Antineoplastic Antibiotic

7.2.3 mAb-Enediyne Drugs

Antybiotyki przeciwnowotworowe enediyny o bardzo silnym działaniu przeciwnowotworowym są produkowane przez różne mikroorganizmy.43 Antybiotyki enediyny zostały podzielone na dwie podrodziny, w tym dziewięcioczłonowe cykliczne enediyny, takie jak kedarycydyna, LDM, maduropeptyna i dziesięcioczłonowe cykliczne enediyny, takie jak kalicheamicyny, esperamicyny i dynemicyny. Dziewięcioczłonowe cykliczne enediyny składają się z chromoforu i apoproteiny o wiązaniu niekowalencyjnym. Antybiotyki enediyny są jednymi z najsilniejszych środków przeciwnowotworowych i mają unikalną architekturę molekularną, skomplikowane mechanizmy działania i niezwykłą aktywność biologiczną, wytwarzając jedno- i dwuniciowe pęknięcia w DNA.44 Większość antybiotyków enediyny wykazuje szybką i silną aktywność wobec komórek nowotworowych i wykazuje znacznie wyższą aktywność przeciwnowotworową (100- do 1000-krotnie) w stosunku do szeroko stosowanych leków chemioterapeutycznych, takich jak adriamycyna. Bezpośrednie zastosowanie antybiotyków enediyny jako leków przeciwnowotworowych jest generalnie ograniczone ze względu na brak specyficzności wobec komórek nowotworowych.45 Wysoce pożądane jest wytworzenie zmodyfikowanych związków enediyny o ulepszonej specyficzności i właściwościach farmakologicznych. mAb specyficznie dostarcza środek cytotoksyczny do komórek nowotworowych i maksymalizuje jego działanie przeciwnowotworowe oraz minimalizuje ekspozycję na normalne tkanki, co skutkuje ulepszonym indeksem terapeutycznym. Kilka koniugatów mAb-enedyny wykazało obietnicę kliniczną i sukces w ukierunkowanej chemioterapii nowotworów.46

GO (Mylotarg) składa się z humanizowanego przeciwciała anty-CD33 (hP67.6) połączonego z dichlorowodorkiem N-acetylo-gamma kalicheamicyny 1,2-dimetylohydrazyny. Po przyłączeniu się przeciwciała do antygenu powierzchniowego, jest ono szybko internalizowane. Calicheamicin, silny enediyne, jest następnie uwalniany i działa jako cytotoksyczny środek przeciwnowotworowy. Mylotarg został zatwierdzony przez amerykańską FDA w 2000 roku do stosowania jako monoterapia u pacjentów w wieku 60 lat i starszych z nawrotem AML. W badaniach klinicznych Mylotarg wykazał skuteczność w zwalczaniu AML, mimo że zarówno lek, jak i łącznik stosowany do przyłączenia go do mAb są stosunkowo niestabilne w warunkach fizjologicznych, a preparat jest wysoce heterogenny – tylko ~50% mAb występuje w postaci skoniugowanej.47 W AML prowadzono szeroko zakrojone badania nad pojedynczym GO i kombinacjami ze standardowymi chemioterapeutykami. Ograniczeniem dawki jest hepatotoksyczność i opóźniona mielosupresja. Profil toksyczności zmniejsza się przy zmniejszaniu dawki GO, a nawet przy podawaniu tylko pojedynczej infuzji. Immunoterapia celowana z GO w leczeniu AML doprowadziła do remisji. GO charakteryzuje się akceptowalną toksycznością i daje wskaźniki odpowiedzi zbliżone do 30%. Skuteczność GO w monoterapii i terapii skojarzonej w leczeniu zarówno de novo, jak i nawrotowej AML pozostaje przedmiotem badań. W celu zmniejszenia toksyczności i poprawy skuteczności należy w dużych badaniach klinicznych określić optymalną dawkę, schemat podawania oraz skojarzenie z innymi standardowymi chemioterapeutykami.

Dotychczas badano szereg koniugatów kalicheamicyny połączonych z mAb przeciwko różnym celom nowotworowym w celu ich zastosowania terapeutycznego. CMC-544 jest specyficznym dla CD22 immunokoniugatem kalicheamycyny i mAb, który wiąże ludzką CD22 z wysokim powinowactwem i powoduje silną aktywność cytotoksyczną wobec złośliwych komórek B CD22-dodatnich. CMC-544 zapobiega tworzeniu się podskórnych ludzkich ksenograftów chłoniaka B-komórkowego, a także powoduje regresję utworzonych ksenograftów chłoniaka z małych i dużych komórek B u myszy nagich. CMC-544 zapewnia długotrwałe przeżycie myszy z układowo rozsianym chłoniakiem B-komórkowym. Wyniki te potwierdzają możliwość klinicznego zastosowania CMC-544 jako celowanego środka terapeutycznego w leczeniu CD22-dodatnich nowotworów złośliwych limfoidów B. CMC-544 oceniano w badaniach klinicznych u pacjentów z B-komórkowym NHL.48 Działanie CMC-544, mAb przeciwciała anty-CD22 sprzężonego z kalicheamicyną, analizowano w odniesieniu do CD22 i glikoproteiny P (P-gp) w przewlekłej białaczce limfocytowej B-komórkowej (CLL) i NHL in vitro. Wykorzystano linie komórkowe CD22-dodatnie, rodzicielskie Daudi i Raji oraz ich sublinie P-gp-dodatnie, Daudi/MDR i Raji/MDR. Użyto również komórek uzyskanych od 19 pacjentów z B-komórkową CLL lub NHL. CMC-544 nie był skuteczny wobec komórek Daudi/MDR i Raji/MDR w porównaniu z ich komórkami rodzicielskimi. Modyfikatory MDR, PSC833 i Ms209, przywracały efekt cytotoksyczny CMC-544 w podliniach wykazujących ekspresję P-gp. W próbkach klinicznych efekt cytotoksyczny CMC-544 był odwrotnie proporcjonalny do ilości P-gp (P=0,003) i do akumulacji wewnątrzkomórkowej rodaminy-123 (P<0,001). Z drugiej strony efekt ten korelował dodatnio z ilością CD22 (P=0,010). Efekt działania CMC-544 zależy od poziomu CD22 i P-gp. Wyniki te pomogą przewidzieć skuteczność kliniczną tego leku w przypadku tych nowotworów złośliwych z komórek B, sugerując korzystny efekt przy łącznym stosowaniu CMC-544 i modyfikatorów MDR.

Związek CMB-401 jest immunokoniugatem składającym się z mAb hCTM01 skierowanego przeciwko polimorficznej mucynie nabłonkowej, związanego kowalencyjnie z cytotoksycznym antybiotykiem kalicheamicyną za pomocą łącznika amidowego.26 CMB-401 wykazywał ukierunkowane zabijanie komórek wykazujących ekspresję MUC1 in vitro i wytwarzał wyraźne, zależne od dawki działanie przeciwnowotworowe w ośmiokrotnym zakresie dawek wobec ksenograftów raka jajnika wykazującego ekspresję MUC1 (OvCar-3). CMB-401 był wysoce aktywny w modelach z pojedynczym lub wielokrotnym schematem dawkowania i powodował całkowitą regresję w najwyższych dawkach. W badaniu klinicznym CMB-401 był oceniany jako monoterapia w leczeniu nawrotowego wrażliwego na platynę nabłonkowego raka jajnika (EOC).25 Po podaniu dożylnej dawki wstępnej hCTM01 (bez kalicheamycyny), CMB-401 związany z kalicheamycyną (16 mg/m2 dożylnie) podawano przez 60 min przez maksymalnie siedem cykli, z 4-tygodniową przerwą między cyklami. Dziewiętnastu pacjentów nadawało się do oceny. Mierzalne zmiany obserwowane po podaniu CMB-401 nie spełniały kryteriów PR. CMB-401 nie był skuteczny jako monoterapia w tym typie EOC. MTD została osiągnięta przy dawce 16 mg/m2. Wydaje się, że CMB-401 ma akceptowalny profil toksyczności przy wykazaniu aktywności wobec EOC.49 Działania niepożądane występujące u pacjentów w badaniu obejmowały nudności, osłabienie, bóle brzucha, bóle głowy, brak łaknienia i biegunkę, w większości o stopniu toksyczności 1 lub 2. W oparciu o opublikowane dane dotyczące skuteczności koniugatów, które dostarczają kalicheamycynę za pośrednictwem hybrydowych (dwufunkcyjnych) łączników, sugeruje się, że łącznik amidowy zastosowany w produkcie CMB-401 mógł przyczynić się do braku wywołania PR u pacjentów. Zastosowanie hybrydowych linkerów w celu skierowania hCTM01 do EOC może być uzasadnione dalszymi badaniami.

Antybiotyk przeciwnowotworowy LDM, pierwotnie nazwany C1027, który jest izolowany z filtratu bulionowego Streptomyces globisporus C1027 wykazuje niezwykle silną cytotoksyczność wobec hodowanych ludzkich komórek nowotworowych i wyraźne działanie hamujące na przeszczepialne guzy w modelach zwierzęcych.50,51,52 LDM składa się z apoproteiny i chromoforu,53 a masa cząsteczkowa tego pierwszego wynosi 10 500 Da. Na podstawie struktury holoproteiny przypuszczalne mechanizmy stabilizacji i uwalniania chromoforu są realizowane przez apoproteinę.54 Cząsteczka beta-tyrozynowa chromoforu może odgrywać ważną rolę w stabilizacji układu enediynowego, a dysocjacja chromoforu od apoproteiny pełniłaby rolę czynnika wyzwalającego. LDM o unikalnej architekturze molekularnej byłby obiecującym kandydatem na lek typu „warhead”. Pod względem wartości IC50, cytotoksyczność LDM w stosunku do komórek ludzkiego raka okrężnicy HT-29 była 10,000-krotnie silniejsza niż mitomycyny C i adriamycyny. Stosując różne metody łączenia LDM z mAb skierowanymi przeciwko komórkom hepatoma, przygotowano dwa rodzaje immunokoniugatów: (1) bezpośredni koniugat powstaje przez połączenie LDM z mAb; (2) złożony koniugat powstaje w dwóch etapach, łączenia i rekonstytucji, w którym apoproteina jest skoniugowana z mAb, a następnie do koniugatu mAb-apoproteina dodawany jest chromofor. Test klonogenny wykazuje, że cytotoksyczność złożonego koniugatu jest znacznie silniejsza niż koniugatu bezpośredniego.55 Eksperyment in vivo pokazuje, że złożony immunokoniugat selektywnie i silnie hamuje wzrost guza w porównaniu z wolnym LDM.56

Koniugat 3G11-LDM został przygotowany przez połączenie zmodyfikowanego 2-iminotiolanem mAb 3G11 przeciwko kolagenazie typu IV z cząsteczką lizyny-69 apoproteiny LDM za pomocą SPDP lub SMBS jako pośredniego łącznika leku.57 3G11 wykazywał pozytywną immunoreaktywność w raku okrężnicy, włókniakomięsaku, wątrobie i negatywną immunoreaktywność w sąsiadujących tkankach niezłośliwych.58 3G11-LDM zachowywał immunoreaktywność 3G11 przeciwko kolagenazie typu IV, hamował aktywność wydzielniczą kolagenazy typu IV i wykazywał wyjątkowo silną cytotoksyczność w porównaniu z wolnym LDM. W modelu zwierzęcym, 3G11-LDM znacząco zahamował wzrost hepatoma 22 i fibrosarcoma HT-1080, i wydłużył czas przeżycia myszy noszących guzy. Co więcej, skuteczność przeciwnowotworowa i czas przeżycia koniugatu były wyższe niż w przypadku wolnego LDM i/lub 3G11. Koniugat 3G11-LDM wykazuje znacznie silniejsze działanie przeciwnowotworowe niż równoważna dawka wolnego LDM i może mieć obiecujący potencjał terapeutyczny w leczeniu nowotworów.