Cílená léčiva a jejich přínos pro terapii vnitřních chorob

Overview

Cílená léčba je konceptuální pojem označující léčbu vyvinutou na podkladě znalostí patofyziologie a/nebo biomarkerů choroby, zejména maligních onemocnění. Mezi prvními molekulárně cílenými léčivy byly monoklonální protilátky a inhibitory tyrozinkináz. Účinek monoklonálních protilátek je založen na interakci s biomarkery exprimovanými na povrchu nádorových buněk nebo na interakci s cytokiny. Inhibitory tyrozinkináz blokují cíleně aberantně aktivované signální dráhy. Je uvedena stručná klasifikace cílených léčiv a možnosti jejich využití v klinické praxi.

Klíčová slova:
cílená léčba – monoklonální protilátky – inhibitory tyrozinkináz – klasifikace – klinické použití

Úvod

Pokroky molekulární biologie a genetiky na přelomu století umožnily hlubší poznání patogeneze celé řady onemocnění, které vedlo k identifikaci klíčových struktur podílejících se na vzniku či progresi onemocnění. Tyto objevy významně obohatily naše léčebné možnosti zavedením nových terapeutických modalit a otevřely možnosti individualizované léčby. Snad nejvýznamnějších pokroků bylo docíleno v léčbě nádorových onemocnění. Jednalo se o zavedení tzv. cílené a bio­logické léčby. Vzhledem k tomu, že označování těchto modalit je používáno často nepřesně, a to nejen v médiích, ale i v odborném tisku, může být užitečné podrobnější vysvětlení mechanizmů účinku zmíněných modalit a upřesnění terminologie.

Rozdíly mezi necílenou a cílenou terapií

Konvenční (necílená) chemoterapie byla zavedena do klinické praxe na základě preklinických a klinických zkušeností s protinádorovou účinností určitého přípravku u různých nádorových onemocnění. Jen zřídka bylo cytostatikum určeno k léčbě jednoho druhu nádoru. Používaná cytostatika lze tedy označit jako „širokospektrá“. To vyplývá z jejich mechanizmu účinku znázorněného na obr. 1. Konvenční cytostatika se vážou na určité buněčné struktury (DNA, RNA, cytoskelet, proteiny) a inhibují jejich funkci [1,2]. Jen nepřímo inhibují apoptózu (druhotně, cestou genetického stresu a zástavy buněčného cyklu). Z jejich obecného antiproliferačního účinku vyplývají četné nežádoucí účinky. Testování klasických cytostatik většinou předcházelo poznatkům o jejich mechanizmu účinku. Tak např. dusíkatý yperit byl zaveden do klinické praxe dříve než byla známa struktura DNA.

Cílená léčba (cílená chemoterapie) je konceptuální pojem, který byl navržen na základě určení specifických biomarkerů daného onemocnění, kterými jsou buď povrchové znaky exprimované buňkami nádoru popřípadě buňkami mikroprostředí, nebo tzv. „drugable“ molekuly, tj.molekuly podílející se na patologických buněčných interakcích [3,4] (obr. 2). Za historický mezník počátku cílené terapie se zpravidla považuje zavedení imatinibu do léčby chronické myeloidní leukemie (CML) v roce 2000. Imatinib inhibuje chimerický fúzní onkoprotein BCR-ABL, který vzniká následkem chromozomální translokace t(9;22), která je patognomonickým molekulárním markerem CML. Nízkomolekulární inhibitor blokuje aberantní signalizaci tyrozinkinázy ABL a její proliferační signály [5,6]. Podobně i ostatní cílená terapeutika interferují se specifickými proteiny a aberantaně aktivovanými nitrobuněčnými kaskádami na různých úrovních signální dráhy (viz též obr. 3). Mohou přímo indukovat apoptózu (na rozdíl od konvenčních cytostatik), přerušují onkogenní signály, inhibují sebeobnovu, popř. indukují diferen­ciaci. Interferují s komplexními procesy angiogeneze a metastazování či imunitní odpovědi [7]. Mají úzké spektrum účinnosti více méně na nádorové buňky (on target effect). Často jsou cíleny i na nemaligní buňky mikro­prostředí a jejich toxicita na nemaligní buňky je relativně omezená (of target effect) a je obvykle nižší než u konvenčních cytostatik. Přetrvávající toxicita cílených terapeutik vyplývá ze dvou skutečností. Za prvé žádná cílená látka není stoprocentně specifická pro danou molekulu a/nebo signální dráhu, ale ovlivňuje více či méně i jiné buněčné pochody. Za druhé aberantní molekuly nebo signální dráhy typické pro dané maligní onemocnění neplní obvykle výlučně patologickou funkci u tohoto nádorového onemocnění, ale „zkříženě“ inhibují i jiné onkoproteiny (např. imatinib není výlučným inhibitorem BCR-ABL, ale inhibuje celou škálu jiných kináz – PDGFR, KIT).

Cílená léčiva jsou většinou nízkomolekulární chemické látky s přesně definovanou strukturou. Přesto termín cílená léčba může zahrnovat léčiva v podobě proteinových makro­molekul, což se někdy považuje za důvod k označení biologická léčba. Cíleným mechanizmem účinku působí totiž některé monoklonální protilátky. Cílená a bio­logická léčba jsou sice dva odlišné pojmy, ale s výrazným překryvem. Ne každé biologické léčivo je cílené, ne každé cílené léčivo může být označeno jako biologické, jak je patrné z tab. 1.

Cílená léčiva a jejich klasifikace

Klasifikace cílených léčiv většinou vychází z úrovně signální dráhy, na kterou cílený lék působí (ligand – receptor – přenašeč – transkripční faktor) a kterou může v kterémkoliv jejím úseku přerušit. Schematické znázornění je uvedeno na obr. 3.

Inhibice růstového faktoru (ligandu), který po vazbě na specifický membránový receptor spustí sled nitrobuněčných pochodů, označovaných jako transdukční kaskáda [8]. Jedinou v praxi používanou látkou blokující růstový faktor je monoklonální protilátka bevacizumab (Avastin), který je blíže zmíněn v odstavci „monoklonální protilátky“.

Inhibice extracelulárních domén receptorů pro růstové faktory. Zablokování transdukční kaskády lze dosáhnout též inhibicí receptorů pro růstové faktory. K blokádě extracelulárních domén receptorů se používají rovněž monoklonální protilátky.

K blokádě intracelulárních domén se používají inhibitory receptorových tyrozinkináz [9] (tab. 2). Důsledky blokádního účinku by teoreticky měly být nejvíce patrné u nádorů s vysokou expresí příslušných receptorů pro daný růstový faktor (např. EGFR, VEGFR). Tab. 2 shrnuje nejdůležitější a klinicky používané inhibitory TK domény receptorů rodiny EGFR. Erlotinib (Tarceva) se ukázal jako užitečný lék metastazujícího nemalobuněčného bronchogenního karcinomu (NSCLC). Podobné účinky a indikace má též gefitinib (Iressa), kdežto lapatinib (Tyverb) se osvědčil v léčbě metastazujícího karcinomu prsu.

Inhibici receptorových domén VEGFR působí několik látek uvedených v tab. 3. Jsou účinnými inhibitory angiogeneze. Patologická angiogeneze se podílí na progresi, šíření a metastazování nádoru, a proto se možnosti její inhibice staly předmětem intenzivního bádání. Nejúčinnější se zdá výše zmíněná neutralizace VEGF monoklonální protilátkou (bevacizumab – Avastin), která se stala součástí komplexní léčby karcinomu kolorekta nebo karcinomu prsu. Inhibitory receptorových domén uvedených v tab. 3 jsou ještě předmětem klinického testování [11]. Výsledky klinických studií však již prokázaly účinnost u některých solidních nádorů, jako jsou metastazující karcinom ledviny, kolorektální karcinom, NSCLC a karcinom štítné žlázy. Inhibice angio­geneze má význam nejen v omezení kancerogeneze a metastazování, ale může být užitečná i mimo onkologii (např. v očním lékařství k blokádě nitrooční neovaskularizace, u revmatoidní artritidy, při léčbě chronických zánětlivých procesů).

Tzv. multikinázové inhibitory významně zlepšily prognózu metastazujícího karcinomu ledvin a jater. Pro úplnost uvádíme ještě inhibitory m-TOR, které se testují u karcinomu ledviny, nebo u sarkomů, malobuněčného plicního karcinomu a u neuroendokrinních nádorů [12].

TKI s účinkem na nereceptorové tyrozinkinázové proteiny (ABL, SRC) se již staly nepostradatelné především v léčbě CML, gastrointestinálního stromálního tumoru (GIST) a některých dalších onemocnění [13]. Jsou uvedeny v tab. 3. Za zvláštní zmínku stojí nedávno objevený inhibitor kaskády B-Raf/MEK/ERK vemurafenib (Zelboraf) účinný (při mutaci onkogenu B-Raf ) u maligního melanomu. Jak bylo již řečeno, mezi cílená léčiva patří také monoklonální protilátky.

Monoklonální protilátky (MoAb)

Monoklonální protilátky jsou protilátky produkované jedním klonem B-lymfocytů a vykazují tudíž shodnou antigenní specifitu. Dlouhou dobu se používaly hlavně k diagnostickým účelům. Teprve v roce 1997 povolil americký úřad pro kontrolu léčiv (FDA) klinickou aplikaci historicky první monoklonální protilátky antiCD20 (rituximabu) k léčbě nádorového onemocnění. Od té doby jsou do klinické praxe zaváděny každoročně desítky nových MoAb k léčebným účelům (a to nejen v onkologii) a celkový počet klinicky zkoušených MoAB již přesáhl stovku [14,15].

Monospecifické MoAB

V klinické praxi se dosud používají převážně monospecifické MoAb, tj. protilátky obsahující 2 identická vazebná ramena. Patří většinou do třídy IgG. Mají schopnost vázat se na epitopy konkrétních povrchových nádorových antigenů či solubilních proteinů (CD20, CD33, CD40, CD52 atd.), dále na růstové faktory (VEGF), na membránové receptory (EGFR, VEGFR), či na adhezivní molekuly (EpCAM, integriny), cytokiny (TNF, interleukiny). První MoAb zaváděné do klinické praxe byly směrovány na povrchové znaky nádorových, resp. lymfomových či leukemických buněk.

Mechanizmus jejich účinku je znázorněn na obr. 4. Fab fragment (antibody binding) slouží k vazbě antigenu, Fc fragment zprostředkovává vazbu a aktivaci pomocných buněk imunitního systému (makrofágů, NK-buněk). Tento mechanizmus se označuje jako ADCC (antibody dependent celular cytotoxicity). Z cytotoxických buněk se uvolňuje perforin a granzym, které mají význam pro indukci apoptózy. Dalším mechanizmem je aktivace komplementu (CDC – complement dependent cytotoxicity), jehož složky pak penetrují buněčnou membránu a mají cytolytický účinek. Kromě toho mají MoAb i přímý cytotoxický účinek.

Terapeutický účinek MoAb u solidních nádorů může spočívat v blokádě vazby ligandu na specifický receptor buď neutralizací ligandu (bevacizumab), nebo vazbou na extracelulární doménu receptoru (cetuximab, trastuzumab). V obou případech blokuje MoAb aktivaci příslušné signální dráhy (transdukční kaskády), a proto lze léčbu MoAb zahrnout pod širší pojem cílené léčby. Terapeutický účinek u neonkologických onemocnění je způsoben většinou blokádou cytokinů, které hrají důležitou roli v patogenezi příslušného onemocnění (zpravidla inhibice TNF). Kromě onkologie se tedy staly významným léčebným přínosem v dalších disciplinách vnitřního lékařství, především v revmatologii, gastroenterologii, endokrinologii, částečně i v pneumologii, neurologii a dermatologii.

Používané monoklonální protilátky lze rozdělit podle jejich původu a způsobu přípravy na čistě lidské nesoucí koncovku -mumab, čistě myší (-momab), chimerické (-ximab) nebo humanizované (-zumab). Praktičtější je dělení MoAb podle cílové struktury, které uvádíme v tomto sdělení. Uvedeme přehled současně používaných protilátek (1) v hematologické onkologii, (2) u solidních nádorů, (3) v jiných podoborech vnitřního lékařství.

V hematologické onkologii

Protilátky proti membránovým antigenům leukocytů (tab. 4). Nejpoužívanější je chimerická MoAb antiCD20 rituximab (Mabthera). V kombinaci s chemoterapií se stal rituximab zlatým standardem pro léčbu folikulárních lymfomů, chronické lymfocytární leukemie (CLL) i difuzních velkobuněčných lymfomů (DLBCL). Uplatňuje se i v udržovací léčbě folikulárních lymfomů. V současné době probíhá několik set multicentrických studií, které zkoumají možnosti jeho širšího uplatnění. Ofatumumab (Arzerra) je plně lidská protilátka IgG κ (podobně jako rituximab antiCD20), ale rozeznává epitop CD20 na odlišných místech než rituximab, což napovídá, že by mohl být účinný i u nemocných rezistentních na rituximab. Z klinických studií vyplývá jeho účinnost zejména u folikulárních lymfomů, u lymfomů z plášťové zóny (MCL) a u chronické lymfocytární leukemie (CLL). U rezistentních forem CLL se osvědčil alemtuzumab (MacCampath). Je účinný nejen u rezistentních forem CLL, ale používá se též k likvidaci reziduální choroby [16,17].

Veltuzumab je další z antiCD20 protilátek s aktivitou u difuzních velkobuněčných lymfomů (DLBCL), epratuzumab u folikulárních NHL rezistentních na rituximab. K léčbě rezistentních NHL se doporučuje též galiximab, chimerická protilátka antiCD80, kterou je možno kombinovat s rituximabem. Dosud však není schválen ke klinickému použití. K léčbě CLL jsou k dispozici 2 protilátky. Lumiliximab (Lucid), antiCD23, se zdá být předurčen k terapii CLL, neboť antigen CD23 je exprimován na všech buňkách CLL. Kromě obvyklých mechanizmů účinku byl prokázán stimulační účinek lumiliximabu na apoptózu, neboť snižuje expresi BCL-2 a aktivuje kaspázy. Jeho účinnost se v současné době prověřuje v klinických studiích. Zanolimu-mab je čistě lidská protilátka, která se zkouší u mycosis fungoides, Sézaryho syndromu a dalších lymfoproliferací exprimujících CD4 (angioimunoblastický lymfom, T-velkobuněčný lymfom). Lintuzumab (Zamyl) (SGN33) je protilátka proti antigenu CD33 exprimovanému na povrchu buněk akutní myeloidní leukemie (AML). Protilátky antiCD40 dacetuzumab a lucatumumab, podobně jako elotuzumab, se zkoušejí v léčbě mnohočetného myelomu, ale jeví účinnost i u dalších lymfoproliferací.

U solidních nádorů

Protilátky proti receptorům rodiny EGFR/ERBB/HER se uplatňují především v léčbě solidních nádorů (tab. 5). Trastuzumab (Herceptin) je protilátka proti receptoru ERB2/HER2/NEU zvýšeně exprimovaného u pacientek s karcinomem prsu, ale zvýšená exprese byla prokázána též u karcinomu prostaty a ovaria [19]. Pertuzumab (Omnitarg) se váže na odlišný epitop než trastuzumab, zdá se, že má synergní účinek s trastuzumabem. Cetuximab (Erbitux) je protilátka proti extracelulární doméně receptoru pro epidermální růstový faktor (EGFR/ERBB/HER1). Vazba na receptor zablokuje aktivaci signálního přenosu kaskády MAPK a pAKT [20]. Indikační podmínkou je nemutovaný stav genu KRAS u buněk nádorové tkáně (asi 60 % nemocných). V případě mutace je signální dráha trvale stimulována bez ohledu na blokádu EGFR, a proto se podávání cetuximabu v těchto případech jeví jako neúčelné. Kromě kolorektálního karcinomu je cetuximab indikován k terapii lokálně pokročilých forem spinocelulárního karcinomu ORL oblasti. Panitumumab je protilátka s vysokou afinitou k receptoru EGFR. Má podobné indikace i podobná indikační omezení jako cetuximab. Nimotuzumab má mít omezenější nežádoucí účinky. V roce 2008 získal status „orphan drug“ (přípravek pro vzácná onemocnění) pro léčbu karcinomu pankreatu.

Protilátky s antiangiogenním účinkem jsou v popředí zájmu, neboť inhibice angiogeneze může významně ovlivnit růst nádoru a jeho metastazování [21]. Nejvíce zkušeností je s neutralizační protilátkou proti ligandu VEGF, který se váže na receptory VEGFR1-3, takže jeho neutralizace komplexně blokuje novotvorbu cév v nádoru. Touto protilátkou je bevacizumab (Avastin). V kombinaci s chemoterapií se podává v léčbě kolorektálního karcinomu, karcinomu prsu, karcinomu plic, ledviny i nádorů CNS. Ranibizumab je fragment bevacizumabu pro nitrooční aplikaci. VEGF-trap a volociximab (protilátka proti α₅-β₁-integrinu) jsou předmětem klinického testování (tab. 6).

Protilátky indukující imunitní odpověď mohou působit blokádou inhibičních molekul (např. CTLA-4) nebo stimulací kostimulačních molekul (protilátka anti 4-1BB). CTLA-4 se vyskytuje na povrchu T-lymfocytů a patří spolu s antigenem CD28 k hlavním regulátorům imunologické odpovědi. CTLA-4 tlumí imunitní odpověď a jeho blokáda protilátkou umožní dlouhodobou aktivaci a proliferaci T-lymfocytů a v ideálním případě napadení a destrukci nádorových buněk cytotoxickými T-lymfocyty [22]. V současné době se zkoušejí 2 lidské MoAb blokující CTLA-4, a to ipilimumab (IgG1 MoAb) (Yervoy) a tremelimumab (homologní IgG2 protilátka), obě s příznivými efekty u maligního melanomu.

V jiných podoborech vnitřního lékařství

Léčba MoAb se stala přínosem i v léčbě různých onemocnění zejména v revmatologii [23–25], v gastroenterologii [26] i v dalších podoborech vnitřního lékařství [27,28] (tab. 7).

Konjugované protilátky

Konjugované protilátky jsou konstruovány se záměrem posílit protinádorovou účinnost [29]. Nejčastěji se používá konjugace s radionuklidem, s cytostatikem nebo s toxinem. Navázaná látka je protilátkou dopravena do cílové tkáně, kde pak uplatní svůj cytotoxický účinek. V případě navázaného radionuklidu se podle povahy zářiče cytotoxický účinek projeví i na elementech uvnitř nádorové masy (tab. 8).

U nás se používá ibritumomab tiuxetan (Zevalin) – protilátka antiCD20 konjugovaná s yttriem 90. ⁹⁰Y je β zářič s průnikem do vzdálenosti 11,9 mm působící cytolýzu i v omezeně vaskularizovaném nádoru. Efektivní poločas zářiče je 30 hod. Protilátka je indikována k léčbě rezistentních forem NHL. Tositumomab (Bexxar), protilátka s navázaným jodem (¹³¹I) u nás není k dispozici. Inotuzumab ozogamicin (Ino-Vate) je antiCD33 protilátka konjugovaná s calicheamycinem, cytostatikem izolovaným z Micromonospora calichensis působícím zlomy DNA. Používá se v léčbě NHL. Brentuximab vedotin (Adcetris) je chimerická protilátka antiCD30 konjugovaná enzymaticky štěpitelnou vazbou s monometylauristatinem E (MMAE). V cirkulaci je přípravek stabilní, po vazbě na cílovou buňku se rychle internalizuje a odštěpený MMAE působí zánik buňky. Testuje se u refrakterních lymfoproliferací a u Hodgkinova lymfomu. Trastuzumab DM1- je označení trastuzumabu konjugovaného s myatansinem (cytostatikum inhibující mikrotubuly) s předpokládanou účinností u karcinomu prsu, a to i v případech rezistentních na trastuzumab [20]. Nabtumomab estafenatox je protilátka konjugovaná se stafylokokovým enterotoxinem E (estafenatox). Jde v podstatě o fúzní protein – imunotoxin. Látka byla schválena v EU pro karcinom ledviny, testuje se u NSCLC.

Bispecifické/trifunkční monoklonální protilátky

Obsahují dva různé Fab fragmenty a mají proto schopnost vázat dva odlišné antigeny (obr. 5). Při přípravě klasickou hybridomovou technikou vznikají tzv. protilátky trifunkční, které mají kromě dvou odlišných Fab fragmentů též Fc fragment [30]. Tím aktivují pomocné buňky (makrofágy, dendritické buňky, NK-buňky), jinými slovy indukují ADCC [31]. Jedním fragmentem Fab vážou nádorový antigen, kdežto druhým atrahují T-lymfocyty do místa nádoru. Navíc pomocné buňky kostimulují navázané T-lymfocyty, což dále zesiluje protinádorový účinek protilátky. Bispecifické/trifunkční protilátky jsou zatím předmětem klinického testování. Ke klinickému použití byla zatím schválena protilátka catumaxomab (Removab) k léčbě rezistentního maligního ascitu. Protilátka je zaměřena proti EpCAM (epithelial cell adhesion molecule) a antigenu CD3.

Závěr

Během posledních 10 let pronikla cílená léčba téměř do všech podoborů vnitřního lékařství a její zavedení významně zlepšilo prognózu mnoha onemocnění. Zatímco v onkologii nachází největší uplatnění v kombinaci s konvenční chemoterapií, u neonkologických onemocnění jsou cílená léčiva vysoce efektivní i v samostatném podání. Moderní metody genového inženýrství umožňují syntézu vysokého počtu účinných protilátek a jsou zaváděny i protilátky nové generace. Jsou to tzv. diabodies rekombinantně připravené protilátkové fragmenty [25]. Fv fragment je část Fab fragmentu, která reálně váže antigen, svFV (single chanin fragment variable) je tvořen dvěma Fv fragmenty spojenými rekombinantně do jednoho řetězce. Jinou formou jsou peptibodies rekombinantně připravené fúzní proteiny Fc fragmentů s polypeptidy vykazujícími vazebnou afinitu ke specifickým molekulám (ligandům, receptorům apod.). Mezi peptibodies patří např. romi­plostim (Nplate), fúzní protein Fc fragmentu a IgG polypeptidu s vazebnou (stimulační) afinitou k receptoru pro trombopoetin. Podobně jako nativní trombopoetin stimuluje trombocytopoézu. Do jaké míry najdou protilátky nové generace širší uplatnění v klinické praxi, ukáží teprve příští léta.

prof. MUDr. Pavel Klener, DrSc.

www.lf1.cuni.cz

e-mail: Pavel.Klener@ruk.cuni.cz

Doručeno do redakce: 3. 1. 2013