Моноклонални антитела при псориазис и склероза. Моноклонални антитела при множествена склероза

Моноклоналните антитела са чудо на генното инженерство. Те помагат да се отървете от много патологии. Лекарства на базата на моноклонални антитела се считат за най-нови. След това нека да видим какви са тези елементи и какви са ползите от тях.

Обща информация

Използването на моноклонални антитела започва съвсем наскоро. В продължение на няколко десетилетия беше невъзможно да се отървем от някои патологии. Те включват по-специално рак, автоимунни, инфекциозни, сърдечно-съдови заболявания. Лечението с моноклонални антитела се извършва при възпалителни реакции с различен генезис, идиопатична белодробна фиброза, хепатит В, ревматоиден артрит, СПИН. Към болестите, при които се прибягва до помощта на тези елементи, също се включват системен лупус еритематозус, Болест на Алцхаймер мускулна дистрофия, алергични реакции. Моноклоналните антитела са ефективни при множествена склероза, диабет и други патологии.

Преобладаването на средствата на фармацевтичния пазар

От средата на деветдесетте години на миналия век и до днес са одобрени повече от 30 лекарства, които включват моноклонални антитела. Първоначално безопасността, надеждността на технологиите и методите за производство на средства предизвикаха известни опасения сред специалистите. Сега много фармацевтични компании работят по създаването на лекарства, които ще включват моноклонални антитела. Прегледите на редица изследователи потвърждават ефективността и безопасността на тези средства. Това се потвърждава от факта, че днес в света се разработват около 300 подобни лекарства.

История на откриването

Моноклоналните антитела бяха изследвани за първи път в края на 19-ти век. Оттогава, повече от сто години, тези елементи са успели да направят революция в медицината. Те напълно обърнаха идеите на експертите относно възможностите за експозиция на наркотици.

Първи етап от изследването

В края на ХІХ и началото на ХХ в. Е направена имунизация с антитела от животински произход. Изследователите отдавна се интересуват от различни механизми, действащи в човешкото тяло. Един от най-забавните от тях е процесът на създаване на различни антитела. Тези елементи имат уникална характеристика по отношение на чужди вещества (антигени). Учените изследователи се фокусираха върху идентифицирането на механизма на действие на тези антитела.

Една от първите стъпки при покриването на този проблем е откриването на методи за изчистване на дифтерия. Този въпрос беше възприет от група учени от Института по инфекциозни патологии на Берлин. Трябва да се отбележи, че дифтерия в края на XIX век. счита за смъртоносен. Емил Беринг (имунолог-бактериолог) направи предположението, че лечението на тази патология може да бъде успешно при проявяване на естествена защитна реакция чрез неутрализиране на токсина, отделен от дифтерийните бактерии. Заедно с японския учен Kitasato Bering, той установява, че антитоксин (серум) на имунизирани животни може да се прилага за защита на неимунизирани животни.

През 1894 г. в Германия по време на дифтерийна епидемия, в която са убити около 50 000 деца, са произведени първите 25 000 дози антитоксин. През 1901 г. Беринг получава Нобелова награда за развитие на серум. Въпреки това, по това време, ефективността на антитоксина е доста ниска. Това се дължи на факта, че производството на антитела се извършва от тялото не на човек, а на животно. В тази връзка беше разработен само пасивен имунитет. Освен това е необходимо да се инжектира антитоксин веднага след инфектирането, в противен случай не е препоръчително и въобще не води до никакъв ефект.

Антисерумната терапия на хора беше използвана и от Jules Ericur и Charles Richet. Когато имунизират животни с тъкан на сарком, те инжектират серума в хора, страдащи от онкологични заболявания. До средата на тридесетте години на ХХ век. практическото прилагане на инструменти за формиране на пасивен имунитет е преустановено. Това се дължи на откриването на антибиотици с широк спектър на активност.

Дешифриране на структурата на MAT

Към тридесетте години на миналия век започват да се появяват специални центрофуги. Благодарение на тези агрегати, отделянето на антитела по размер и електрически заряд. Въпреки това последващото декодиране беше много трудно. Това се дължи на големия размер на антителата, двадесет пъти по-големи от протеиновите молекули. Дотогава структурите на последните вече бяха разчетени.

До 1962 г., въз основа на множество изследвания, проведени от различни учени, Родни Портър описва основната структура на антителата. Стана известно, че те се състоят от тежка и лека верига. Впоследствие беше определена последователност от 1.3 хиляди аминокиселини. Те бяха включени в протеиновата верига на антитела, които бяха произведени от миеломни клетки (рак). По това време това е максималното декодиране на последователността на аминокиселините. През 1972 г. Нобеловата награда на Портър и Еделман, ученият, с когото е извършена тази работа, е наградена за посоченото изследване. Според резултатите от изследването е установено, че формата на антитялото е представена под формата на буквата Y. Долната част на тялото е тежка верига. Той има постоянна структура за различни антитела. Горната част на елемента е лека верига. Поради последното, се осъществява свързване на антигена и антитялото, както и последващата им неутрализация.

Разработване на технология за първичен синтез

До седемдесетте години на миналия век вече са известни редица важни аспекти на механизма на образуване и производство на антитела при хората. Така че е възможно да се разкрие, че В-лимфоцитите са включени в процеса. Освен това, всеки от тях може да произведе само едно антитяло. В-лимфоцитите се характеризират с редупликация. Поради това те произвеждат идентични по структура моноклонални антитела, т.е. получени от една клетка. Производството на елементи със същата скорост, но в лабораторни условия, успя да достигне Кьолер и Милщайн през 1975 година. По това време се изследва способността на миеломните клетки бързо да произвеждат идентични структури. В този случай е налице и възможността за изолиране на произвеждащите антитела елементи от тялото на животните.

В технологиите Koehler и Milstein имаше няколко етапа. Мишка се взема като експериментално животно. Първо, тя развива имунитет към антигена. След това, клетките, продуциращи антитела, се изолират от далака на мишката. Те използват специална технология, съчетана с елементи на миелома. Резултатът е хибридома. Нейните клетки в големи количества и непрекъснато синтезирани антитела, насочени към известен антиген. Тази техника е станала революционна. Благодарение на нея стана възможно да се произведат антитела, които изненадващо точно съответстват на определена структура. Впоследствие тази технология се подобри.

През 1984 г. Milstein, Koehler и Yerne (имунолог от Дания) получиха Нобелова награда за тяхната работа и участие в производството на антитела, които могат да бъдат използвани в диагностични изследвания и създаване на лекарства. С течение на времето бяха разработени и други технологии. Те позволяват да се подобри процеса на синтез на антитела, благодарение на развитието на методи за ДНК рекомбинация, клетъчно клониране и други постижения на генното инженерство.

Моноклонални антитела: приложение

Първите опити за въвеждане на елементи, синтезирани изкуствено от животински клетки, бяха изпълнени с трудности. Става дума за изследване, проведено през 1979 г. от Stashenko и Nadler. Те въвеждат моноклонални антитела, синтезирани от миши клетки. Елементите бяха насочени срещу антигени, произведени на повърхността на ракови структури. Но по време на процеса беше разкрито, че миши моноклонални антитела се свързват с туморни фрагменти в малка степен. Организмът ги възприема като извънземни. През 1986 г. се появи ново лекарство. Моноклоналните антитела, съдържащи се в него, са допринесли за облекчаване на реакцията на отхвърляне на трансплантанта на бъбреците. Този инструмент се нарича "Orthoclone OKTZ". Той има селективен имуносупресивен ефект. Лекарството е от животински произход, синтезирани от миши хибридоми, които са получени чрез сливане на миелома и В-лимфоцити. Въпреки това, скоро след като лекарството влезе в пазара, стана ясно, че дългосрочната терапия с моноклонални антитела губи своята ефективност с течение на времето. Това се дължи на факта, че животинските протеини за хората са имуногенни. С други думи, те се възприемат от тялото като извънземно. Поради това при пациенти, които получават миши антитела, започват да се образуват антимиши елементи на човешката природа (NAMA). Те имат неутрализиращ ефект.

Създаване на химерни структури

От началото на 90-те години на миналия век започва да се използва нов метод за производство на моноклонални антитела. Въз основа на молекулярно-биологични технологии и ДНК рекомбинация, са създадени химерни структури. В тях част от мишата молекула е заменена с секция от човешки произход, използвайки методи на генното инженерство. Останалият фрагмент остава животно. Поради факта, че 75% от протеиновата последователност се състои от структури от човешки произход, пациенти, на които е прилагано хуманизирано моноклонално антитяло, HAMA изглежда значително по-малко. Впоследствие, такива средства като Rituxan и Mabthera, които са били предписани за рак, Remicade за Болест на Крон, "Simulekt" - за предотвратяване на отхвърлянето на острата бъбречна трансплантация, "Reopro" - за профилактика на остър сърдечен пристъп и ангина. Всички тези лекарства съдържат химерни моноклонални антитела.

С псориазис, рак на стомаха и рак на гърдата, лекарствата започват да се освобождават малко по-късно. След развитието на химерни структури, необходимостта от прибягване до помощта на животински елементи е значително намалена. Въпреки това, в някои случаи, лекарства с миши антитела са назначени съвсем оправдано.

Към днешна дата съществуват три лекарствени продукта, съдържащи животински структури. Те включват по-специално вече известния лекарствен продукт Orthoclone OKTZ, както и средствата Beksar и Zevalin. Последните две са радиоактивно белязани миши антитела. Техните функции включват транспортиране на радиоизотопи към лимфомни структури. Наличието на радиоактивен етикет прави възможно използването на тези моноклонални антитела в малки количества. В тази връзка, имуногенността, която се дължи на животинските последователности, в този случай не е толкова значима. Освен това, наличието само на миши антитела в лекарствата ги прави малко по-ефективни. Това се обяснява с факта, че химерните структури могат да се свържат не само с целевите елементи, но и с нормалните клетки и да им причинят вреда. Днес одобри друго лекарство, основано на структури на мишки-плъхове. Тя се нарича Remmob. Лекарството се предписва на злокачествен асцит.

Нови лекарства

До края на 90-те години изследователите са успели да намалят до минимум обема на аминокиселинните последователности на животни в изкуствено синтезирани антитела, използвайки методи на генното инженерство. В резултат на това бяха получени нови структури в още по-малка степен, причинявайки образуването на NAMA при хора. Оттогава на фармацевтичния пазар се появиха много нови продукти. По-специално, те включват лекарства като Zenapax (препоръчван за предотвратяване на отхвърляне на бъбречни трансплантати), Herceptin (предписан за рак на гърдата и стомаха), Xolar (за алергичен сезонен ринит и атопична астма). Те използват нови моноклонални антитела. Лекарствата за псориазис са станали ново изследване от изследователите. По-специално, такова лекарство е било освободено като Raptava.

Развитие през последното десетилетие

През 2000-те години техниките на генното инженерство бяха подобрени още повече. Поради това е възможно да се получат човешки моноклонални антитела. В случай на псориазис, ракови патологии, атопична бронхиална астма и други заболявания, започват да се предписват лекарства от ново поколение. Днес такива инструменти най-често се разработват с използване на трансгенни животински технологии. Речта в този случай е за мишки, които се отглеждат с фрагменти от чужда ДНК. Също така, развитието се извършва с бактериофагови вируси.

Тежки заболявания

Трудно е да се надценява значението, което моноклоналните антитела имат за човечеството. Лекарствата за псориазис са се превърнали в истински напредък в медицината. Днес има много лекарства, насочени към елиминиране на тази патология. Понастоящем псориазисът се лекува с моноклонални антитела с помощта на такива препарати:

• "Даклизумаб" и "Базиликсимаб". Действието на тези лекарства е насочено срещу SD25 молекулата.
• Означава h3D1 и h1F1. В състава им има хуманизирани антитела. Тяхното действие е насочено срещу молекули СД86 и СД80. По време на клиничните проучвания беше отбелязана висока ефективност и достатъчно добра поносимост на тези лекарства.
• "Ефализумаб". Това моноклонално антитяло е насочено срещу CD11a молекула.
• "Alefacept" е разтворим протеин. Неговата структура съдържа две молекули, взаимодействието на които произвежда сигнал, който активира лимфоцитите.
• "Klenoliximab" . Това средство е насочено срещу CD4. Той се предписва не само за псориазис, но и за диабет.
• "Епратузумаб". Лекарството се бори с В-лимфоцитите.
• Anakinra е изкуствено създаден интерлевкинов рецепторен антагонист. При влизане в тялото се свързва с IL-1 и се предотвратява връзката му с неговия рецептор. Това от своя страна намалява възпалителния отговор.

Друго често срещано заболяване днес е разпръснато склероза. Това е така хронична автоимунна патология, която се появява в средна и млада възраст - от 15 до 40 години. Някои моноклонални антитела при множествена склероза бяха назначени на случаен принцип. Например, средството "Alemtuzumab". Това лекарство се препоръчва при пациенти с хронична Т-клетъчна лимфома и лимфоцитна левкемия. С течение на времето лекарите започнаха да забелязват положителния ефект на това моноклонално антитяло върху пациенти с множествена склероза. Ефективността на инструмента по-късно беше потвърдена от изследвания, които приключиха през 2008 г. Въпреки това, лекарството има редица сериозни странични ефекти. Това, по-специално, се отнася до алергични реакции, инфекциозни усложнения, автоимунни патологии, свързани в повечето случаи с дисфункция на щитовидната жлеза. Ето защо, според някои експерти, лекарството "Alemtuzumab" може да се използва само като алтернативно средство за тези пациенти, които не са подпомогнати от стандартни мерки. В изключително редки случаи се предписва като основа.

Обещаващи области на научните изследвания

Учените и разработчиците са си поставили спешна задача - да създадат имуномагнитни филтри, един вид сорбент. Моноклоналните антитела, свързани с феромагнитни микроструктури и разположени в магнитно поле, са способни да извличат клетки с висока специфичност, например от тумор или костен мозък. След това филтърът се отделя, оставяйки само извлечените фрагменти. С този метод можете да свържете и елиминирате злокачествени и да получите здрави клетки от костния мозък. За нарушения на кръвта те се въвеждат в тялото на един и същ пациент.

Действителни проблеми

В момента в Русия се разработват около десет препарата на база моноклонални антитела. Днес обаче учените са изправени пред много важни задачи. Един от тях е да се реши проблемът с имуногенността на лекарствата. Много лекарства включват човешки антитела. Те със сигурност намаляват имуногенността, но не го елиминират напълно. Това се дължи на факта, че човешката защитна система е способна да произвежда антитела срещу всички терапевтични антитела.

Друг проблем е доста големият размер на МАТ молекулите. В тази връзка, те не са в състояние да проникнат в клетките или дълбоко в тъканта. Лекарствата не са предназначени за перорално приложение. Това се дължи на факта, че за постигане на желания ефект, концентрацията на моноклонални антитела трябва да надвишава броя на мишените няколко хиляди пъти. Ето защо днес учените се занимават с разработването на лекарства, които да комбинират всички полезни свойства на МАТ и лекарства с малка молекула.

Важни открития

Едно от последните новости в областта на създаването на лекарства на базата на МАТ е формирането на специален афител. Те притежават свойствата на антителата, но имат относително малко молекулно тегло. Това им позволява да проникнат по-дълбоко в тъканта.

Друго развитие са нано телата. Такива инструменти са много стабилни. Това ви позволява да ги прилагате както локално, така и отвътре.

Друга супер модерна посока е развитието на домейн антитела. Те трябва да съответстват на различни части от леките и тежки вериги на човешките структури и да бъдат десет пъти по-малки от нормалните. Такива моноклонални антитела могат да бъдат използвани чрез инхалация и вътре.

заключение

Значителна пречка за използването на моноклонални антитела се счита за високата цена и продължителността на производствения процес. Въпреки това учените не спират работата по създаването на нови технологии, които биха позволили производството на лекарства в ускорено време и на достъпна цена. Като цяло експертите казват, че в близко бъдеще диапазонът от патологии, които могат да бъдат лекувани с моноклонални антитела, значително ще се разшири.