miniatura|Cada anticorpo únese só a un antíxeno específico. Os anticorpos monoclonais (mAbs) teñen diversos usos terapéuticos. É posible crear un mAb que se una especificamente a case calquera diana extracelular, como as proteínas da superficie celular e citocinas. Poden usarse para facer que as súas dianas non sexan efectivas (por exemplo, impedindo a unión a un receptor), para inducir un sinal celular específico (activando receptores), para causar que o sistema inmunitario ataque células específicas, ou para levar un fármaco a un tipo de célula específico (como na radioinmunoterapia que entrega radiación citotóxica).
As principais aplicacións son no cancro, doenzas autoinmunes, asma, transplante de órganos, prevención de coágulos de sangue, e certas infeccións.
Estrutura e función dos anticorpos
Os anticorpos inmunoglobulina G (IgG) son grandes moléculas heterodímeras, aproximadamente de 150 kDa que están compostas por dúas cades polipeptídicas, chamadas cadea pesada (~50kDa) e cadea lixeira (~25kDa). Os dous tipos de cadeas lixeiras son kappa (κ) e lambda (λ). Por clivaxe polo encima papaína, pode separarse a parte Fab (fragmento de unión ao antíxeno) da parte Fc (rexión do fragmento cristalizable) da molécula. Os fragmentos Fab conteñen os dominios variables, que constan de tres dominios de anticorpo hipervariables en aminoácidos responsables da especificidade do anticorpo. As catro subclases de IgG están implicadas na citotoxicidade celular dependente de anticorpos. Os anticorpos son un compoñente clave do resposta inmunitaria adaptativa, xogando un papel central no recoñecemento de antíxenos alleos e a estimulación dunha resposta inmune a eles. A aparición da tecnoloxía de anticorpos monoclonais fixo posible crear anticorpos específicos contra antíxenas presentadas na superficie das células dos tumores. Os anticorpos monoclonais poden producirse no sistema inmunitario por inmunidade pasiva ou activa. A vantaxe da terapia de anticorpos monoclonais era que o sistema inmunitario producirá anticorpos a longo prazo, e abonda cunha soa administración do fármaco a curto prazo para inducir esta resposta. Porén, a resposta inmunitario a certos antíxenos pode ser inadecuado, especialmente en pesoas vellas. Adicionalmente, as reaccións adversas a estes anticorpos poden producirse debido á resposta de longa duración dos antíxenos. O anticorpo monoclonal pasivo pode asegurar unha concentrción de anticorpo consistente e poden controlarse as reaccións adversas parando a administración. Porén, a repetida administración e o consecuente maior custo desta terapia son importantes desvantaxes.
A terapia de anticorpos monoclonis pode ser bneficiosa para o cancro, doenas antoinmunes e trstornos neurolñoxicos que result na dexeneraión das células do corpo, como a enfermidade de Alzheimer. A terapia de anticorpos monoclonais podía axudar o sistema inmunitario porque o sistema inmune innata responde os factores ambientais que encontra ao discriminar as células alleas das células do corpo. Por tanto, as células de tumores que están proliferando con gran rapidez, ou as células do corpo que están morrendo que seguidamene causan problemas fisiolóxicos xeralmente non son atacadas polo sistema inmunitario, xa que as células do tumor son células do propio corpo do paciente. Porén, as células tumorais son moi anormais e poden exhibir antíxenos non usuais. Os anticorpos monoclonais poden atacar células tumorais ou células anormais do corpo.
Historia miniatura|350px|Anticorpos monoclonais para o cancro. ADEPT: terapia de profármaco con encima dirixido por anticorpo (antibody-directed enzyme prodrug therapy); ADCC: citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpos (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity); CDC: citotoxicidade dependente do complemento (complement-dependent cytotoxicity); mAb, anticorpo monoclonal; scFv, fragmento Fv de cadea simple (single-chain Fv fragment).Modified from A inmunoterapia desenvolveuse na dácada de 1970 despois do descubrimento da estrutura dos anticorpos e o desenvolvemento da tecnoloxía do hibridoma, o cal proporcionou a primeira fonte fiable de anticorpos monoclonais. Estes avances permitiron atacar especificacmente tumores tanto in vitro coma in vivo. As investigacións iniciais sobre neoplasmas malignos atoparon que a terapia con mAb tiña un éxito limitado e xeralmente vida curta cos cancros sanguíneos.
Desenvolvéronse catro grandes tipos de anticorpos, que son: murinos, quiméricos, humanizados e humanos. Os amnticorpos de cada tipo distínguense por sufixos no seu nome.
Murinos Os anticorpos terapéuticos iniciais eran análogos murinos (indicados co sufixo -omab). Estes anticorpos teñen: curta vida media in vivo (debido á formación de inmunocomplexos), unha penetración limitada nos sitios do tumor e un recrutamento inadecuado das funcións efectoras do hóspede. Xeralmente foron substituídos polos anticorpos quiméricos e humanizados en aplicacións terapéuticas. A comprensión da proteómica demostrou ser esencial para identificar novas dianas tumorais.
Inicialmente, os anticorpos murinos obtivéronse pola tecnoloxía dos hibridomas, pola cal Jerne, Köhler e Milstein recibiron o premio Nobel. Porén, as diferenzas entre os sistemas inmunitarios murino e humano causaron o fracaso clínico destes anticorpos, excepto nalgunhas circunstancias específicas. Os principais problemas asociados cos anticorpos murinos incluían a estimulación reducida da citotoxicidade e a formación de complexos despois dunha administración repetida, o cal tivo como resultado reaccións alérxicas leves e por veces choques anafilácticos. A tecnoloxía dos hibridomas foi substituída pola tecnoloxía do ADN recombinante, a creación de ratos transxénicos e o phage display.
Quiméricos e humanizados Para reducir a inmunoxenicidade dos anticorpos murinos (ataques do sistema inmunitario contra o anticorpo), as moléculas murinas foron modificadas por enxeñaría para eliminarlles o contido inmunoxénico e incrementar a súa eficiencia inmunolóxica. Isto conseguiuse inicialmente pola produción de anticorpos quiméricos (designados co sufixo -ximab) e humanizados (sufixo -zumab). Os anticorpos quiméricos están compostos de rexións variables murinas fusionadas con rexións constantes humanas. Ao tomar secuencias xénicas humanas da cadea lixeira kappa e da cadea pesada de IgG1 orixínanse anticorpos que son humanos en aproximadamente o 65 %. Isto reduce a inmunoxenicidade, e dese xeito incrementa a vida media no soro sanguíneo.
Os anticorpos humanizados prodúcense enxertando rexións hipervariables murinas en dominios dos anticorpos humanos. Iso dá lugar a unha molécula de aproximdamente un 95 % de orixe humana. Os anticorpos humanizados únense aos antíxenos moito máis debilmente que o anticorpo monoclonal parental murino, con diminución da afinidade en ata varios centos de veces. O incremento da forza de unión entre antíxeno e anticorpo conseguiuse introducindo mutacións nas rexións determinantes da complementariedade (CDR), usando técnicas como o barallado da cadea, a aleatorización de rexións determinantes da complementariedade e anticorpos con mutacións dentro das rexións variables inducidas por PCR tendente ao erro, cepas mutadoras de Escherichia coli e mutaxénese específica de sitio.
Anticorpos monoclonais humanos Os anticorpos monoclonais humanos (para os que se usa o sufixo -umab) prodúcense usando ratos transxénicos ou bibliotecas de phage display transferindo xenes de inmunoglobulina humana no xenoma murino e vacinando o rato transxénico contra o antíxeno desexado, o que leva á produción de anticorpos monoclonais apropiados. Os anticorpos murinos in vitro son así transformados en anticorpos completamente humanos.
As cadeas pesada e lixeira das proteínas IgG humanas exprésanse en formas polimórficas estruturais (alotípicas). O alotipo de IgG humana é un dos principais factores que poden contribuír á inmunoxenicidade.
Condicións tratadas
Cancro Os anticorpos monoclonais anticancro poden dirixirse contra células malignas utilizando varios mecanismos. O ramucirumab é un anticorpo monoclonsal humano recombinante que se utiliza no tratamento de malignidades avanzadas. Nos linfomas de nenos, os estudos en fase I e II atoparon efectos positivos do uso de terapia de anticorpos.
Os anticorpos monoclonais usados para potenciar a respota inmune anticancro son outra estratexia para loitar contra o cancro na cal non se ataca directamente as células cancerosas. Entre as estratexias están os anticorpos modificados por enxeñaría para bloquearen mecanismos que regulan á baixa as respostas inmunes anticancro, os puntos de control como PD-1 e CTLA-4 (terapia de punto de control), e os anticorpos modificados para estimular a activación de células inmunes.
Doenzas autoinmunes Entre os anticorpos monoclonais usados para doenzas autoinmunes están o infliximab e o adalimumab, que son efectivos na artrite reumatoide, enfermidade de Crohn e colite ulcerosa pola súa capacidade de unirse a e inhibir o TNF-α. Basiliximab e daclizumab inhiben a IL-2 en células T activadas e, por tanto, axudan a previr o rexeitamento agudo de transplantes de riles. O omalizumab inhibe a inmunoglobulina E (IgE) humana e é útil en casos de asma alérxica de moderada a grave.
Enfermidade de Alzheimer
A enfermidade de Alzheimer é un trastorno neurodexenerativo progresivo dependente da idade e multifacético, e é a causa principal de demencia. De acordo coa hipótese amiloide, a acumulación de péptidos beta amiloides (Aβ) extracelulares en placas por oligomerización orixina condicións sintomáticas distintivas da enfermidade de Alzheimer por disfunción sináptica e neurodexeneración. A inmunoterapia por medio da administración de anticorpos monoclonais (mAB) usouse para tratar varios trastornos nerviosos centrais. No caso da enfermidade de Alzheimer, pénsase que a inmunoterapia inhibe a oligomerización Aβ ou a eliminación da Aβ do cerebro e así prevén a neurotoxicidade.
Porén, os mAbs son moléculas grandes e debido á barreira hematoencefálica, a captación de mAbs polo cerebro é extremadamente limitada, de modo que se estima que só aproximadamente unha da cada mil moléculas de mAb consegue pasar. Con todo, a hipótese do sumidoiro periférico (Peripheral Sink hypothesis) propón un mecanismo no cal os mAbs poderían non necesitar atravesar a barreira hematoencefálica. Por tanto, están realizándose moitas investigacións a partir dos intentos pasados fallados de tratar a enfermidade de Alzheimer.
Porén, as vacinas anti-Aβ poden promover a eliminación mediada por anticorpos das placas de Aβ en modelos de ratos transxénicos con proteína precursora amiloide (APP), e pode reducir os trastornos cognitivos. As vacinas poden estimular o sistema inmunitario para que produza os seus propios anticorpos, no caso da enfermidade de Alzheimer por administración do antíxeno Aβ. isto tamén se coñece como inmunoterapia activa. Outra estratexia é a chamada inmunoterapia pasiva. Neste caso os anticorpos prodúcense externamente en células cultivadas e entréganse ao paciente en forma de fármaco. En ratos que expresan a APP, viuse que tanto a inmunización activa coma a pasiva de anticorpos anti-Aβ é efectiva para eliminar as placas, e pode mellorar a función cognitiva.