Cytostatika mechanismus účinku, terapie a rezistence. Jiří Petrák BIOCEV, 1. LF UK

Cytostatika mechanismus účinku, terapie a rezistence Jiří Petrák BIOCEV, 1. LF UK jpetr@lf1.cuni.cz

genotoxické látky a antimetabolity Účinek na DNA Poškození DNA nebo inhibice syntézy Klasická Cytostatika Účinek na mitotické vřeténko Účinek na receptorech pro steroidní hormony Kompetice Snížení tvorby hormonů Alkylace s jiné modifikace Tvorba volných radikálů Interkalace a inhibice topoisomeráz Antimetabolity a hydroxyurea Poškození existující DNA (genotoxicita) Poškození DNA při syntéze, interference s ní a další efekty

Klasická Cytostatika Účinek na DNA Poškození DNA nebo inhibice syntézy Účinek na mitotické vřeténko Účinek na receptorech pro steroidní hormony Kompetice Snížení tvorby hormonů Alkylace s jiné modifikace Tvorba volných radikálů Interkalace a inhibice topoisomeráz Antimetabolity a hydroxyurea

Látky zasahují do epigenetické informace Látky ovlivňující syntézu a degradaci bílkovin Diferenciační terapie Fotodynamická terapie Inhibitory kináz Inhibitory mtor, PARP, CDK4/6, Bcl-2 Terapeutické protilátky

Antimitotika Látky s účinkem na mitotické vřeténku Inhibitory mikrotubulů dělicího vřeténka

Alberts The molecular biology of the cell

Figure 17-28 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

Figure 17-36a,b Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

Figure 16-16c Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

Liver epithelial cell Liver epithelial cell + taxol Figure 16-23b,c Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

Inhibitory mikrotubulů dělicího vřeténka: Inhibitory polymerace (destabilizanty) vinca alkaloidy Inhibitory depolymerace (stabilizanty) - taxany

INHIBITORY POLYMERACE MT Kolchicin (z ocúnu jesenního) požíván již nejméně od 1 století., protizánětlivý, k očistě a později k léčbě dny Vinca alkaloidy Vinca (Catharanthus) rosea (barvínek růžový) VINBLASTIN (Noble and Beer 1957) Izolován a testován pro předpokládaný antidiabetický efekt, králík zemřel na infekci (drasticky snížený počet bílých krvinek) VINKRISTIN VINORELBIN (poosyntetický derivát) NOKODAZOL (syntetický a nepříbuzný inhibitor) Vinblastin

VINBLASTIN Nedojde k anafázi, nebo je v ní buňka zastavena

INHIBITORY DEPOLYMERACE MT (stabilizanty) Taxany PACLITAXEL a DOCETAXEL Avicenna (980-1037) používal výtažky Taxus baccata k léčbě srdečních problémů (taxiny blokují Ca-kanály) 1964 Cytotoxické účinky extraktů Taxus brevifolia (tis krátkolistý) 1968-71 Izolace a určení struktury účinné látky- taxolu 1979 Mechanismus účinku 1988 Výsledky prvních klinických studií (tisíce tun kůry T. B)

Paclitaxel & Docetaxel Tis krátkolistý Taxus brevifolia (kůra) 1971! Izolace taxolu z Taxus brevifolia pro léčbu karcinomu ovária a melanomů jen v USA by vyžadovala 360 000 stromů ročně!

Paclitaxel & Docetaxel Tis krátkolistý Taxus brevifolia (kůra) 1971 OH 1986 Tis červený Taxus baccata (jehličí)

TAXANY Taxany jsou ve skutečnosti syntetizovány symbiotickou houbou v kůře. Od roku 1993 prekurzory produkovány s pomocí biotechnologií (kultura buněk z tisů + endosymbiont Penicillium raistrickii

Klasická Cytostatika Účinek na DNA Poškození DNA nebo inhibice syntézy Účinek na mitotické vřeténko Účinek na receptorech pro steroidní hormony Kompetice Snížení tvorby hormonů Alkylace s jiné modifikace Tvorba volných radikálů Interkalace a inhibice topoisomeráz Antimetabolity a hydroxyurea

odstranění vaječníků vede ke prodloužení tvorby mléka a změně vlastností vemene.

George Beatson (1848-1933, skotský chirurg) 1890 Overektomie žen s nádorem prsu s metastázami vedla k ústupu nádorů! (ovšem jen u části žen, u části zcela bez odezvy) Charles Huggins 1930-1940s kastrace psa s nádorem prostaty vede ke zmenšení nádoru, později pomocí feminizace nebo chemické kastrace u mužů tentýž efekt 1966 Nobelova cena (vztah hormonů, prostaty a nádorů)

1929 struktura estrogenu 1968 objeven estrogenový receptor (ER) Vazba estrogenu na ER (nemembránový receptor) vede k jeho dimerízaci, lokalizaci do jádra, a transkripční regulaci vedoucí k proliferaci

1929 struktura estrogenu 1968 objeven estrogenový receptor (ER) Vazba estrogenu na ER (nemembránový receptor) vede k jeho dimerízaci, lokalizaci do jádra, a transkripční regulaci vedoucí k proliferaci Hledání analogu estrogenu (jako způsob antikoncepce) vedlo k vývoji tamoxifenu s opačným účinkem. Klinické testy k potlačení nádorů prsu 1969-1970s Tamoxifen Tamoxifen nebrání ER-regulované transkripci, ale komplex tamoxifen-er spouští jinou sadu genů než komplex s estrogenem (nebo je odpověď tkáňově specifická) Není to typický antiestrogen, ale selektivní modulátor ERs

ER1 Tamoxifen (prodrug) Tamoxifen hydroxylován jaterními enzymy

Možnosti léčby nádorů závislých na hormonech (nádory prsu a prostaty) Ablativní léčba - kastrace chirurgická, radiační, farmakologická Inhibiční léčba Inhibitory aromatáz Ablativní léčba - kastrace chirurgická, radiační, farmakologická Androgeny Estrogeny (estradiol) Kompetitivní léčba Antiandrogeny Antiestrogeny Selektivní modulátory estrogenových receptorů Tamoxifen

Antiestrogeny a selektivní modulátory ER (SERM) kompetice s estrogeny o vazbu na ER receptory nebo blok receptoru estradiol antiestrogen fulvestrant SERM (v některých tkáních jako antiestrogen jinde jako estrogen) tamoxifen

Antiandrogeny - kompetice s testosteronem a dihydrotestosteronem o O vazbu na androgenový receptor (terapie karcinomu prostaty, v kombinaci s kastrací) testosteron Flutamid Nilutamid

Ablativní léčba - kastrace chirurgická, radiační, farmakologická Inhibiční léčba Inhibitory aromatáz Ablativní léčba - kastrace chirurgická, radiační, farmakologická Androgeny Estrogeny (estradiol) Kompetitivní léčba Antiandrogeny Antiestrogeny Selektivní modulátory estrogenových receptorů Tamoxifen

Estrogeny jsou syntetizovány aromatázou z androgenů testosteron estradiol

Inhibitory aromatázy Anastrozol Letrozol Terapie karcinomu prsu

Klasická Cytostatika Účinek na DNA Poškození DNA nebo inhibice syntézy Účinek na mitotické vřeténko Účinek na receptorech pro steroidní hormony Agonisté Kompetice Snížení tvorby hormonů Alkylace s jiné modifikace Tvorba volných radikálů Interkalace a inhibice topoisomeráz Antimetabolity a hydroxyurea Jiná než klasická cytostaika?

LÁTKY OVLIVŇUJÍCÍ EPIGENETICKÉ ZNAKY Epigentické děditelné znaky nezpůsobené změnami v sekvenci DNA Změna struktury a aktivity chromatinu DNA modifikace (metylace) Modifikace histonů (acetylace, metylace ) Výsledkem působení látek směrovaných na epigentické změn je změna exprese mrna a proteinů Inhibitory DNMT Inhibitory HDAC

Inhibitory DNA metlytransferáz (DNMTi) 60% and 90% CpG je u savců metylováno. Pro nádory je typická obecná HYPOMETYLACE ale i specifická HYPERMETYLACE (silencing) tumorsupresorových genů. DNA metyltransferázy lze blokovat aza-analogy cytosinu Aza-cytidin Decitabin (2 deoxy- 5 aza cytidin) Výsledkem působení látek směrovaných na epigentické změn je změna exprese mrna a proteinů

Aza-cytidin (Vidaza) Fosforylován Inkorporovánce do RNA Aza-CDP RNR daza-cdp Cytidin X citidine Aza-cytidin Inkorporace do DNA nevede v nízkých koncentracích k významné inhibici replikace, ale k inhibici metylace DNA blokádou DNA metyltransferáz (DNMT) Decitabin 2 deoxy- 5 aza cytidin Decitabin

Po inkorporaci do DNA vytvářejí aza-báze kovalentní vazby s DNMT, imobilizují je tak a brání metylaci nových řetězců. Vede k obnově exprese mnoha (tumorsupresorových) genů. 2004 Nature Publishing Group Egger, G. et al. Epigenetics in human disease and prospects for epigenetic therapy. Nature 429, 460 (2004).

Inhibitory histondeacetyláz (HDACi) Modifikace histonů: acetylace (Lys) x deacetylace metylace (Lys, Arg) x demetylace fosforylace (Ser, Thr, Tyr)x defosforylace a další Acetylace core histonů vede k otevření struktury chromatinu deacetylace core histonů vede k uzavření struktury chromatinu euchromatin heterochromatin V nádorové buňce převažuje deacetylace nad acetylací (silencing tumorsupresorů) Histon acetyltransferázy (HAT) heterochromatin euchromatin Histon deacetylázy (HDAC) Inhibitory histondeacetyláz Cílem HDACi je spustit expresi vypnutých (tumorsupresorových) genů

Inhibitory histondeacetyláz heterochormatin acetylace deacetylace euchromatin INHIBITORY HDAC Rodd et al. Lymphoma, Article ID 290685 (2012)

Inhibitory histondeacetyláz (HDACi) Vorinostat (SAHA, kyselina suberanilohydroxamová) Romidepsin (depsipeptid) produkt Chromabacterium violaceum Vedlejší (off target) HDACi snížení hypoacetylace dalších (nehistonových) proteinů zvýšení jejich stability (p53, tubulin, HSP90 ) inhibice HDAC rozsáhlé změny transkripčních programů a aktivit proteinů Nespecifický a široký efekt na nádorovou buňku. (indukce apoptózy, zástava cyklu,indukce ROS, indukce diferenciace)

LÁTKY OVLIVŇUJÍCÍ SYNTÉZU A DEGRADACI PROTEINŮ L-aspargináza Inhibitory translace Inhibitory proteazómu

Některé nádorové buňky (ALL) nedovedou syntetizovat neesenciální amk asparagin Jsou závislé na asparaginu v cirkulaci L-aspargináza Asn Asp Podání L- asparaginázy sníží dostupný Asn v cirkulaci a nádor hladoví L-aspargináza (Elspar) produkt E.coli, pouze pro léčbu ALL

Inhibice translace Homoharringtonin (omacetaxin mepesukcinát, Synrybo, Myelostat) Cephalotaxus harringtonii (hlavotis peckovicový) Inhibice translace blokem prvního elongačního kroku (AMK po Met). Interaguje s A-místem na ribozómu a brání správnému umístění aminokysleliny z přicházející aminoacyl-trna. Funguje v první elongaci při translaci, nebrání však translaci, která již začala.

Inhibice degradace proteinů Polyubiquitinylace proteinů Degradace v proteazomu Ubiquitin ligázy X deubiquitinylační enzymy

Degradace tumorsupresorů v proteazomu je zvýšená u nádorových buněk (IkB, cykliny, p53, BAX, NOXA, p21, p27..) Increased proliferation

regulace NFkB degradací IkB v proteazomu Proteasome inhibition

regulace NFkB degradací IkB v proteazomu Proteasome inhibition Bortezomib

Bortezomib (Velcade, dipeptidový derivát kyseliny boronové) Bortezomib vazba na podjednotku b5 Inhibuje chymotryosin-like aktivitu (specificita - Tyr, Phe, Trp ) Další inhibitory jsou v klinických testech (Carfilzomib, Ixazomib)

Difernciační terapie Fotodynamická terapie Inhibitory kináz monoklonální protilátky A další cílené zásahy

Maligní fenotyp je často asociován s defektem diferenciace Diferenciační terapie

Maligní fenotyp je často asociován s defektem diferenciace Diferenciační terapie Receptor kyseliny retinové Za normálních okolností nukleární receptor Retinoic acid receptor alfa (RARa) reguluje expresi proteinů diferenciačního programu (například granulocytů) RARa funguje jako transkripční aktivátory v heterodimeru s RXR vazbou na RAREs (retinoic acid responsive elements)

Maligní fenotyp je často asociován s defektem diferenciace Diferenciační terapie Receptor kyseliny retinové Za normálních okolností nukleární receptor Retinoic acid receptor alfa (RARa) reguluje expresi proteinů diferenciačního programu (například granulocytů) RARa funguje jako transkripční aktivátor v heterodimeru s RXR. Dimer se váže na RAREs (retinoic acid responsive elements) Promyelocytární leukemie (PML) t(15;17) Normální diferenciační program je blokován (nedozrávají neutrofily) vznikem fuzního proteinu PML-RARa který blokuje transkripci směřující k diferenciaci (váže represory a histondeacetylázy)

Komplex PML-RARa je po navázání jedné ze strukturních variant kyseliny retinové - all-trans retinové kyseliny (ATRA, Trentoin) uvolněn z vazby na DNA a degradován v proteazomu Exprese diferenciačního programu je obnovena. Retinoic acid (směs izomerů)

Diferenciace do granulocytu Model of PML RARα binding. (A) PML RARα in conjunction with RXR and PU.1 binds DR motifs and recruits repressor complexes, resulting in histone hypoacetylation and transcriptional silencing. (B) All-trans retinoic acid (ATRA) or arsenic trioxide (ATO) mediates degradation of PML RARα, which is replaced by the RARα/RXR heterodimer, resulting in recruitment of activating complexes and transcriptional activation. HAT, histone acetyltransferase; HDAC, histone deacetylase.

Podobný diferenciační účinek má také oxid arzenitý (Trensox) Inukuje sumoylaci PML-RARa uvolnění z vazby na DNA a degradace v proteazomu

Fotodynamická terapie (PDT) Využívá kombinace fotosenzitizující látky a světla. Dochází ke generaci reaktivního singletového kyslíku, který způsobí poškození nádorové tkáně Senzitizující látka + světlo Aktivovaná senzitizující látka Excitovaný vysoce reaktivní (singletový) kyslík (Opačný spin párových p elektronů )

Nádorové buňky obsahují/kumulují vyšší množství porfyrinů než zdravé porfyrin Deriváty porfyrinu nebo jeho prekurzory (Photofrim, kyselina aminolevulová) 630 nm 1 O 2 singletový kysík Oxidativní poškození buněčných struktur (MK, proteiny, NA ) APOPTÓZA

Aplikace buď lokální (krém- kyselina aminolevulová) nebo systemická (porfyriny (Photofrin) Photofrin Využití kam lze posvítit karcinomy kůže a kožní T-buněčné lymfomy Klinické studie (pomocí endoskopie) některé nádory jícnu a plic nádory děložního čípku močového měchýře Štítné žlázy Komplikací PD terapie je následná citlivost kůže na světlo Kromě porfyrinů v testech také ftalocyaniny a jejich komplexy s kovy

Kumulace aminolevulinátu v nádorové tkání Brown SB et al. Lancet Oncol. 2004 Aug;5(8):497-508.

Cílené a biologické terapie Klasická cytostatika nízká účinnost a negativní vedlejší efekty, riziko sekundárních malignit Specifičnost Cílenost? Na rychle proliferující (nádorovou) buňku? Na konkrétní molekulu? Na konkrétní molekulu kvalitativně nebo kvantitativně změněnou? Interkalující látky Antimitotika Alkylanty a Pt antimetabolity tamoxifen bortezomib ATRA Protilátky TKIs?

Cílené a biologické terapie Je snazší něco rozbít, než opravit Terapeutické cíle nádorových buněk - antionkogeny nebo onkogeny? Gatekeepers and caretakers? (antionkogeny jako p53, DNA repair ) Zpravidla utlumeny nebo inaktivovány/mutovány v nádorových buňkách X je komplikované obnovit jejich aktivitu Inaktivace pro-proliferačních proteinů (onkogenů) over-exprimovaných, mutovaných nebo jinak aktivovaných

Cílené a biologické terapie Je snazší něco rozbít, než opravit Inaktivace pro-proliferačních proteinů (onkogenů) over-exprimovaných, mutovaných nebo jinak aktivovaných Druggable targets Inaktivovat lze proteiny s definovanou (enzymatickou) funkcí, které mají jasně strukturovaný povrch, vhodným cílem je např. kapsa pro vazbu substrátu nebo místo interakce s jiným proteinem nebo molekulou. (strukturní požadavek neplatí pro terapeutické protilátky) Cca 20 procent proteinů je považováno za druggable? Přispívá protein svou (nadměrnou/změněnou) funkcí k onemocnění?? Je tento protein druggable?? Známě detailně jeho molekulární strukturu?

Cílené a biologické terapie Malé molekuly Protilátky a jejich konjugáty

Cílená terapie- malé molekuly Jasná aktivita a struktura, snazší je inhibovat, než zvyšovat aktivitu P-P interakce (snaha o interferenci s komplexy p53/mdm2 a Bcl2/BH3 only proapoptotickými proteiny Inhibice enzymatické aktivity Přes 500 kináz, cca 90 tyrozinkinázy. Vysoká homologie ATP-vazebné místo (dutina, zářez) receptorových i nereceptorových kináz Možnost zásahu na více stupních (downstream signalizace)

Cílená terapie- malé molekuly Inhibitory tyrozinkináz BCR-ABL EGFR BTK PI3K d mbraf ALK Inhibitory mtor (Ser/Thr kináza) Inhibitory proteazomu

Vysoká strukturní podobnost Ser/Thr kináz i tyrozinkináz Minimální rozdíly ve struktuře IRK a IGF-1R

Chronická myeloidní leukémie (CML) 95% pacientů s CML má translokaci t(9;22) Vzniká tak filadelfský (Ph) chromozóm Vzniká některá z variant fúzního proteinu BCR-ABL (konstitutivně aktivní tyrozinkináza) Aktivace Ras dráhy, PI3K-Akt/PKB, Jak-Stat, Aktivace TF: Myc, Jun, NFkB Výskyt různých variant i v jiných typech leukemie

Gleevec (imatinib mesylate) Testy v 1996-2000 Schválen 2001 pro terapii CML Vysoce specifický pro ATP vazebný zářez BCR-ABL (Jen 4 TK jsou inaktivovány) Nebrání vazbě ATP, ale stabilizuje BCR-ABL v inaktivní podobě. Navozuje dlouhodobou remisi u většiny pacientů s CML.

Gleevec (imatinib mesylate) Část pacientů s CML získá rezistenci na imatinib, často mutací vazebného místa - Vyvinuta řada inhibitorů nových nilotinib, dasatinib, bosutinib

Off-target aktivita imatinibu Gleevec (imatinib mesylate) Jen 4 z 90 TK jsou inaktivovány (BCR-ABL, v-abl, PDGFR, Kit) Jednou z nich Kit receptor aktivovaný/mutovaný u vzácných a těžko léčitelných gastrointestinálních stromálních tumorů (GIST)

Inhibitory receptorové tyrozinkinázy EGFR-1/HER1 (epidermal growth factor recepor 1) EGFR je aktivován/overexprimován u 1/3 karcinomů Může vytvářet heterodimery s HER2

Tarceva (erlotinib) a Iressa (gefitinb) Blokace ATP vazebného místa (gefitinb) (erlotinib)

Tarceva (erlotinib)

Tarceva (erlotinib) a Iressa (gefitinb) 2004-2005 Schváleny pro terapii nemalobuněčného karcinomu plic Ústup nemalobuněčného karcinomu plic po 6 týdnech terapie gefitinibem (Irresa)

Inhibitor BTK (Bruton s tyrosine kinase) ibrutinib BTK se podílí na B-buněčné signalizaci (přežití, maturace aproliferace B-buněk) Schválen 2013 k terapii některých B-buněčných lymfomů a CLL ibrutinib

Inhibitor PI3K delta - idelalisib PI3K delta se podílí na B-buněčné signalizaci (přežití, maturace aproliferace B-buněk) schválen pro léčbu CLL

Inhibitor mutované BRAF kinázy (mbraf) - vemurafenib Vemurafenib (Zelboraf) schválen pro léčbu metastazujícího melanomu s V600E mutací BRAF

Inhibitor ALK (anaplastic lymphoma kinase) - crizotinib Schválen pro léčbu karcinomů prsu a některých ALK-pozitivních lymfomů a karcinomů plic ALK je aktivována mutací, over-expresí nebo translokací s výsledným fúzním produktem. ALK Aktivuje PI3K a PLC-gamma a další kinázy Cíl: G1-S phase cell cycle arrest crizotinib Alk-pozitivní karcinom plic po terapii

Multikinázové inhibitory Sunitinib (EGFRA, EGFRB, KIT, RET, FLT3, VEGFR1-3 ) Ponitinib (BCR-ABL, SRC, VEGFR1-3 ) Sorafenib (PDGFRB, VEGFR, KIT, FLT )

Inhibitory mtor

Inhibitory mtor mtor mammalian target of rapamycin Rapamycin antibiotikum ze Streptomycety z velikonočních ostrovů (1960s) Později demonstrovány imunosupresivní účinky a identifikován cílový protein mtor (mammalian target of rapamycin) Ser/Thr kináza regulující: Buněčný růst, proliferaci, motilitu, proteosyntézu, angiogenezi Integruje signály z mnoha drah tlak kyslíku, dostupnost nutrientů, hladiny ATP, mitogenní signály

Rapamycin se váže na FKBP12 a komplex rapamycin-fkbp12 asociuje s mtor

mtor funguje ve dvou komplexech MTORC1 a MTORC2 (s proteiny Raptor a Rictor) s odlišnou funkcí Ty jsou inaktivovány rapamycinem Inaktivace Akt/PKB a dalších drah

Regulační komplexy mtor-raptor a mtor-rictor jsou inaktivovány rapamycinem a jeho variantami pleiotropní antiproliferační a antiangiogenní efekt Rapamycin (sirolimus) Temsirolimus schválen pro karcinom ledviny a testuje se pro další Redukce adenokarcinomu tlustého střeva v myši po aplikaci rapamycinu

Inhibitory PARP, CDK4/6, Bcl-2

Inhibitory poly [ADP-ribózo] polymerázy 1 (PARP) Olaparib (Lynparza) Inhibuje enzym BER DNA repairu PARP-1 Schválen 2014 (karcinom ovária s BRCA mutací) Rucaparib (Rubraca) Inhibuje enzym BER DNA repairu PARP-1 Schválen 2016 (karcinom ovária s BRCA mutací)

Inhibitory CDK4/6 Palbociclib (2017) Ribociclib (2017) v kombinaci s anti-estrogenovou terapií schváleny pro terpaii hormone receptor (HR)-pozitivních, human epidermal growth factor receptor 2 (HER2)-negativních pokročilých nebo metastazujících karcinomů prsou (efekt: inhibice G1-S přechodu, G1 arrest) Palbociclib, Ribociclib RB není fosforylován a transkripční faktor E2F není uvolněn

Inhibitor anti-apoptotického proteinu Bcl-2 Abt199/VENETOCLAX (schválen 2016 pro některé typy leukemií) BH3 mimetikum, blokuje efekt anti-apoptického proteinu Bcl-2 (P-P interakci) Bcl-2 tak nemůže vázat pro-apoptotické Bim a Bax.

Terapeutické protilátky a protilátkové konjugáty

Terapeutické protilátky a protilátkové konjugáty Fab fragment Fc fragment

Monoklonální protilátky a hybridomy Myelomům chybí HGPRT (salvage purinů) a pokud aminopterin v HAT médiu naruší i de novo syntézu - přežijí jen fůzované lymfocyty s myelomy. Samotné lymfocyty mají omezenou životnost. Vyředění a selekce klónů

Jak se ale vyhnout lidské imunitní odpovědi na myší protilátky při dlouhodobém/opakovaném podání? Monoklonální protilátky - nomenklatura Myší protilátka -omab -ximab Chimérická protilátka (např.rituximab) -zumab Humanizovaná protilátka (např.trastuzumab) -umab Lidská protilátka (např.ofatumumab)

Terapeutické protilátky mechanismus účinku Fab fragmenty vážou se na nádorový antigen (nejčastěji povrchový receptor nebo jeho solubilní ligand) Fc fragmenty - přitahují imunitní buňky a aktivují komplement Protilátky narušují signalizaci od receptoru dovnitř buňky (přímá toxicita) Fc fragmenty aktivují komplement lýza buněk a atrakce imunitních buněk (complement dependent cytotoxicity) Fc fragmenty přitahují imunitní buňky, hlavně cytotoxické T-lymfocyty, NK buňky a makrofágy indukce fagocytózy nebo apoptózy cytotox. látkami (antibody dependent cell-mediated cytotoxicity)

anti CD20 (Rituximab) lymfomy a některé leukemie (1998) anti HER2/ERBB2/neu (Herceptin alias trastuzumab) karcinom prsu (2000) anti EGFR-1/ HER1/ERBB/ - epidermal growth factor receptor (Cetuximab) kolorektální karcinom (2004), některé karcinomy plic anti VEGF (ligand receptoru VEGFR, vascular endothelial growth factor) (Avastin alias Bevacizumab ) Inhibitor angiogeneze Širší spektrum solidních nádorů (2005)

anti CD20 (Rituximab) lymfomy a některé leukemie (1998) CD 20 exprimován na povrchu B-lymfocytů důležitý pro jejich maturaci Kaskáda: MAPK NFkB PI3K/Akt

anti CD20 (Rituximab)

Anti HER2 (Herceptin alias trastuzumab) (2000 schválen pro terapii HER+ karcinomu prsu) HER2/ERBB2/neu Receptorová tyrozinkináza (human epidermal growth factor receptor 2) Kaskáda: PI3K/Akt RAS PKC. Amplifikován nebo overexprimován u 15-30 procent nádroů prsu

anti HER1/EGFR-1/ERBB (Cetuximab) kolorektální karcinom a nádory hlavy a krku EGFR/ HER1/ERBB ( human epidermal growth factor receptor 1) mutace a overexprese u různých nádorů Kaskáda: RAS STAT PI3K/Akt

anti VEGF-A (Avastin alias Bevacizumab ) Schválen jako inhibitor angiogeneze Širší spektrum solidních nádorů VEGEF-A (vascular endothelial growth factor) je ligand receptoru VEGFR SIGNALIZACE ZODPOVĚDNÁ ZA ANGIOGENEZI (migrace endotelových buněk, jejich dělení, aktivita MMP)

Terapeutické protilátky mechanismus účinku Fab fragmenty vážou se na nádorový antigen (nejčastěji povrchový receptor nebo jeho solubilní ligand) Fc fragmenty - přitahují imunitní buňky a aktivují komplement Protilátky narušují signalizaci od receptoru dovnitř buňky (přímá toxicita) Fc fragmenty aktivují komplement lýza buněk a atrakce imunitních buněk (complement dependent cytotoxicity) Fc fragmenty přitahují imunitní buňky, hlavně cytotoxické T-lymfocyty, NK buňky a makrofágy indukce fagocytózy nebo apoptózy cytotox. látkami (antibody dependent cell-mediated cytotoxicity) Konjugované protilátky mohou nést k buňce nebo do ní cytotoxické látkyradiokativní zářiče nebo cytostatika

Konjugované terapeutické protilátky s radioaktivním izotopem s cytostatikem

Konjugované protilátky s radioaktivním zářičem Bexxar (anti CD20 + iód 131) Zevalin (anti CD20 + indium 120 nebo yttrium 90) Použití: Některé lymfomy a CLL

Konjugované protilátky s cytostatikem Anti HER2 (trastuzumab)+inhibitor polymerace MT(maytansin) Použití: Karcinomy prsu HER2+ adenokarcinom žaludku a jícnu

Konjugované protilátky s cytostatikem Brentuximab vedotin (Adcetris) Anti CD30 protilátka konjugovaná s monomethylauristatinem (inhibitor polymerace MT) Pro terapii některých lymfomů Internalizace a uvolnění cytostatika katepsinem/ny

Konjugované protilátky s cytostatikem Mylotarg (anti CD33 + bakteriální antibiotikum kalicheamycin) CD33 - myeloblasty a nezralé myelomonocyty (AML) Po internalizaci a okyselení dojde k uvolnění kalicheamycinu. Vazba na DNA a vytvářen ds zlomů.

Terapeutické protilátky a imunoterapie

Inhibice imunitního checkpointu (immune checkpoint inhibitors) cíl: odstraněná suprese cytotoxické odpovědi T-buněk Nádory a APC exprimují na povrchu buněk PD-L1 (programmed cell death 1 ligand 1). APC a některé nádory exprimují B7. PD-L1 a B7 interagují se svými protějšky: PD1 receptorem a CTLA-4 na povrchu T-buněk. Tyto interakce oslabují imunitní dopověď, představují BRZDU (brání aktivaci a proliferaci T- buněk) Uvolnění brzdy kompeticí s protilátkou proti PD1 nebo CTLA-4 vede ke spuštění imunitní odpovědi přes CTL. /CD80/CD86

Ipilimumab (Yervoy) Anti-CTLA-4 schválen pro melanom, Hodgkinův lymfom a další solidní nádory Cíl: inaktivace CTLA-4, narušením negativní signalizací mezi APC a CTL

Nivolumab (Yervoy) anti-pd-1 Pembrolizumab (Keytruda) anti-pd-1 schváleny pro melanom, Hodgkinův lymfom a další solidní nádory Cíl: inaktivace CTL narušením negativní signalizací mezi nádorem a T-buňkami a dendritickými buňkami a T-buňkami

BiTEs (bispecific T-cell Engagers) Blinatumomab (BLINCYTO) chiméra s dvěma vazebnými místy: anti CD19 (na maligních a normálních B- buňkách) a anti CD3 (na T-buňkách, část TCR) Cíl: Spoj a aktivuj T-buňky Schváleno pro některé B-buněčné leukemie prolifearace

Terapeutické a preventivní vakcíny

Terapeutická vakcína Sipuleucel T (2010, k terapii karcinomu prostaty) vakcína musí být vyrobena pacientovi na míru jedná se o jeho vlastní stimulované APC pacientovi se odeberou leukocyty (především APC/dendritické buňky) ty se inkubují s fuzním proteinem PAP-GMCSF (prostatic acid phosphatase (antigen ca prostaty) a růstový faktor granulocyte-macrophage stimulating factor stimuluje APC k maturaci) takto aktivované se vrátí pacientovi a aktivují imunitní odpověď proti PAP na nádoru. Terapiie se zpravidla 3x opakuje (100000 USD), schválen 2010

Preventivní protinádorové vakcíny (HPVs) Human papilloma virus - 150 příbuzných virů HPV 6, 11, 16,18 vysoce rizikové - děložního čípku, pochvy, dělohy, nádory penisu, rekta, úst a hrtanu Cervarix HPV 16, HPV 18 Gardasil - HPV 6, HPV 11, HPV 16, HPV 18 Gardasil 9 - HPV 6, 11, 16, 18, 31, 33, 45, 52, 58 (NEW 2016!!!)