Monoklonálne protilátky

Monoklonálne protilátky (mAb) sú novým úspechom v molekulárnej biológii, rýchlo si našli uplatnenie v liečbe mnohých chorôb a terapie s ich použitím vykazujú sľubné výsledky. Stojí za to zistiť, čo sú monoklonálne protilátky a pre koľko chorôb sú užitočné.

Obsah

1. Produkcia monoklonálnych protilátok
2. Monoklonálne protilátky v onkológii
3. Monoklonálne protilátky a autoimunitné ochorenia
4. Monoklonálne protilátky: iné použitie
5. Monoklonálne protilátky v laboratórnej diagnostike
6. Monoklonálne protilátky: terapeutické obmedzenia

Monoklonálne protilátky (mAb - Monoklonal AntiBodies) vďačia za svoj názov špecifickému pôvodu - sú produkované jednou líniou - jedným klonom B lymfocytov, takže sú všetky identické a viažu sa na rovnaký antigén s rovnakou silou - majú rovnakú rovnaká afinita.

Protilátka je bielkovina produkovaná B lymfocytmi, jej úlohou je bojovať proti patogénom, ktoré sa dostali do nášho tela.

Protilátky sa vytvárajú, keď sú v tele cudzie látky. To je prípad, keď sa B lymfocyty „naučia“ produkovať proti nim protilátky, a potom si „spomenú“ na nový patogén a okamžite s ním bojujú, keď s ním prídu do styku.

Tieto častice plnia svoju úlohu pripojením na konkrétne miesto na mikroorganizme, najčastejšie na bunkovej membráne, ktoré sa nazýva antigén.

Potom existujú rôzne mechanizmy na zničenie patogénu:

• mikroorganizmy sú usmrtené po pripojení veľkého množstva protilátok (povlakov), pretože zhoršujú fungovanie bunkovej membrány
• pripojenie protilátky aktivuje takzvaný systém komplementu, ktorý priamo ničí patogén
• väzba protilátky dáva najčastejšie signál fagocytujúcim bunkám, aby „zožrali“ daný mikroorganizmus.

Antigény môžu byť tiež napríklad enzýmy, v takom prípade pripojenie protilátky zvyčajne vedie k inaktivácii. V tele máme nespočetné množstvo neustále produkovaných protilátok proti nespočetnému množstvu antigénov a kontakt s novými spôsobuje tvorbu protilátok proti nim, takže táto zásoba neustále rastie.

Malo by sa pamätať na to, že každý kmeň B lymfocytov produkuje rôzne protilátky, ktoré sa viažu na rôzne antigény. Počet skupín B buniek je preto taký veľký, koľko antigénov si telo „pamätá“.

Produkcia monoklonálnych protilátok

Na produkciu takýchto protilátok je nevyhnutné mať B-bunku, ktorá produkuje špecifické protilátky proti cieľovému antigénu. Odkiaľ také lymfocyty pochádzajú?

Pochádzajú z myší, ktoré boli očkované vopred určeným antigénom a vytvorili si proti nemu protilátky.

Tento myšací lymfocyt sa potom viaže na myelómovú bunku, je to rakovinová bunka, ktorá má schopnosť neustále sa deliť, hovorí sa o ňom, že je nesmrteľný.

Takáto fúzia produkuje hybridnú bunku, ktorá sa rozdeľuje na produkciu mnohých B lymfocytov a protilátky, ktoré produkujú, sa viažu iba na antigén, proti ktorému ich primárny B lymfocyt produkoval.

Potom sú hybridómy, produkty bunkového spojenia, oddelené od zvyšku a stimulované k produkcii protilátok. Posledne menované sú izolované a umiestnené do samostatných nádob na získanie monoklonálnych protilátok.

V priebehu výroby môžu byť modifikované rôznymi spôsobmi, aby sa syntetizovali:

• imunotoxíny - to sú kombinácie protilátok s rastlinnými alebo bakteriálnymi toxínmi, vďaka ktorým toxín po pripojení zničí bunku, na ktorú sa komplex naviazal
• protilátky s liekmi - týmto spôsobom sa liek dodáva priamo do poškodeného miesta, umožňuje napríklad znížiť výskyt nežiaducich účinkov liekov a maximalizovať koncentráciu lieku v cieľovej oblasti
• protilátky s izotopmi - také fúzie umožňujú „ožarovanie“ nádorových buniek s minimalizáciou vedľajších účinkov a poškodením zdravých buniek
• chimérické a humanizované protilátky - v nich bol v rôznej miere proteín myšej protilátky nahradený ľudským, čo znižuje expozíciu cudzím druhom a riziko závažných alergických reakcií (vrátane šoku), ktoré predstavovali hlavné obmedzenie pri použití tejto terapie.
• abzymy - sú to protilátky, ktoré pôsobia ako katalyzátory, to znamená, že urýchľujú alebo umožňujú chemickú reakciu

Možnosti modifikácie sú preto veľmi veľké, uľahčujú pôsobenie protilátok nielen na povrch bunky, ale aj v jej vnútri, navyše výrobný proces umožňuje produkciu protilátok proti prakticky akýmkoľvek časticiam.

Navyše, monoklonálne protilátky sú veľmi presné molekuly, viažu sa iba na jednu špecifickú štruktúru, ich špecifickosť a množstvo modifikácií sa prejavujú v ich mnohých aplikáciách v medicíne, nielen na liečebné účely.

Monoklonálne protilátky v onkológii

Najznámejšie a najširšie použitie týchto častíc je v liečbe rakoviny, hlavne preto, že umožňujú deštrukciu špecifických buniek.

Podmienkou však je prítomnosť antigénov na rakovinových bunkách, na ktoré sa môže protilátka naviazať a iniciovať deštrukciu.

Tieto antigény musia byť jedinečné a musia sa objavovať iba na nádorových bunkách, pretože ich prítomnosť v zdravých tkanivách spôsobí ich deštrukciu a poškodenie správne fungujúcich orgánov.

Názov metódy liečby monoklonálnymi protilátkami nie je prekvapujúci - ide o cielenú terapiu, pretože umožňuje presne naplánovať miesto pôsobenia lieku a deštrukciu špecifických buniek.

Na druhej strane je jedinečnosť antigénov obmedzením - túto terapiu nemožno použiť pri každom type rakoviny - nie všetky majú špecifické antigény alebo ešte neboli objavené a tie, ktoré ich majú, často v priebehu choroby menia svoju štruktúru.

Variabilita novotvarov je taká veľká, že ani v prípade rakoviny jedného orgánu nebudú mať všetci pacienti rovnaké antigény, takže nie každý bude môcť používať monoklonálne protilátky.

Protilátky pôsobia pri liečbe rakoviny rôznymi spôsobmi:

• aktivovať imunitné mechanizmy, ktoré umožňujú ničenie rakovinových buniek
• zosilňujú apoptózu, teda programujú bunkovú smrť
• blokovať vývoj krvných ciev v nádore
• blokujú receptory rastového faktora
• dodávajú do buniek lieky alebo rádioaktívne prvky

U ktorých chorobných entít sa používa cielená terapia?

Monoklonálne protilátky sa najčastejšie používajú pri leukémiách a lymfómoch, napríklad pri chronickej myeloidnej leukémii - imatinib, dasatinib, teda inhibítory tyrozínkináz, enzýmu zodpovedného za reguláciu bunkového delenia.

Pri chronickej lymfocytovej leukémii a pri lymfómoch sa rituximab viaže na antigén CD20 prítomný na B lymfocytoch.

Nachádza sa na „chorých“ a na zdravých lymfocytoch, všetky B lymfocyty sa zničia v dôsledku liečby rituximabom, ale ich prekurzory kostnej drene nemajú receptor CD20, a preto zostávajú nepoškodené.

Po ukončení liečby tieto bunky obnovia normálne lymfocyty.

V solídnych nádoroch sa používajú aj monoklonálne protilátky, napríklad trastuzumab pri rakovine prsníka (viaže sa na antigén HER2) alebo bevacizumab pri rakovine hrubého čreva, ktorá sa naopak viaže na VEGF a inhibuje vývoj krvných ciev v nádore.

Monoklonálne protilátky sa používajú aj v transplantológii

Po transplantácii orgánu je nevyhnutné potlačiť imunitnú odpoveď, ktorá spôsobuje odmietnutie orgánu.Stáva sa, že iba špecifická skupina leukocytov napadne nový orgán, potom je možné po ich identifikácii podať protilátky, ktoré inhibujú túto aktivitu, zvyšné biele krvinky budú aj naďalej plniť svoju úlohu ochrany pred infekciami.

Monoklonálne protilátky a autoimunitné ochorenia

Monoklonálne protilátky sa tiež široko používajú pri zápalových ochoreniach, s autoimunitnými ochoreniami, v tomto prípade ide o takzvané biologické lieky určené na liečbu napríklad reumatoidnej artritídy, systémového lupus erythematosus, ankylozujúcej spondylitídy.

Monoklonálne protilátky sa tiež používajú pri liečbe kožných ochorení - psoriázy alebo črevných chorôb - Crohnovej choroby a ulceróznej kolitídy.

Všetky tieto choroby sa spoliehajú na neprimeranú aktiváciu imunitného systému a implementácia biologickej liečby umožňuje presne potlačiť tento proces v imunitnej reakcii, ktorá je zodpovedná za výskyt daného ochorenia.

Pri týchto ochoreniach sa používajú lieky ako adalimumab, anakinra, etanercept. Kardiológia je ďalší odbor, ktorý využíva úspechy molekulárnej biológie.

Monoklonálne protilátky: iné použitie

Abciximab je protilátka, ktorá blokuje schopnosť agregácie krvných doštičiek, tento liek môže byť súčasťou terapie realizovanej po angioplastike koronárnych artérií, stále nie je veľmi populárny, ale jeho použitie sa zvyšuje.

Liečba otravy a neutralizácie bakteriálnych toxínov, ako je tetanus, sa tiež uskutočňuje s použitím monoklonálnych protilátok, ktoré kombináciou so škodlivou látkou blokujú jej účinok.

Podobne je možné pri liečbe osteoporózy použiť protilátky, jednou z metód liečby je podávanie protilátky denosumab, ktorá blokuje aktivitu osteoklastov - buniek zodpovedných za odbúravanie kostí.

Monoklonálne protilátky v laboratórnej diagnostike

Okrem širokej škály liekov založených na pôsobení protilátok sa pri laboratórnej diagnostike v testoch ELISA a RIA používajú monoklonálne protilátky.

Používajú sa hlavne na diagnostiku infekčných chorôb a umožňujú detekciu protilátok proti študovanému patogénu.

Potvrdenie diagnózy napríklad lymskej boreliózy spočíva v kombinácii vzorky krvi s monoklonálnymi protilátkami, ktoré sa kombinujú s protilátkami vyvinutými na boj proti tejto chorobe.

Dosť komplikované, ale interpretácia je o niečo jednoduchšia - ak dôjde k reakcii, znamená to, že pacient prišiel do styku s lymskou boreliózou a má protilátky proti tejto baktérii, takže bol alebo je chorý.

Testy ELISA a RIA možno tiež použiť na stanovenie hladín hormónov, nádorových markerov, alergických IgE protilátok a liekov.

Monoklonálne protilátky: terapeutické obmedzenia

Monoklonálne protilátky sú moderné prípravky, ktoré majú potenciálne veľa výhod a používajú sa pri širokej škále chorôb. Napriek tomu sa používajú pomerne zriedka a najčastejšie v najpokročilejších štádiách ochorenia. Prečo?

Existuje niekoľko obmedzení ich použitia: po prvé, ide o úplne nové lieky a pre mnohých nevieme, aké sú dlhodobé účinky ich užívania a či sú z dlhodobého hľadiska skutočne bezpečné.

Ďalej môžu monoklonálne protilátky poškodiť zdravé bunky, ak majú rovnaký antigén ako tie, proti ktorým sa podáva liečba.

Nie je tiež nezvyčajné, že spôsobujú nepríjemné vedľajšie účinky, ako sú nevoľnosť a zvracanie, hnačky, ale najnebezpečnejšie sú alergické reakcie vrátane anafylaktického šoku.

Toto riziko bohužiaľ bude pretrvávať, pokiaľ je v týchto protilátkach prítomný proteín cudzieho druhu (monoklonálne protilátky sú skutočne produkované myšami).

Posledným faktorom je cena, výrobný proces je veľmi komplikovaný a prebieha v špecializovaných laboratóriách.

To všetko zvyšuje výrobné náklady na monoklonálne protilátky - sú to najdrahšie zo všetkých vyrábaných liekov.

Malo by sa tiež pamätať na to, že monoklonálne protilátky sa podávajú iba v nemocniciach kvôli možným vedľajším účinkom a potrebe intravenózneho použitia, okrem iných faktorov.

Nie je teda možné ich kúpiť v lekárni, ani na lekársky predpis.

Monoklonálne protilátky sú predmetom intenzívneho výskumu a počet dostupných liekov na ich základe bude rásť. Dúfame, že vďaka nim dokážeme účinnejšie bojovať proti mnohým chorobám.

V súčasnosti majú množstvo aplikácií, aj keď kvôli relatívne krátkej dobe ich dostupnosti sa s nimi zaobchádza ako s každou novinkou v medicíne len s malou rezervou.

Používanie monoklonálnych protilátok má, bohužiaľ, aj svoje obmedzenia, ktoré však niekedy nie sú vždy účinné v boji proti chorobe.

Nemožno však preceňovať, že terapie ich použitím zachránili životy alebo významne znížili závažnosť chorôb u mnohých pacientov s ochoreniami, ktoré sa zdali byť nezastaviteľné už mnoho rokov.