Przeciwciała monoklonalne

Przeciwciała monoklonalne (mAb – ang. Monoclonal AntiBodies) są nowym osiągnięciem biologii molekularnej, szybko znalazły one zastosowanie w leczeniu wielu chorób, a terapie z ich użyciem niosą obiecujące rezultaty. Warto dowiedzieć się, co to są przeciwciała monoklonalne i w jak wielu schorzeniach są przydatne.

Spis treści

1. Produkcja przeciwciał monoklonalnych
2. Przeciwciała monoklonalne w onkologii
3. Przeciwciała monoklonalne a choroby autoimmunologiczne
4. Przeciwciała monoklonalne: inne zastosowania
5. Przeciwciała monoklonalne w diagnostyce laboratoryjnej
6. Przeciwciała monoklonalne: ograniczenia terapii

Przeciwciała monoklonalne (mAb – ang. Monoclonal AntiBodies) zawdzięczają swoją nazwę specyficznemu pochodzeniu - są one produkowane przez jedną linię - jeden klon limfocytów B, a więc wszystkie one są identyczne i wiążą się z tym samym antygenem z tą samą siłą – mają do niego takie samo powinowactwo.

Przeciwciało to białko produkowane przez limfocyty B, jego zadaniem jest zwalczanie patogenów, które wniknęły do naszego organizmu.

Przeciwciała powstają, kiedy w ciele znajdą się obce substancje. To wtedy limfocyty B "uczą się" produkować skierowane przeciw nim przeciwciała, a następnie "zapamiętują" nowy patogen, by przy ponownym z nim kontakcie od razu z nim walczyć.

Cząstki te spełniają swoje zadanie poprzez przyłączenie się do określonego miejsca na drobnoustroju, najczęściej na błonie komórkowej, nazywa się ono antygenem.

Różne są następnie mechanizmy zniszczenia patogenu:

• drobnoustroje zostają zabite po przyłączeniu dużej ilości przeciwciał (opłaszczeniu), ponieważ upośledzają one funkcjonowanie błony komórkowej
• przyłączenie przeciwciała powoduje aktywację tak zwanego układu dopełniacza, bezpośrednio niszczącego patogen
• najczęściej związanie przeciwciała daje sygnał komórkom fagocytującym do "pożarcia" danego drobnoustroju.

Antygenami mogą też być np. enzymy, w ich wypadku przyłączenie przeciwciała zwykle powoduje inaktywację. W naszym organizmie posiadamy niezliczoną ilość stale produkowanych przeciwciał przeciw niezliczonym ilościom antygenów, a kontakt z nowymi powoduje produkcję przeciw nim przeciwciał, pula ta więc wciąż się powiększa.

Należy przy tym pamiętać, że każdy szczep limfocytów B produkuje inne przeciwciała, łączące się z innymi antygenami. Liczba grup limfocytów B jest więc tak duża, jak wiele antygenów organizm "pamięta".

Produkcja przeciwciał monoklonalnych

Do wyprodukowania takich przeciwciał konieczne jest posiadanie limfocyta B, który produkuje swoiste przeciwciała przeciwko docelowemu antygenowi. Skąd bierze się takie limfocyty?

Pobiera się je od myszy, które zaszczepione były wcześniej określonym antygenem i wyprodukowały przeciw niemu przeciwciała.

Następnie ten limfocyt myszy łączy się z komórką szpiczaka, jest to komórka nowotworowa, która ma zdolność nieustannego podziału, mówi się o niej, że jest nieśmiertelna.

Taka fuzja powoduje powstanie komórki hybrydowej, która dzieląc się daje wiele limfocytów B, a przeciwciała przez nie wyprodukowane łączą się wyłącznie z antygenem przeciw któremu pierwotny limfocyt B je wytwarzał.

Następnie hybrydomy, czyli produkty połączenia komórek, zostają oddzielone od pozostałych i pobudzone do produkcji przeciwciał. Te ostatnie izoluje się i umieszcza w osobnych naczynkach uzyskując przeciwciała monoklonalne.

W toku produkcji mogą one być w różny sposób zmodyfikowane celem zsyntetyzowania:

• immunotoksyn - są to połączenia przeciwciał z toksynami roślinnymi lub bakteryjnymi, dzięki temu, po przyłączeniu, toksyna niszczy komórkę, do której kompleks się doczepił
• przeciwciał z lekami - w ten sposób lek dostarczany jest bezpośrednio do uszkodzonego miejsca, pozwala to np. na ograniczenie występowania działań niepożądanych leków i umożliwia zmaksymalizowanie stężenia leku w docelowym obszarze
• przeciwciał z izotopami - takie fuzje umożliwiają "naświetlanie" komórek nowotworowych z minimalizacją działań niepożądanych i uszkodzeń zdrowych komórek
• przeciwciał chimerycznych i humanizowanych - w nich z kolei w różnym stopniu mysie białko przeciwciała zostało zastąpione przez ludzkie, dzięki czemu zmniejsza się narażanie na proteiny obcego gatunku i ryzyko silnych reakcji alergicznych (w tym wstrząsu), które były dużym ograniczeniem stosowania tej terapii
• abzymów - są to przeciwciała spełniające funkcję katalizatorów, czyli przyspieszają lub umożliwiają zajście reakcji chemicznej

Możliwości modyfikacji są więc bardzo duże, ułatwiają one działanie przeciwciał nie tylko na powierzchni komórki, ale także w jej wnętrzu, co więcej proces produkcji umożliwia wytworzenie przeciwciał praktycznie przeciw dowolnym cząstkom.

Przy tym przeciwciała monoklonalne są molekułami bardzo precyzyjnymi, wiążą się z tylko jedną określoną strukturą, ta ich swoistość i mnogość modyfikacji przekłada się na ich liczne zastosowania w medycynie, nie tylko w celu leczenia.

Przeciwciała monoklonalne w onkologii

Najbardziej znanym i najszerszym użyciem tych cząstek jest leczenie nowotworów, głownie dzięki temu, że umożliwiają one niszczenie określonych komórek.

Warunkiem jest jednak obecność na komórkach nowotworowych antygenów, do których przeciwciało może się przyłączyć i zapoczątkować destrukcję.

Antygeny te muszą być unikalne i występować wyłącznie na komórkach nowotworu, ponieważ ich obecność w zdrowych tkankach spowoduje ich niszczenie i uszkodzenie właściwie funkcjonujących narządów.

Nie dziwi więc nazwa metody leczenia z użyciem przeciwciał monoklonalnych – jest to terapia celowana, bo pozawala ona dokładnie zaplanować miejsce działania leku i zniszczenie ściśle określonych komórek.

Z drugiej strony ta unikalność antygenów jest pewnym ograniczeniem - nie można stosować tej terapii w każdym rodzaju nowotworu - nie każdy z nich posiada swoiste antygeny lub nie zostały one jeszcze odkryte, a te które posiadają, nierzadko zmieniają ich strukturę w czasie trwania choroby.

Zmienność nowotworów jest tak duża, że nawet w przypadku nowotworu jednego narządu nie u wszystkich chorych będzie on posiadał takie same antygeny, a więc nie u każdego będzie można zastosować przeciwciała monoklonalne.

W leczeniu nowotworów przeciwciała działają na różne sposoby:

• uruchamiają mechanizmy odpornościowe umożliwiające niszczenie komórek nowotworowych
• nasilają apoptozę, czyli programują śmierć komórek
• blokują rozwój naczyń krwionośnych w guzie
• blokują receptory czynników wzrostu
• dostarczają do komórek leki lub pierwiastki promieniotwórcze

W jakich jednostkach chorobowych stosuje się terapię celowaną?

Przeciwciała monoklonalne wykorzystuje się najczęściej w białaczkach i chłoniakach, np. w przewlekłej białaczce szpikowej - imatynib, dazatynib, czyli inhibitory kinaz tyrozynowych, enzymu odpowiadającego za regulację podziałów komórkowych.

W przewlekłej białaczce limfocytowej oraz w chłoniakach – rytuksymab, wiążący się z obecnym na limfocytach B antygenem CD20.

Znajduje się on na "chorych" jak i na zdrowych limfocytach, w wyniku terapii rytuksymabem wszystkie limfocyty B zostają zniszczone, jednak ich prekursory w szpiku nie mają receptora CD20, dlatego pozostają nieuszkodzone.

Po zakończeniu leczenia komórki te odtwarzają prawidłowe limfocyty.

Również w nowotworach litych stosuje się przeciwciała monoklonalne, np. trastuzumab w raku piersi (łączy się on z antygenem HER2), czy bewacyzumab w raku jelita grubego, to przeciwciało z kolei łączy się z VEGF hamując rozwój naczyń krwionośnych w guzie.

Przeciwciała monoklonalne a choroby autoimmunologiczne

Przeciwciała monoklonalne szeroko stosuje się także w chorobach zapalnych, z autoagresji (choroby autoimmunologiczne), w tym wypadku są to tak zwane leki biologiczne, przeznaczone do leczenia np. reumatoidalnego zapalenia stawów, tocznia rumieniowatego układowego, zesztywniającego zapalenia stawów kręgosłupa.

Także w leczeniu choroby skóry - łuszczycy, czy chorób jelit - choroby Crohna i wrzodziejącego zapalenia jelita grubego wykorzystuje się przeciwciała monoklonalne.

Wszystkie te choroby polegają na niewłaściwej aktywacji układu odpornościowego, a wdrożenie leczenia biologicznego pozwala na wytłumienie dokładnie tego procesu w odpowiedzi immunologicznej, który za wystąpienie danej choroby odpowiada.

We wspomnianych chorobach stosuje się leki takie jak: adalimumab, anakinra, etanercept. Kardiologia jest kolejną dziedziną korzystającą z osiągnięć biologii molekularnej.

Przeciwciała monoklonalne: inne zastosowania

Abciksimab to przeciwciało blokujące zdolność do agregacji płytek krwi, lek ten może być składnikiem terapii wdrożonej po angioplastyce tętnic wieńcowych, jest on nadal mało popularny, jednak jego zastawanie rośnie.

Leczenie zatruć i neutralizacja toksyn bakteryjnych, np. tężca, prowadzone jest także przy pomocy przeciwciał monoklonalnych, które łącząc się ze szkodliwą substancją blokują jej działanie.

Podobnie w terapii osteoporozy skorzystać można z przeciwciał, jedną z metod leczenia jest podawanie denosumabu przeciwciała, które blokuje aktywność osteoklastów - komórek odpowiedzialnych za rozkład kości.

Przeciwciała monoklonalne w diagnostyce laboratoryjnej

Poza szerokim wachlarzem leków opartych na działaniu przeciwciał, również diagnostyka laboratoryjna w testach ELISA i RIA korzysta z przeciwciał monoklonalnych.

Służą one głównie do diagnostyki chorób zakaźnych i umożliwiają wykrycie przeciwciał przeciwko badanemu patogenowi.

Potwierdzenie rozpoznania np. boreliozy polega na połączeniu próbki krwi z przeciwciałami monoklonalnymi łączącymi się z przeciwciałami wytworzonymi do walki z tą chorobą.

Dosyć skomplikowane, ale interpretacja jest nieco prostsza - jeśli reakcja zachodzi oznacza to, że pacjent zetknął się z boreliozą i posiada przeciwciała przeciwko tej bakterii, a więc był lub jest chory.

Testy ELISA i RIA mogą być też stosowane do oceny stężeń hormonów, markerów nowotworowych, przeciwciał IgE związanych z alergią, a także leków.

Przeciwciała monoklonalne: ograniczenia terapii

Przeciwciała monoklonalne to nowoczesne preparaty, potencjalnie niosące wiele korzyści i stosowane w szerokiej gamie chorób, pomimo to stosowane są one dość rzadko i najczęściej w najbardziej zaawansowanych stadiach chorób. Dlaczego?

Ograniczeń ich użycia jest kilka: po pierwsze są to dość nowe leki i w przypadku wielu nie wiemy jakie są długofalowe skutki ich stosowania i czy w dłuższej perspektywie na pewno są bezpieczne.

Ponadto przeciwciała monoklonalne mogą uszkadzać zdrowe komórki, jeśli zdarzy się, że mają one ten sam antygen co te, przeciw którym prowadzona jest terapia.

Nierzadko zdarza się także, że powodują one uciążliwe działania niepożądane, jak np.: nudności i wymioty, biegunki, jednak najgroźniejsze są reakcje alergiczne, włącznie ze wstrząsem anafilaktycznym.

Niestety ryzyko to będzie istniało tak długa jak długo białko obcego gatunku obecne będzie w tych przeciwciałach (przeciwciała monoklonalne są właściwie produkowane przez myszy).

Ostatnim czynnikiem jest cena, proces produkcji jest bardzo skomplikowany prowadzony przez wyspecjalizowane laboratoria.

Wszystko to sprawia, że koszt produkcji przeciwciał monoklonalnych jest wysoki - są to najdroższe ze wszystkich produkowanych leków.

Należy także pamiętać, że przeciwciała monoklonalne podaje się jedynie w szpitalach, między innymi ze względu na możliwość wystąpienia działań niepożądanych oraz konieczność stosowania dożylnego.

Nie ma więc możliwości kupienia ich w aptece, nawet na receptę.

lek. Maciej Grymuza