Биологическая терапия. Терапевтический потенциал ингибиторов ФНО-α при хронических воспалительных заболеваниях: прошлое и будущее

Биологическая терапия. Терапевтический потенциал ингибиторов ФНО-а при хронических воспалительных заболеваниях8

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ФНО-α и рецепторы ФНО
1.1. ФНО-α
1.2. Рецепторы ФНО
2. Современная анти-ФНО терапия
2.1. Этанерцепт (Enbrel®)
2.2. Инфликсимаб
2.3. Адалимумаб
2.4. Голимумаб
2.5. Цертолизумаб
3. Проблемы с текущими блокаторами ФНО-α
3.1. Какой блокатор ФНО-α лучше?
3.2. Иммунные заболевания, вызванные блокаторами ФНО
3.3. Сроки лечения
4. Разрабатываемые ингибиторы ФНО
4.1. АТРОСАБ (ATROSAB)
5. Низкомолекулярные ингибиторы ФНО
5.1. Сурамин
5.2. SPD304
5.3. IW927
5.4. Физион-8-О-β-d-моноглюкозид (ФМГ)
5.5. «Compound 1»
5.6. Ингибиторы полостной аллостерической модификации ФНО (CIAM)
6. Вывод


За последние 20 лет, с появлением биологических ингибиторов ФНО-α, пациенты с ревматоидным артритом (РА), болезнью Крона, неспецифическим язвенным колитом (НЯК) и другими иммунными заболеваниями стали свидетелями значительного прогресса в лечении.

Имея на рынке 5 одобренных анти-ФНО-α биопрепаратов и доступные биоаналоги, больные получили больше вариантов лечения и извлекли пользу для здоровья из понимания биологии ФНО-α.

Тем не менее, многие потребности больных остались неудовлетворёнными. Так, часть пациентов с заболеваниями, связанными с ФНО-α, наблюдают некоторые побочные эффекты и толерантность к современным биологическим препаратам против ФНО-α, или имеют устойчивость к терапии.

Следует отметить, распространённые заболевания, такие как остеоартрит и боль в спине / шее, могут реагировать на терапию анти-ФНО-α только при раннем появлении симптомов.

Разработка новых, предпочтительно небольших молекул ингибиторов ФНО-α, ориентированных на специфическое ингибирование рецептора 1 фактора некроза опухоли (ФНОР1) и доставляемых перорально, является требованием сегодняшнего дня.

Сыворотка крови с активностью ФНО фактически продемонстрировала способность убивать опухолевые клетки in vitro и in vivo

1. ФНО-α и рецепторы ФНО

1.1. ФНО-α

Фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α) — это небольшой 157-аминокислотный цитокин, который выполняет ряд функций.

Первоначально было описано, что ФНО обладает противоопухолевой активностью, как следует из его названия, и было определено, что он находится в сыворотках мышей, инфицированных bacillus Calmette-Guerin (BCG) и подвергнутых воздействию эндотоксина.

Уильям Б. Коули был одним из первых, кто распознал регрессию опухолей после того, как больной раком заразился бактериальной инфекцией bacillus Calmette-Guerin

Сыворотка крови с активностью ФНО фактически продемонстрировала способность убивать опухолевые клетки in vitro и in vivo. По сути, врач Уильям Б. Коули был одним из первых, кто распознал регрессию опухолей после того, как больной раком заразился бактериальной инфекцией.

В 1984 году человеческая кДНК ФНО-α была впервые клонирована после того, как ФНО-α был очищен от лейкозных клеток HL-60. Белок ФНО-α имеет около 30% гомологии с человеческим лимфотоксином (также известным как ФНО-β).

ФНО-α может ингибировать рост или даже полностью уничтожать имплантированные опухоли

После этого было обнаружено, что ФНО-α является основным регулятором иммунной функции и воспалительной реакции. Эксперименты In vivo показали, что очищенный мышиный ФНО-α может ингибировать рост или даже полностью уничтожать имплантированные опухоли, главным образом индуцируя иммунный ответ хозяина.

Первоначально, активированные макрофаги были идентифицированы как основной источник ФНО-α. Позже сообщалось, что многие другие типы клеток также секретируют ФНО-α, включая Т-клетки, NK-клетки, нейтрофилы, тучные клетки и неиммунные клетки.

ФНО-α занимает центральное место в регуляции иммунной системы и играет фундаментальную роль в защите хозяина от микробной инфекции. Избыток сигнальной активности ФНО-α может привести к ряду аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит, неспецифический язвенный колит и болезнь Крона (Рисунок 1).

Пути передачи сигналов ФНО-α и одобренные методы лечения
Рисунок 1 – Пути передачи сигналов ФНО-α и одобренные методы лечения

Неадекватная активность ФНО-α также коррелирует с такими заболеваниями, как сепсис и церебральная малярия, хотя неясно, может ли блокада ФНО-α привести к эффективной терапии этих двух заболеваний.

Существует две формы ФНО-α:

  • растворимая лигандная форма (sФНО-α);
  • мембраносвязанная форма (tmФНО-α).

ФНО-α выражается как tmФНО-α с трансмембранным доменом. Тримерные белки tmФНО-α прикрепляются к поверхности клетки через их трансмембранные домены. Ферменты, высвобождающие ФНО-α, такие как фактор некроза опухоли-α-превращающий фермент (TACE/АПЛM17/CD156q), могут расщеплять tmФНО-α и высвобождать растворимый ФНО-α в кровоток.

Таким образом, ФНО-α может перемещаться и воздействовать на клетки-мишени, удалённые от клеток-продуцентов ФНО-α, включая макрофаги.

1.2. Рецепторы ФНО

Структурно ФНО-α существует как гомотример. Соответственно, рецепторы ФНО-α (ФНОР) также существуют в виде гомотримеров и бывают двух типов:

  • ФНОР1 (p55);
  • ФНОР2 (p75).

Мышиный ФНО-α перекрёстно реагирует как с человеческим ФНОР1, так и с ФНОР2. С другой стороны, ФНО-α человека в первую очередь связывает ФНОР1 мыши и лишь минимально активируется мышиным ФНОР2.

Человеческий sФНО-α связывается как с ФНОР1, так и с ФНОР2 суб-наномолярным сродством, хотя его сродство к ФНОР1 немного выше из-за более медленной диссоциации (константа диссоциации (KD) для ФНОР1: 0,019 нМ, KD для ФНОР2: 0,42 нМ, при 37°C).

sФНО-α активирует как ФНОР1, так и ФНОР2, тогда как tmФНО-α в основном передаёт сигналы через ФНОР2 в различных системах, таких как активация Т-клеток, пролиферация тимоцитов и производство колониестимулирующего фактора гранулоцитов / макрофагов (gm-КСФ).

ФНОР1 экспрессируется в большинстве типов клеток, но его больше в лейкоцитах, включая клетки миелоидного происхождения (например, моноциты).

Экспрессия ФНОР2 ограничена гематопоэтическими клетками, а также некоторыми олигодендроцитами и эндотелиальными клетками.

В хронической модели пролиферативного нефрита экспрессия ФНОР2 в почечных эндотелиальных клетках была существенной для устойчивого накопления макрофагов.

Регуляторные Т-клетки, также известные как Treg-клетки, имеют низкий уровень ФНОР1, но высокую экспрессию ФНОР2.

Клетки Treg в целом действуют как негативный регулятор иммунной системы, поддерживая толерантность к аутоантигенам и предотвращая аутоиммунные заболевания.

Используя ФНОР1 (-/-) и ФНОР2 (-/-) мышей, Yang и коллеги изучили влияние ФНО-α на индуцированные Treg (iTreg) и обнаружили, что ФНОР1, хотя и имеет решающее значение для дифференцировки воспалительных Т-клеток, таких как Th1 и Th17, тем не менее не требуется для поддержания функций iTreg.

Однако, было обнаружено, что ФНОР2 имеет решающее значение для дифференцировки, пролиферации и функции iTreg. Поскольку ФНО-α может усиливать дифференцировку и функцию iTreg посредством передачи сигналов ФНОР2, агонисты ФНОР2 или специфические антагонисты ФНОР1 могут быть эффективными терапевтическими средствами для лечения пациентов с иммунными заболеваниями.

Современная анти-ФНО терапия. В настоящее время существует 5 одобренных биологических препаратов

2. Современная анти-ФНО терапия

Поскольку ФНО-α является ключевым фактором в иммунно-опосредованных воспалительных заболеваниях (ИОВЗ), анти-ФНО-α агенты были успешно применены для лечения ИОВЗ, таких как ревматоидный артрит (РА) и болезнь Крона.

В настоящее время существует 5 одобренных биологических препаратов против ФНО, доступные пациентам (Рисунок 1, Таблица 1).

Таблица 1 — Пять одобренных анти-ФНО биопрепаратов

Пять одобренных анти-ФНО биопрепаратов
Современные биологические препараты анти-ФНО

24 августа 1998 г. Remicade® (инфликсимаб) по ускоренной схеме получил разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для лечения болезни Крона. Это был первый ингибитор ФНО-α, одобренный для клинического использования.

Также в 1998 году Enbrel (этанерцепт) был одобрен FDA для лечения ревматоидного артрита (РА). До одобрения этанерцепта для лечения РА были доступны только НПВП (нестероидные противовоспалительные препараты) и метотрексат.

НПВП полезны только для облегчения лёгкой боли при РА, в то время как метотрексат, противораковый препарат, токсичен, и его терапевтический эффект при РА ограничен.

ФНО-α, как ключевой фактор воспаления, был признан хорошей лекарственной мишенью при многих иммуноопосредованных воспалительных заболеваниях.

На данный момент существует пять биологических агентов против ФНО-α, одобренных для лечения РА, полиартикулярного ювенильного идиопатического артрита, псориатического артрита, анкилозирующего спондилоартрита и бляшечного псориаза (Таблица 1).

Четыре из этих препаратов представляют собой антитела против ФНО-α, направленные на секвестрацию ФНО-α, предотвращая его связывание с рецепторами ФНО.

Единственным исключением является этанерцепт (Enbrel), который представляет собой циркулирующий ФНО-α рецептор слитого (фузионного) белка, секвестрирующего ФНО-α.

Ключевые различия между этими 5 лекарствами введены для уменьшения элиминации лекарств больными, принимающими их, путём гуманизации антител.

2.1. Этанерцепт (Enbrel®)

Этанерцепт представляет собой слитый (фузионный) белок Fc внеклеточного лиганд-связывающего домена человеческого ФНОР2.

Фрагмент Fc, который обычно используется для продления периода полужизни сконструированного белка в сыворотке, происходит от человеческого иммуноглобулина G1 (IgG1).

Этанерцепт связывается с ФНО-α и блокирует его взаимодействие с рецепторами ФНО-α, тем самым блокируя воспаление и иммунные ответы, индуцированные ФНО-α.

Этанерцепт можно вводить подкожно. Его средний период полувыведения составляет около 70 часов. У пациентов, получающих лечение этанерцептом, редко выявляются антитела к лекарствам.

Этанерцепт можно назначать отдельно или в комбинации с метотрексатом для лечения пациентов с активным РА. Стандартным показателем ответа является «20%-ное улучшение активности заболевания согласно Американскому колледжу ревматологии» (ACR 20).

Через 6 месяцев ответы ACR 20 составили 51% и 59% для пациентов, получавших этанерцепт в дозе 10 мг два раза в неделю и 25 мг два раза в неделю, соответственно.

Для сравнения, метотрексат даёт только 11% ACR 20. В сочетании с метотрексатом лечение этанерцептом достигает ACR 20 более 80% через 6 месяцев.

Этанерцепт снижает количество В-клеток памяти в периферической крови, сетях фолликулярных дендритных клеток и структурах зародышевого центра в биоптатах миндалин пациентов с РА.

Однако, этанерцепт не подавляет индуцированную липополисахаридами продукцию ФНО-α и интерлейкина-1β в линии моноцитарных клеток человека, а также не вызывает остановку клеточного цикла, что приводит к снижению пролиферации Т-клеток.

Напротив, инфликсимаб делает и то, и другое. По сравнению с антителом против ФНО-α, таким как инфликсимаб, этанерцепт имеет более низкое сродство к tmФНО-α.

Это предполагает, что этанерцепт в основном перехватывает взаимодействие sФНО-α и ФНОР1 и сохраняет передачу сигналов tmФНО-α и ФНОР2.

Из всех пяти блокаторов ФНО-α данные реестра DANBIO (общенациональный регистр биологических методов лечения в Дании) показали, что в целом, этанерцепт был наиболее переносимым препаратом с самым длинным периодом полувыведения.

2.2. Инфликсимаб

Инфликсимаб, первый анти-ФНО-α препарат, получивший клиническое применение, представляет собой химерное моноклональное антитело против ФНО-α, которое впервые было названо cA2. Инфликсимаб состоит из мышиной вариабельной области и постоянной человеческой области.

Инфликсимаб сначала был протестирован на сепсис, но не смог добиться снижения смертности по сравнению с плацебо. Однако, у 12-летнего пациента с болезнью Крона, который не реагировал на традиционные методы лечения, инфликсимаб в качестве последнего варианта лечения, неожиданно привёл к ответу после первой дозы.

Позже инфликсимаб был протестирован в 12-недельном многоцентровом двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании на пациентах с устойчивой к лечению люминальной болезнью Крона и продемонстрировал 65%-ный ответ после однократной дозы. Ответ был значительно выше, чем ответ 17% в контрольной группе.

При свищах болезни Крона лечение инфликсимабом в дозах 5 мг / кг и 10 мг / кг привело к закрытию дренирующих свищей в 56% и 68% случаев соответственно, по сравнению с 26% результатом в контрольной группе.

Благодаря этим двум испытаниям, демонстрирующим безопасность и эффективность, инфликсимаб получил ускоренное одобрение от FDA для лечения болезни Крона в 1998 году, а затем от Европейского агентства по лекарственным средствам (EMA) и агентств из 100 других стран.

Заживление слизистой оболочки у пациентов с болезнью Крона происходит после индукционной терапии инфликсимабом. У 50% респондентов, получавших поддерживающую терапию инфликсимабом, слизистая оболочка полностью зажила через один год.

При РА комбинация лечения инфликсимабом и метотрексатом приводила к ингибированию повреждения суставов. Это примечательно, поскольку никакое предшествующее лечение РА не могло достичь этого.

После болезни Крона инфликсимаб был одобрен для лечения РА, анкилозирующего спондилоартрита, псориатического артрита, неспецифического язвенного колита (НЯК) и бляшечного псориаза.

При РА инфликсимаб в комплексе с метотрексатом приводил к ответу ACR 20 в 50–58% по сравнению с 20% для одного метотрексата. Одним из недостатков инфликсимаба является то, что требуется внутривенная инфузия, что менее удобно, чем в случае использования препаратов, которые вводятся подкожными инъекциями.

Поскольку инфликсимаб содержит аминокислотную последовательность мыши в вариабельной области, иммуногенность всегда вызывает беспокойство.

Индукция антител против лекарств (АПЛ) связана с быстрой деградацией инфликсимаба. Пациенты, не получившие инфликсимаба из-за повышенного уровня АПЛ в сыворотке, обычно имеют хороший клинический результат после перехода на этанерцепт.

Во время клинических испытаний, АПЛ были зарегистрированы у 28,3% пациентов, получавших инфликсимаб. Низкий уровень инфликсимаба в сыворотке был связан с повышенным уровнем АПЛ.

Таким образом, в качестве стратегии для минимизации АПЛ предлагается высокая нагрузочная или предварительная доза инфликсимаба. Кроме того, одновременный приём с метотрексатом может снизить иммуногенность и минимизировать развитие АПЛ против инфликсимаба.

2.3. Адалимумаб

Адалимумаб представляет собой рекомбинантное человеческое моноклональное антитело к ФНО-α. Несмотря на то, что адалимумаб является человеческим IgG, он всё же может индуцировать АПЛ.

В недавнем исследовании более 20 000 пациентов, получавших адалимумаб, АПЛ были обнаружены у 40% пациентов, а концентрации адалимумаба в сыворотке были обратно пропорциональны титрам АПЛ.

По сравнению со средней концентрацией адалимумаба в сыворотке (6,1 мкг / мл) у пациентов без АПЛ, низкие концентрации АПЛ (<100 нг / мл) оказали минимальное влияние на средние уровни препарата, в то время как высокие титры АПЛ (>300 нг / мл) неизменно ассоциировались со значительным снижением уровней лекарств до менее 30% от среднего уровня у пациентов без АПЛ.

Исследования показали, что в сочетании с метотрексатом адалимумаб обеспечивает лучший клинический ответ и снижает рентгенологическое прогрессирование у пациентов с РА.

Из пациентов, получавших адалимумаб в дозе 80 мг плюс метотрексат, 65,8% достигли ACR 20.

Большинство ответов были быстрыми и наблюдались в течение одной недели. Кроме того, дозы адалимумаба 40 и 80 мг в комбинации с метотрексатом привели к статистически значимому ответу ACR70 (19,2% и 26,9% соответственно), по сравнению с одним метотрексатом.

2.4. Голимумаб

Голимумаб представляет собой полностью гуманизированное антитело IgG1, продуцируемое линией мышиных гибридомных клеток.

Спленоциты, использованные для создания линии клеток гибридомы, были получены от гуманизированных трансгенных мышей Medarex UltiMAb® (Medarex, Princeton, NJ, USA).

Голимумаб одобрен в США и Европе для лечения ревматоидного артрита средней и тяжёлой степени, активного псориатического артрита и активного анкилозирующего спондилоартрита в качестве первой подкожной терапии против ФНО-α, которая проводится раз в месяц.

Внутривенное введение разовой дозы 100 мг голимумаба, по-видимому, даёт более высокую концентрацию в сыворотке (Cmax), чем подкожное введение (29,5 мкг / мл против 6,3 мкг / мл), но средний конечный период полувыведения был одинаковым для обоих (внутривенно: 11,8 дней; подкожно: 10,9 дней).

После подкожного введения 100 мг голимумаба для достижения Cmax требуется 3,5 дня. Одновременное применение метотрексата увеличивало среднюю минимальную стационарную концентрацию в сыворотке, а также период полувыведения.

Предполагается, что метотрексат, иммуносупрессивный агент, может ограничивать выработку АПЛ, которые ускоряют деградацию голимумаба. У людей с определяемыми АПЛ период полувыведения голимумаба может составлять всего 2,9 дня.

В исследовании GO-FORWARD фазы III у пациентов, получавших 100 мг голимумаба ежемесячно плюс метотрексат, показатель ответа по ACR 20 на 14 неделе составил 56,2%.

2.5. Цертолизумаб

Цертолизумаб представляет собой рекомбинантный Fab-фрагмент гуманизированного антитела против ФНО-α, конъюгированного с полиэтиленгликолем (ПЭГ), массой 40 кДа.

В то время как другие блокаторы ФНО-α продуцируются в клетках млекопитающих, цертолизумаб продуцируется в бактериях и может снизить производственные затраты.

Конъюгация с ПЭГ или пегилирование — обычная практика для увеличения периода полужизни небольших белков. Это достигается за счёт уменьшения почечного клиренса, уменьшения протеолиза и теоретического снижения иммуногенности.

Пегилирование увеличивает период полувыведения цертолизумаба до точки, сравнимой с периодом полужизни интактных моноклональных антител (около 13 дней).

Другие биологические ингибиторы ФНО-α представляют собой либо полноразмерные антитела, либо слитые белки Fc. Все они содержат фрагмент человеческого Fc, который потенциально может индуцировать иммунные эффекторные функции.

В цертолизумабе отсутствует часть Fc, и поэтому он не вызывает комплемент-зависимый лизис и антителозависимую клеточно-опосредованную цитотоксичность.

Цертолизумаб можно назначать как с метотрексатом, так и без него. При использовании в качестве монотерапии РА, пациенты, получавшие 400 мг цертолизумаба каждые 4 недели, имели частоту ответа ACR 20 45,5% против 9,3% в группе плацебо. При сочетании цертолизумаба с метотрексатом на 24-й неделе было достигнуто 58,8-60,8% ACR 20 по сравнению с 13,6% в группе плацебо.

Долгосрочная безопасность и эффективность лечения цертолизумабом и метотрексатом изучались у пациентов с РА. После 6 месяцев лечения цертолизумабом (400 мг каждые 2 недели) доза была снижена до 200 мг каждые 2 недели для поддерживающего лечения в течение последующих 5 лет.

У пациентов, ранее получавших цертолизумаб и продемонстрировавших ответ, клиническое улучшение сохранялось до 232 недели, если они могли продолжать использовать цертолизумаб.

Для пациентов, которым не удалось достичь цели ACR 20 при предшествующем лечении, средний ответ ACR 20/50/70 составил 68,4%, 47,1% и 25,1% соответственно. Таким образом, цертолизумаб обеспечил устойчивое улучшение клинических исходов в течение 5 лет и хорошо переносился.

Какой блокатор ФНО-α лучше. Иммунные заболевания, вызванные блокаторами ФНО. Сроки лечения биопрепаратами

3. Проблемы с текущими блокаторами ФНО-α

3.1. Какой блокатор ФНО-α лучше?

Учитывая, что на рынке представлены все пять блокаторов ФНО-α и ожидается одобрение большего количества биоподобных препаратов, пациенты и их врачи могут задаться вопросом, какой блокатор ФНО-α лучший.

Поскольку прямого сравнения всех этих пяти блокаторов ФНО-α в одном клиническом исследовании не проводилось, трудно сделать окончательный вывод. Однако изучение реальных данных может дать некоторое представление.

DANBIO — это Датский общенациональный регистр биологических методов лечения пациентов с ревматологическими заболеваниями, включая ревматоидный артрит, аксиальный спондилоартрит и псориатический артрит.

База данных также отслеживает качество клинического лечения на национальном, региональном и больничном уровнях. Все пациенты, страдающие каким-либо ревматологическим заболеванием или принимающие лекарства, в основном используемые для борьбы с ревматологическими заболеваниями, должны внести свои данные в этот реестр, независимо от того, обращаются ли они за лечением в государственную больницу или в частную клинику.

С базой данных DANBIO в исследовании сравнивали три из пяти доступных блокаторов ФНО-α для лечения РА (адалимумаб, этанерцепт и инфликсимаб).

Пациенты, получавшие различные блокаторы ФНО-α, сравнивались по их ответу и ремиссии, измеренным по критериям Американского колледжа ревматологии (70% улучшение, ACR70) через 6 месяцев и оценке активности заболевания в 28 суставах (DAS28) через 48 месяцев соответственно.

Было показано, что адалимумаб имеет самые высокие показатели ответа на лечение и ремиссии заболевания.

Инфликсимаб имел самые низкие показатели ответа на лечение, ремиссии заболевания и приверженности к лечению. Этанерцепт показал самую длительную приверженность к лечению, а также хороший ответ, сопоставимый с адалимумабом.

Несмотря на то, что база данных DANBIO позволяет сравнивать различные блокаторы ФНО-α по их клинической активности, для заключения необходимо провести параллельное сравнение в случайном и двойном слепом клиническом исследовании.

Тем не менее, из реальных данных ясно, что для некоторых людей один блокатор ФНО-α может быть лучше, чем другие. Например, для пациентов с РА с высоким риском туберкулеза этанерцепт предпочтительнее инфликсимаба и адалимумаба.

По данным Регистра биологических препаратов Британского общества ревматологии (BSRBR), частота туберкулёза у пациентов, получавших инфликсимаб или адалимумаб, была в 3-4 раза выше, чем у тех, кто получал этанерцепт.

3.2. Иммунные заболевания, вызванные блокаторами ФНО

Блокада ФНО-α может привести к обратной связи дальнейшей иммунной активации и выработке дополнительных иммунных цитокинов, способствуя патогенезу заболевания или прерыванию ФНО-α-опосредованного восстановления тканей посредством ФНОР2.

Например, ФНО-α, интерлейкин (ИЛ)-17 и интерферон (ИФН)-α участвуют в патогенезе псориатических поражений. ИФН-α продуцируется в основном плазматическими дендритными клетками (пДК), которые ингибируются ФНО-α.

Следовательно, в присутствии блокады ФНО-α будет происходить увеличение клеток и активности пДК. ИФН-α также стимулирует и активирует Т-клетки для производства ФНО-α и ИЛ-17, что приводит к гиперактивному иммунному ответу и псориазу.

3.3. Сроки лечения

РА, болезнь Крона и псориаз — хронические заболевания. Один из вопросов, который всегда задают пациенты, заключается в том, можно ли прекратить лечение после того, как болезнь перейдёт в стадию ремиссии.

В клиническом исследовании, проведённом Tanaka и соавторами, 37 пациентов с РА, получавших инфликсимаб, прекратили приём этого препарата, и их последующий клиническое течение было зарегистрировано.

После достижения низкой активности заболевания путём лечения инфликсимабом 56 (55%) из 102 пациентов с РА смогли прекратить приём инфликсимаба на срок более 1 года без прогрессирования радиологической деструкции суставов.

Результаты также показали, что более низкий возраст пациентов и более короткая продолжительность заболевания были связаны с большей вероятностью успеха при отмене препарата.

Некоторые исследования также показали, что если лечение анти-ФНО-α начинается на ранней стадии развития РА, это может вызвать более быструю ремиссию заболевания и повысить вероятность успешного прекращения приёма лекарств.

Разрабатываемые ингибиторы ФНО. Атросаб (ATROSAB). Биотерапия будущего

4. Разрабатываемые ингибиторы ФНО

4.1. АТРОСАБ (ATROSAB)

Атросаб — это гуманизированное моноклональное антитело нового поколения, которое специфически блокирует провоспалительный рецептор ФНО 1 (ФНОР1), не взаимодействуя с рецептором ФНО 2 (ФНОР2).

Поскольку ФНОР2 участвует в сигналах, способствующих выживанию (антиапоптоз) и регенерации, ФНОР1-специфический ингибитор ФНО-α считается более предпочтительным, чем ингибиторы, которые блокируют как ФНОР1, так и ФНОР2.

Атросаб — это первая гуманизированная версия H398, антагонистического ФНОР1-специфического антитела. К сожалению, двухвалентное полноразмерное антитело способно сшивать ФНОР1 в отсутствии лиганда, проявляя внутреннюю агонистическую активность в определённом диапазоне концентраций.

Чтобы обойти проблему сшивания, для дальнейшей разработки был выбран моновалентный Fab-фрагмент Атросаба, Fab13.7. Его связывание с ФНОР1 было усилено аффинным созреванием и местно-направленным мутагенезом.

Таким образом, Fab13.7 обладает превосходным ингибированием ФНО-α-опосредованной активации ФНОР1 при отсутствии агонистической активности.

Fab13.7 будет истинным антагонистом в присутствии или отсутствии ФНО-α, однако период полураспада Fab13.7 значительно короче, чем у интактного IgG-антитела.

Чтобы продлить период полураспада, а также сохранить моновалентное связывание, Fab13.7 был сконструирован для экспрессии в виде слитого белка гетеродимеризующегося Fc-домена (Fc-one/kappa, или Fc1k).

Этот недавно сгенерированный слитый белок имел длительный период полураспада в сыворотке крови и сильное связывание с ФНОР1, не влияя на ФНОР2.

Другой подход к увеличению периода полураспада — пегилирование. Пегилированная форма Fab13.7PEG, имеет значение EC50 0,37 нм, что в 2,2 раза лучше, чем у Атросаба.

Fab13.7PEG также проявлял биоактивность в 1,5–1,9 раза выше, чем у Атросаба. Однако Fab13.7PEG имеет начальный период полураспада 0,08 часа и конечный период полураспада 1,4 часа по сравнению с 2,2 часа и 41,7 часа для Атросаба, соответственно.

Низкомолекулярные ингибиторы ФНО. Сурамин. SPD304. IW927, CIAM, ФМГ, Compound 1

5. Низкомолекулярные ингибиторы ФНО

Малые молекулы, которые могут быть доставлены пациентам перорально — это будущее новых ингибиторов ФНО-α. Пациентам с заболеваниями, менее разрушительными для тканевых органов, такими как остеоартрит и боль в пояснице, потребуются препараты с меньшими и менее серьёзными побочными эффектами, доставляемые перорально.

На рисунке 2 показана структура некоторых исследуемых низкомолекулярных ингибиторов ФНО-α.

Структуры низкомолекулярных ингибиторов ФНО-α
Рисунок 2 – Структуры низкомолекулярных ингибиторов ФНО-α

5.1. Сурамин

Сурамин – это полисульфированный аналог мочевины, используемый главным образом для борьбы с трипаносомозом (вызываемым паразитическими простейшими трипаносомами) и онхоцеркозом (слепотой, вызванной инфекцией Onchocerca volvulus).

Было обнаружено, что сурамин препятствует тримеризации ФНО-α, что является важным этапом формирования активного лиганда для связывания с рецепторами ФНО-α.

Кроме того, были идентифицированы аналоги сурамина, включая Эванс синий и трипановый синий, которые обладают структурными характеристиками, ответственными за взаимодействие с ФНО-α.

Было показано, что эти два красителя ингибируют связывание ФНО-α-ФНОР1 с IC50, равном 0,75 и 1,00 мМ соответственно, по сравнению с IC50, равном 0,65 мМ для сурамина.

Интересно, что сурамин также ингибирует связывание лиганда CD40 (CD40L) с CD40 с высоким сродством. В модели коллаген-индуцированного артрита крыс при РА сурамин проявлял активность in vivo для уменьшения воспаления и восстановления разрушения суставов в дозе 10 мг/кг/сут в течение 3 недель путём внутрибрюшинной инъекции.

Сурамин также проявлял активность в модели острого повреждения печени, индуцированного d-галактозамином (GalN) и липополисахаридом (LPS).

5.2. SPD304

SPD304 — это небольшой ингибитор ФНО-α, который дестабилизирует тример ФНО-α.

При связывании с ФНО-α SPD304 значительно увеличивает скорость диссоциации тримеров ФНО-α, что приводит к разборке активной формы лиганда ФНО-α.

SPD304 имеет значение IC50 22 мкм для ингибирования взаимодействия ФНО-α-ФНОР1 и предотвращает 50% индуцированной ФНО-α активации NF-kB при 4,6 мкм.

SPD304 также связывается с RANKL, другим членом семейства ФНО, с аффинностью 14 мкм. В модели крысы с сердечной недостаточностью, вызванной ишемией, SPD304 смог показать некоторую активность.

Аналоги SPD304 были исследованы для снижения токсичности, но ни один из них не дал оптимальной анти-ФНО-α активности для дальнейших клинических исследований.

5.3. IW927

Carter и коллеги идентифицировали IW927, небольшую молекулу-антагонист, связывающуюся с ФНОР1, путём скрининга химических библиотек.

Было обнаружено, что IW927 блокирует связывание ФНО-α со своим рецептором со значением IC50, равном 50 нм. IW927 также нарушает ФНО-индуцированное фосфорилирования IκB с IC50 600 нм.

Не было обнаружено связывания IW927 с ФНОР2 или CD40. Это соединение оказалось безопасным, судя по результатам клеточного анализа.

IV703, «фотохимически усиленный» аналог IW927, был способен обратимо связываться с ФНОР1 со слабым сродством, но может быть ковалентно присоединён к рецептору с помощью фотохимической реакции.

Была получена кристаллическая структура IV703 и ФНОР1, чтобы показать, что ингибитор взаимодействует с поверхностной областью ФНОР1, которая участвует в связывании ФНО-α.

5.4. Физион-8-О-β-d-моноглюкозид (ФМГ)

С помощью поверхностного плазмонного резонанса (SPR), скрининг экстрактов пяти трав, выполненный Cao и коллегами показал, что rheum officinale содержит соединение, которое связывается с ФНОР1.

Выделенные соединения объединяли и анализировали с помощью ультраэффективной жидкостной хроматографии / квадрупольной времяпролетной масс-спектрометрии (UPLC-QTOF-MS/MS).

Основной компонент соответствовал профилю физион-8-O-β-d-моноглюкозида (ФМГ). Очищенный ФМГ был использован для подтверждения связывания с ФНОР1 методом SPR и продемонстрировал сродство 376 нМ.

Ингибирующее действие ФМГ на активность ФНО-α было протестировано на клетках L929 для индуцированной ФНО-α гибели клеток.

Апоптоз клеток также исследовали с помощью двойного окрашивания аннексином V-FITC/PI. При 20 мкм ФМГ проявлял анти-ФНО-α-активность, сравнимую с SPD304.

5.5. «Compound 1»

Используя комбинированный подход к скринингу in silico/in vitro/in vivo, группа учёных под руководством Mouhsine идентифицировала новый прямой ингибитор ФНО-α, «Compound 1», которое связывается с ФНО-α с высоким сродством на уровнях нМ и ингибирует активность ФНО-α, эффективно нарушая связывание ФНО-α–ФНОР.

Этот ингибитор предотвращает индуцированный ФНО-α апоптоз и активацию NF-kB в клеточных линиях L929 и HEK соответственно. Он также показал активность in vivo в модели печёночного шока, хотя высокая доза была необходима из-за низкой растворимости и плохой биодоступности.

5.6. Ингибиторы полостной аллостерической модификации ФНО (CIAM)

Для выявления поверхностных полостей вблизи мест белок-белкового взаимодействия был разработан метод CIAM. С помощью него была идентифицирована псевдо-аллостерическая полость дистальнее петли WP9, критический контактный участок ФНО-α в соединениях ФНОР1.

Соединения, которые могли бы связываться с полостью и индуцировать конформационные возмущения в WP9, были идентифицированы после использования стандартных процедур виртуального скрининга.

F002 был разработан и синтезирован на основе структуры соединения первого поколения. Связывание F002 с ФНОР1 было проверено методом изотермической титровальной калориметрии (ИТК).

Поскольку в эктодомене ФНОР1, расположенном в петле WP9, имеется только один остаток триптофана (W107), связывание с F002 будет вызывать изменения, которые можно обнаружить по тушению флуоресценции.

В клетках L929 F002 был способен защищать клетки от цитотоксичности, вызванной ФНО-α, дозозависимым образом. Более того, связывание F002 ингибировало опосредованное ФНО-α фосфорилирование IκBα и p38 как в мышиных клетках L929, так и в человеческих моноцитах THP-1.

In vivo активность F002 изучали на модели коллаген-индуцированного артрита. У мышей, получавших F002, наблюдалось дозозависимое снижение клинических признаков артрита по сравнению с группой, не подвергавшейся лечению или контрольной группой.

Гистологический анализ лодыжек животных показал, что у мышей, получавших F002, значительно уменьшился синовит и мононуклеарная клеточная инфильтрация. Разрушение хряща также было предотвращено в группе, получавшей лечение F002.

Эти исследования показывают, что целенаправленное конформационное возмущение рецептора отключает функции ФНОР1.

Недавно два соединения, выведенные на основе F002, были протестированы на модели мыши с черепно-мозговой травмой (ЧМТ). В этой модели, вызванный травмой, сон длится 6 ч и совпадал с повышением кортикального уровня воспалительных цитокинов, включая ФНО-α.

Мыши с повреждением мозга, получавшие соединение 7 или SGT11, спали значительно меньше, чем те, кто получал транспортное средство. SGT11 восстановил когнитивные, сенсомоторные и неврологические функции.

С7 и SGT11 значительно снижали уровень кортикальных воспалительных цитокинов через 3 ч после ЧМТ. Исследование предполагает, что ингибиторы ФНО-α могут быть использованы для борьбы с нейровоспалением после черепно-мозговой травмы.

Биологическая терапия развивается в направлении создания низкомолекулярных препаратов, доставляемых перорально

6. Вывод

За последние два десятилетия новые биологические ингибиторы ФНО-α изменили парадигму лечения иммунных заболеваний, связанных с ФНО-α.

Важно отметить, на сегодняшний день появились более эффективные методы биологического лечения, в сравнении с теми, что были 20 лет назад. Кроме того, стоимость лечения, вероятно, будет снижена из-за истечения срока действия патента на первое поколение биологических анти-ФНО агентов и доступности биоаналогов.

Биоаналоги инфликсимаба, этанерцепта и адалимумаба показали сходную эффективность с оригинальными препаратами и получили широкое распространение в Европе и других странах.

Хотя в США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило два биоаналога этанерцепта, ни один из них пока не доступен пациентам.

На сегодняшний день, рынок ингибиторов ФНО-α столкнулся с конкурентными проблемами, связанными с появлением других методов лечения, нацеленных на молекулы воспаления. Сюда можно отнести ингибиторы IL-6 (сарилумаб) и ингибиторы JAK (тофацитиниб).

Ожидается, что специфические ингибиторы ФНОР1, включая небольшие молекулы, которые могут быть доставлены перорально, станут будущим новых ингибиторов ФНО-α.

Литература

1. D. Ando, M. Inoue, H. Kamada, et al. Creation of mouse TNFR2-selective agonistic TNF mutants using a phage display technique. Biochem Biophys Rep, 7 (2016), pp. 309-315.

2. S. Yang, C. Xie, Y. Chen, et al. Differential roles of TNFalpha-TNFR1 and TNFalpha-TNFR2 in the differentiation and function of CD4(+)Foxp3(+) induced Treg cells in vitro and in vivo periphery in autoimmune diseases. Cell Death Dis, 10 (1) (2019), p. 27.

3. R.J. Moots, R.M. Xavier, C.C. Mok, et al. The impact of anti-drug antibodies on drug concentrations and clinical outcomes in rheumatoid arthritis patients treated with adalimumab, etanercept, or infliximab: results from a multinational, real-world clinical practice, non-interventional study. PLoS One, 12 (4) (2017), p. e0175207.

4. S.C. Bae, J. Kim, J.Y. Choe, et al. A phase III, multicentre, randomised, double-blind, active-controlled, parallel-group trial comparing safety and efficacy of HD203, with innovator etanercept, in combination with methotrexate, in patients with rheumatoid arthritis: the HERA study. Ann Rheum Dis, 76 (1) (2017), pp. 65-71.

5. R. Melsheimer, A. Geldhof, I. Apaolaza, T. Schaible. Remicade((R)) (infliximab): 20 years of contributions to science and medicine. Biologics, 13 (2019), pp. 139-178.

6. C. Kelly, M. Imir, E. Jeanne, et al. The relationship between serum adalimumab and corresponding anti-adalimumab antibody levels: analysis of over 20,000 patient results. Am J Gastroenterol, 114 (2019), pp. S17-S18.

7. F. Richter, K.A. Zettlitz, O. Seifert, et al. Monovalent TNF receptor 1-selective antibody with improved affinity and neutralizing activity. mAbs, 11 (1) (2019), pp. 166-177.

8. Improved monovalent TNF receptor 1-selective inhibitor with novel heterodimerizing Fc, Taylor & Francis (2019).

9. G. Melagraki, E. Ntougkos, V. Rinotas, et al. Cheminformatics-aided discovery of small-molecule protein-protein interaction (PPI) dual inhibitors of tumor necrosis factor (TNF) and receptor activator of NF-kappaB ligand (RANKL). PLoS Comput Biol, 13 (4) (2017), p. e1005372.

10. Y. Yu, Y. Cao, B. Bell, et al. Brain TACE (tumor necrosis factor-alpha-converting enzyme) contributes to sympathetic excitation in heart failure rats. Hypertension, 74 (1) (2019), pp. 63-72.

11. G. Melagraki, G. Leonis, E. Ntougkos, et al. Current status and future prospects of small-molecule protein-protein interaction (PPI) inhibitors of tumor necrosis factor (TNF) and receptor activator of NF-kappaB ligand (RANKL). Curr Top Med Chem, 18 (8) (2018), pp. 661-673.

12. Y. Cao, Y.H. Li, D.Y. Lv, et al. Identification of a ligand for tumor necrosis factor receptor from Chinese herbs by combination of surface plasmon resonance biosensor and UPLC-MS. Anal Bioanal Chem, 408 (19) (2016), pp. 5359-5367.

13. H. Mouhsine, H. Guillemain, G. Moreau, et al. Identification of an in vivo orally active dual-binding protein-protein interaction inhibitor targeting TNFalpha through combined in silico/in vitro/in vivo screening. Sci Rep, 7 (1) (2017), p. 3424.

14. R.K. Rowe, J.L. Harrison, H. Zhang, et al. Novel TNF receptor-1 inhibitors identified as potential therapeutic candidates for traumatic brain injury. J Neuroinflammation, 15 (1) (2018), p. 154.

Похожие статьи

shares