглобулина класса G, биохимические свойства линкера и методы конъюгации. Всестороннее исследование этих аспектов позволит не только оптимизировать дизайн ИК, но и будет способствовать широкому распространению в клинической практике и расширению спектра применения подобных препаратов. В данном обзоре представлена эволюция концепции «конъюгат антитело – лекарственное средство» в рамках применения данных препаратов в онкотерапии. Рассматриваются и обобщаются также базовые для дизайна ИК аспекты строения и особенности стратегий конъюгации лекарственного вещества с моноклональным антителом.
При поддержке: Работа была выполнена при финансовой поддержке Минздрава России в рамках исследования № 123021500025-1 «Разработка нового класса противоопухолевых препаратов, основанных на таргетной стимуляции сигнального пути STING в злокачественных новообразованиях».
Об авторе
С. Д. Щеглов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Россия
Россия
Степан Дмитриевич Щеглов
115522 Москва, Каширское шоссе, 24
Список литературы
1. World Health Organization / Global cancer burden growing, amidst mounting need for services. Available at: https://www.who.int/news/item/01-02-2024-global-cancer-burden-growing-amidst-mounting-need-for-services. Accessed: 17.02.2024.
2. Pearce A., Haas M., Viney R. et al. Incidence and severity of self-reported chemotherapy side effects in routine care: A prospective cohort study. PLoS One 2017;12(10):e0184360. DOI: 10.1371/journal.pone
3. Schirrmacher V. From chemotherapy to biological therapy: A review of novel concepts to reduce the side effects of systemic cancer treatment (Review). Int J Oncol 2019;54(2):407–19. DOI: 10.3892/ijo.2018.4661
4. Fu Z., Li S., Han S. et al. Antibody drug conjugate: the “biological missile” for targeted cancer therapy. Signal Transduct Target Ther 2022;7(1):93. DOI: 10.1038/s41392-022-00947-7
5. Shefet-Carasso L., Benhar I. Antibody-targeted drugs and drug resistance – challenges and solutions. Drug Resist Updat 2015;18:36–46. DOI: 10.1016/j.drup.2014.11.001
6. Mathe G., Tran Ba Lo., Bernard J. Effet sur la leucémie 1210 de la souris d’un combinaison par diazotation d’A-méthoptèrine et de gamma-globulines de hamsters porteurs de cette leucèmie par hétérogreffe. C R Hebd Seances Acad Sci 1958;246(10):1626–8.
7. Ghose T., Nigam S.P. Antibody as carrier of chlorambucil. Cancer 1972;29(5):1398–400. DOI: 10.1002/1097-0142(197205)29:5<1398::aid-cncr2820290542>3.0.co;2-d
8. Chari R.V. Targeted delivery of chemotherapeutics: tumor-activated prodrug therapy. Adv Drug Deliv Rev 1998;31(1-2):89–104. DOI: 10.1016/s0169-409x(97)00095-1
9. Будчанов Ю.И. Моноклональные антитела: от создания до клинического применения. Клиническая онкогематология 2016;9(3):237–44. DOI: 10.21320/2500-2139-2016-9-3-237-244
10. Walker S., Landovitz R., Ding W.D. et al. Cleavage behavior of calicheamicin gamma 1 and calicheamicin T. Proc Natl Acad Sci USA 1992;89(10):4608–12. DOI: 10.1073/pnas.89.10.4608
11. Vukovic N., van Elsas A., Verbeek J.S., Zaiss D.M.W. Isotype selection for antibody-based cancer therapy. Clin Exp Immunol 2021;203(3):351–65. DOI:10.1111/cei.13545
12. Chari R.V. Targeted cancer therapy: Conferring specificity to cytotoxic drugs. Acc Chem Res 2008;41(1):98–107. DOI: 10.1021/ar700108g
13. Hamblett K.J., Senter P.D., Chace D.F. et al. Effects of drug loading on the antitumor activity of a monoclonal antibody drug conjugate. Clin Cancer Res 2004;10(20):7063–70. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-04-0789
14. Beck A., Goetsch L., Dumontet C., Corvaïa N. Strategies and challenges for the next generation of antibody-drug conjugates. Nat Rev Drug Discov 2017;16(5):315–37. DOI: 10.1038/nrd.2016.268
15. Sheyi R., de la Torre B.G., Albericio F. Linkers: An assurance for controlled delivery of antibody-drug conjugate. Pharmaceutics 2022;14(2):396. DOI: 10.3390/pharmaceutics14020396
16. Ruan D.Y., Wu H.X., Meng Q., Xu R.H. Development of antibody-drug conjugates in cancer: Overview and prospects. Cancer Commun (Lond) 2024;44(1):3–22. DOI: 10.1002/cac2.12517
17. Swaminathan M., Cortes J.E. Update on the role of gemtuzumab-ozogamicin in the treatment of acute myeloid leukemia. Ther Adv Hematol 2023;14:20406207231154708. DOI: 10.1177/20406207231154708
18. Lai C., Kandahari A.M., Ujjani C. The evolving role of brentuximab vedotin in classical hodgkin lymphoma. Blood Lymphat Cancer 2019;9:63–71. DOI: 10.2147/BLCTT.S231821
19. Ferraro E., Drago J.Z., Modi S. Implementing antibody-drug conjugates (ADCs) in HER2-positive breast cancer: State of the art and future directions. Breast Cancer Res 2021;23(1):84. DOI: 10.1186/s13058-021-01459-y
20. Cox E., Wade R., Peron M. et al. the clinical and cost effectiveness of inotuzumab ozogamicin for the treatment of adult relapsed or refractory B-cell acute lymphoblastic leukaemia: An evidence review group evaluation of a NICE single technology appraisal. Pharmacoeconomics 2019;37(9):1081–91. DOI: 10.1007/s40273-019-00779-4
21. Lin A.Y., Dinner S.N. Moxetumomab pasudotox for hairy cell leukemia: Preclinical development to FDA approval. Blood Adv 2019;3(19):2905–10. DOI: 10.1182/bloodadvances.2019000507
22. Wong R.L., Yu E.Y. Enfortumab vedotin in the treatment of urothelial cancers and beyond. Future Oncol 2022;18(27):3067–84. DOI: 10.2217/fon-2022-0328
23. Indini A., Rijavec E., Grossi F. Trastuzumab deruxtecan: Changing the destiny of HER2 expressing solid tumors. Int J Mol Sci 2021;22(9):4774. DOI: 10.3390/ijms22094774
24. Pavone G., Motta L., Martorana F. et al. A new kid on the block: Sacituzumab govitecan for the treatment of breast cancer and other solid tumors. Molecules 2021;26(23):7294. DOI: 10.3390/molecules26237294
25. Lassiter G., Bergeron C., Guedry R. et al. Belantamab mafodotin to treat multiple myeloma: A comprehensive review of disease, drug efficacy and side effects. Curr Oncol 2021;28(1):640–60. DOI: 10.3390/curroncol28010063
26. Gomes-da-Silva L.C., Kepp O., Kroemer G. Regulatory approval of photoimmunotherapy: Photodynamic therapy that induces immunogenic cell death. Oncoimmunology 2020;9(1):1841393. DOI: 10.1080/2162402X.2020.1841393
27. Lee A. Loncastuximab tesirine: First approval. Drugs 2021;81(10):1229–33. DOI: 10.1007/s40265-021-01550-w
28. Shi F., Liu Y., Zhou X. et al. Disitamab vedotin: A novel antibody-drug conjugates for cancer therapy. Drug Deliv 2022;29(1):1335–44. DOI: 10.1080/10717544.2022.2069883
29. Markham A. Tisotumab vedotin: First approval. Drugs 2021;81(18):2141–7. DOI: 10.1007/s40265-021-01633-8
30. Heo Y.A. Mirvetuximab soravtansine: First approval. Drugs 2023;83(3):265–73. DOI: 10.1007/s40265-023-01834-3
31. Tsuchikama K., An Z. Antibody-drug conjugates: Recent advances in conjugation and linker chemistries. Protein Cell 2018;9(1):33–46. DOI: 10.1007/s13238-016-0323-0
32. Lucas A.T., Moody A., Schorzman A.N., Zamboni W.C. Importance and considerations of antibody engineering in antibody-drug conjugates development from a clinical pharmacologist’s perspective. Antibodies (Basel) 2021;10(3):30. DOI: 10.3390/antib10030030
33. Tourdot S., Baltrunkonis D., Denies S. et al. Proceedings of the 14 th European immunogenicity platform open symposium on immunogenicity of biopharmaceuticals. MAbs 2024;16(1):2324801. DOI: 10.1080/19420862.2024.2324801
34. Uppal H., Doudement E., Mahapatra K. et al. Potential mechanisms for thrombocytopenia development with trastuzumab emtansine (T-DM1). Clin Cancer Res 2015;21(1):123–33. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-14-2093
35. Bargh J.D., Isidro-Llobet A., Parker J.S., Spring D.R. Cleavable linkers in antibody-drug conjugates. Chem Soc Rev 2019;48(16):4361–74. DOI: 10.1039/c8cs00676h
36. Dubowchik G.M., Firestone R.A., Padilla L. et al. Cathepsin B-labile dipeptide linkers for lysosomal release of doxo rubicin from internalizing immunoconjugates: Model studies of enzymatic drug release and antigen-specific in vitro anticancer activity. Bioconjug Chem 2002;13(4):855–69. DOI: 10.1021/bc025536j
37. Willner D., Trail P.A., Hofstead S.J. et al. (6-Maleimidocaproyl) hydrazone of doxorubicin – A new derivative for the preparation of immunoconjugates of doxorubicin. Bioconjug Chem 1993;4(6):521–7. DOI: 10.1021/bc00024a015
38. Kellogg B.A., Garrett L., Kovtun Y. et al. Disulfide-linked antibody-maytansinoid conjugates: Optimization of in vivo activity by varying the steric hindrance at carbon atoms adjacent to the disulfide linkage. Bioconjug Chem 2011;22(4):717–27. DOI: 10.1021/bc100480a
39. Caculitan N.G., Dela Cruz Chuh J., Ma Y. et al. Cathepsin B is dispensable for cellular processing of cathepsin B-cleavable antibody-drug conjugates. Cancer Res 2017;77(24):7027–37. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-17-2391
40. Kolodych S., Michel C., Delacroix S. et al. Development and evaluation of β-galactosidase-sensitive antibody-drug conjugates. Eur J Med Chem 2017;142:376–82. DOI: 10.1016/j.ejmech.2017.08.008
41. Lu J., Jiang F., Lu A., Zhang G. Linkers having a crucial role in antibody-drug conjugates. Int J Mol Sci 2016;17(4):561. DOI: 10.3390/ijms17040561
42. Conilh L., Sadilkova L., Viricel W., Dumontet C. Payload diversification: A key step in the development of antibody-drug conjugates. J Hematol Oncol 2023;16(1):3. DOI: 10.1186/s13045-022-01397-y
43. Anderl J., Faulstich H., Hechler T., Kulke M. Antibody-drug conjugate payloads. Methods Mol Biol 2013;1045:51–70. DOI: 10.1007/978-1-62703-541-5_4
44. Wang Z., Li H., Gou L. et al. Antibody-drug conjugates: Recent advances in payloads. Acta Pharm Sin B 2023;13(10):4025–59. DOI: 10.1016/j.apsb.2023.06.015
45. Buecheler J.W., Winzer M., Weber C., Gieseler H. Alteration of physicochemical properties for antibody-drug conjugates and their impact on stability. J Pharm Sci 2020;109(1):161–8. DOI: 10.1016/j.xphs.2019.08.006
46. Goulet D.R., Atkins W.M. Considerations for the design of antibody-based therapeutics. J Pharm Sci 2020;109(1):74–103. DOI: 10.1016/j.xphs.2019.05.031
47. Chio T.I., Bane S.L. Click chemistry conjugations. Methods Mol Biol 2020;2078:83–97. DOI: 10.1007/978-1-4939-9929-3_6
48. Sadiki A., Vaidya S.R., Abdollahi M. et al. Site-specific conjugation of native antibody. Antib Ther 2020;3(4):271–84. DOI: 10.1093/abt/tbaa027
49. Hagihara Y., Saerens D. Engineering disulfide bonds within an antibody. Biochim Biophys Acta 2014;1844(11):2016–23. DOI: 10.1016/j.bbapap.2014.07.005
50. Gordon M.R., Canakci M., Li L. et al. Field guide to challenges and opportunities in antibody-drug conjugates for chemists. Bioconjug Chem 2015;26(11):2198–215. DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00399
51. Zhou Q. Site-Specific Antibody Conjugation with Payloads beyond Cytotoxins. Molecules 2023;28(3):917. DOI: 10.3390/molecules28030917
52. Hallam T.J., Smider V.V. Unnatural amino acids in novel antibody conjugates. Future Med Chem 2014;6(11):1309–24. DOI: 10.4155/fmc.14.79
53. Kostova V., Désos P., Starck J.B., Kotschy A. The chemistry behind ADCs. Pharmaceuticals (Basel) 2021;14(5):442. DOI: 10.3390/ph14050442
54. Behrens C.R., Ha E.H., Chinn L.L. et al. Antibody-drug conjugates (ADCs) Derived from interchain cysteine cross-linking demonstrate improved homogeneity and other pharmacological properties over conventional heterogeneous ADCs. Mol Pharm 2015;12(11):3986–98. DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.5b00432
55. Hallam T.J., Wold E., Wahl A., Smider V.V. Antibody conjugates with unnatural amino acids. Mol Pharm 2015;12(6):1848–62. DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.5b00082
Рецензия
Для цитирования:
Щеглов С.Д. Иммуноконъюгаты как препараты таргетной онкотерапии. Российский биотерапевтический журнал. 2024;23(2):36-46. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2024-23-2-36-46
For citation:
Shceglov S.D. Immunoconjugates as drugs of targeted oncotherapy. Russian Journal of Biotherapy. 2024;23(2):36-46. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/1726-9784-2024-23-2-36-46
Просмотров:
623
Послать статью по эл. почте 
