Моноклональные антитела при псориазе и склерозе. Моноклональные антитела при рассеянном склерозе

Моноклональные антитела – это чудо генной инженерии. Они помогают избавиться от многих патологий. Препараты на основе моноклональных антител считаются новейшими. Далее разберемся, что собой представляют эти элементы, какую пользу приносят.

Общие сведения

Использование моноклональных антител началось совсем недавно. Несколько десятков лет от некоторых патологий было невозможно избавиться. К ним, в частности, относят онкологические, аутоиммунные, инфекционные, сердечно-сосудистые болезни. Лечение моноклональными антителами осуществляется при воспалительных реакциях разного генеза, идиопатическом фиброзе легких, гепатите В, ревматоидном артрите, СПИДе. К недугам, при которых прибегают к помощи данных элементов, относят также системную красную волчанку, болезнь Альцгеймера, мышечную дистрофию, аллергические реакции. Эффективны моноклональные антитела при рассеянном склерозе, диабете и прочих патологиях.

Распространенность средств на фармацевтическом рынке

С середины девяностых годов прошлого столетия и до настоящего момента одобрено более 30 медикаментов, в состав которых входят моноклональные антитела. В первое время безопасность, надежность технологий и способов производства средств вызывали некоторые опасения у специалистов. Сейчас многие фармацевтические компании работают над созданием медикаментов, в состав которых будут входить моноклональные антитела. Отзывы ряда исследователей подтверждают эффективность и безопасность указанных средств. Это подтверждает и тот факт, что на сегодняшний день в мире в стадии разработки находится порядка 300 подобных медикаментов.

История открытия

Впервые моноклональные антитела стали изучать в конце XIX века. С того времени, более чем за сто лет, эти элементы успели совершить революцию в медицине. Они полностью перевернули представления специалистов о возможностях медикаментозного воздействия.

Первый этап исследований

В конце XIX – начале ХХ века была произведена иммунизация антителами животного происхождения. Исследователи с давнего времени интересуются различными механизмами, действующими в организме человека. Один из наиболее занимательных из них – процесс создания разнообразных антител. Эти элементы обладают уникальной особенностью по отношению к чужеродным веществам (антигенам). Исследования ученых были направлены на выявление механизма работы этих антител.

Одним из первых шагов в освещении данной проблемы стало открытие методов избавления от дифтерии. Этим вопросом была занята группа ученых Института инфекционных патологий Берлина. Надо отметить, что дифтерия в конце XIX в. считалась смертельно опасной. Эмиль Беринг (иммунолог-бактериолог) сделал предположение о том, что лечение данной патологии может быть успешным при проявлении естественной реакции защиты путем нейтрализации токсина, выделявшегося дифтерийными бактериями. Совместно с японским ученым Китасато Беринг установил, что для защиты неиммунизированных животных может вводиться антитоксин (сыворотка) иммунизированных зверей.

В 1894 году в Германии во время дифтерийной эпидемии, которая унесла жизни порядка 50 тысяч детей, были изготовлены первые 25 000 доз антитоксина. Беринг в 1901 году был награжден Нобелевской премией за разработку сыворотки. Однако на тот момент эффективность антитоксина являлась достаточно низкой. Это было связано с тем, что выработка антител осуществлялась организмом не человека, а животного. В связи с этим вырабатывался только пассивный иммунитет. Кроме того, вводить антитоксин было необходимо непосредственно после инфицирования, в противном случае это не являлось целесообразным и вообще не приносило никакого эффекта.

Антисывороточная терапия людей использовалась также Жюлем Эрикуром и Чарльзом Ричетом. Проводя иммунизацию животных тканью саркомы, они вводили сыворотку в организм людей, страдающих от онкологических заболеваний. К середине тридцатых годов ХХ в. практическое внедрение средств для формирования пассивного иммунитета прекратилось. Это было связано с открытием антибиотиков, обладавших широким спектром активности.

Расшифровка структуры МАТ

К тридцатым годам прошлого столетия стали появляться специальные центрифуги. Благодаря этим агрегатам достигалось разделение антител по размерам и электрическому заряду. Однако последующая расшифровка была весьма затруднена. Это объяснялось большими размерами антител, превышавшими габариты белковых молекул в двадцать раз. Структуры последних к тому времени были уже расшифрованы.

К 1962 году на основании многочисленных исследований, которые проводились разными научными деятелями, Родни Портером была описана основная структура антител. Стало известно, что они состоят из тяжелой и легкой цепи. Впоследствии была определена последовательность 1.3 тыс. аминокислот. Они входили в белковую цепь антитела, которые вырабатывались клетками миеломы (раковой опухоли). На тот момент это была максимальная расшифровка последовательности аминокислот. В 1972 за указанные исследования была присуждена Нобелевская премия Портеру и Эдельману – ученому, совместно с которым проводилась данная работа. По итогам исследований было определено, что форма антитела представлена в виде буквы Y. Нижняя ее часть – тяжелая цепь. Она обладает постоянной структурой для разных антител. Верхняя часть элемента – легкие цепи. За счет последних происходит связывание антигена и антитела, а также их последующая нейтрализация.

Разработка первичной технологии синтеза

К семидесятым годам прошлого века уже был известен ряд важных моментов механизма формирования и выработки антител у человека. Так, удалось выявить, что в процессе участвуют В-лимфоциты. При этом каждый из них мог выработать только одно антитело. В-лимфоцитам свойственна редупликация. За счет этого они производят идентичные по своей структуре моноклональные антитела, то есть произошедшие от одной клетки. Выработки элементов с такой же скоростью, но в лабораторных условиях, удалось достичь Келеру и Мильштейну в 1975 году. К тому времени была изучена способность клеток миеломы к быстрому производству идентичных себе структур. При этом существовала также возможность выделения антителопродуцирующих элементов из организма животных.

В технологии Келера и Мильштейна было несколько этапов. В качестве подопытного животного взяли мышь. Сначала у нее вырабатывался иммунитет к антигену. После этого из селезенки мыши выделялись антителопродуцирующие клетки. Они с использованием особой технологии соединялись с элементами миеломы. В результате получалась гибридома. Ее клетки в большом количестве и непрерывно синтезировали антитела, направленные на известный антиген. Данная методика стала революционной. Благодаря ей стало возможно получать антитела, которые удивительно точно соответствовали определенной структуре. Впоследствии эту технологию усовершенствовали.

В 1984 году Мильштейн, Келер и Ерне (иммунолог из Дании) получили Нобелевскую премию за проделанную работу и участие в производстве антител, которые можно применять в диагностических исследованиях и создании медикаментов. С течением времени были разработаны и прочие технологии. Они позволили усовершенствовать процесс синтеза антител за счет развития методов рекомбинации ДНК, клонирования клеток и иных достижений генной инженерии.

Моноклональные антитела: применение

Первые попытки осуществить внедрение элементов, синтезированных искусственным образом из животных клеток, были сопряжены с трудностями. Речь идет об исследованиях, проводимых в 1979 году Сташенко и Надлером. Они внедрили моноклональные антитела, синтезированные из клеток мышей. Элементы были направлены против антигенов, вырабатывавшихся на поверхности раковых структур. Но в ходе процесса было выявлено, что мышиные моноклональные антитела связывались с опухолевыми фрагментами в незначительной степени. Организм же воспринимал их как чужеродные. В 1986 году появилось новое лекарство. Моноклональные антитела, содержащиеся в нем, способствовали купированию реакции отторжения трансплантата почек. Это средство называлось "Ортоклон ОКТЗ". Оно обладало избирательным иммунноподавляющим воздействием. Медикамент отличался животным происхождением, синтезировался мышиными гибридомами, которые получались слиянием миеломы и В-лимфоцитов. Однако вскоре после того как медикамент вышел на рынок, стало понятно, что продолжительная терапия моноклональными антителами с течением времени теряет свою эффективность. Это было обусловлено тем, что белки животных для человека являются иммуногенными. Другими словами, они воспринимаются организмом как чужеродные. Из-за этого у больных, которым производится введение мышиных антител, начинают образовываться антимышиные элементы человеческой природы (НАМА). Они обладают нейтрализующим действием.

Создание химерных структур

С начала 90-х годов прошлого столетия стал использоваться новый метод производства моноклональных антител. На базе молекулярно-биологических технологий и рекомбинации ДНК были созданы химерные структуры. В них часть мышиной молекулы при помощи генно-инженерных методов заменялась участком человеческого происхождения. Оставшийся фрагмент оставался животным. В связи с тем, что белковая последовательность на 75% состояла из структур человеческого происхождения, у пациентов, которым вводились гуманизированные моноклональные антитела, НАМА появлялись значительно меньше. Впоследствии были выпущены такие средства, как "Ритуксан" и "Мабтера", которые назначались при раке, "Ремикейд" – при болезни Крона, "Симулект" – для предотвращения отторжения трансплантата почек острого характера, "Реопро" – для профилактики острого инфаркта и стенокардии. Все эти медикаменты содержали химерные моноклональные антитела.

При псориазе, раке желудка и молочной железы средства стали выпускаться чуть позже. После разработки химерных структур существенно снизилась необходимость прибегать к помощи животных элементов. Однако в ряде случаев медикаменты с мышиными антителами назначаются вполне оправданно.

На сегодняшний день существует три одобренных медициной средства, содержащих животные структуры. К ним, в частности, относят уже известный препарат "Ортоклон ОКТЗ", а также средства "Бексар" и "Зевалин". Последние два – радиоактивно меченые мышиные антитела. В их функции входит транспортировка радиоизотопов к структурам лимфомы. Присутствие радиоактивной метки дает возможность использовать эти моноклональные антитела в незначительных количествах. В связи с этим иммуногенность, которая обусловлена животными последовательностями, в данном случае не настолько значима. Кроме всего прочего, присутствие в медикаментах только мышиных антител делает их несколько эффективнее. Это объясняется тем, что химерные структуры могут связываться не только с элементами-мишенями, но и с нормальными клетками, и наносить им вред. Одобрен сегодня еще один медикамент на основе крысино-мышиных структур. Называется он "Реммоваб". Назначается препарат при злокачественном асците.

Новые медикаменты

К концу 90-х годов при помощи генно-инженерных методов исследователям удалось свести к минимуму объем животных последовательностей аминокислот в синтезируемых искусственным образом антителах. В результате были получены новые структуры, в еще меньшей степени вызывающие формирование НАМА у человека. С этого времени на фармацевтическом рынке появилось множество новых средств. В частности, к ним относятся такие медикаменты, как "Зенапакс" (рекомендован для предупреждения отторжения почечного трансплантата), "Герцептин" (назначается при раке в молочных железах и желудке), "Ксолар" (при аллергическом сезонном рините и атопической бронхиальной астме). В них используются новые моноклональные антитела. Препараты при псориазе стали еще одной новой разработкой исследователей. В частности, был выпущен такой медикамент, как "Раптива".

Разработки последнего десятилетия

В 2000-х годах методы генной инженерии были усовершенствованы еще больше. Благодаря этому удалось получить человеческие моноклональные антитела. При псориазе, раковых патологиях, атопической бронхиальной астме и прочих болезнях стали назначаться медикаменты нового поколения. Сегодня такие средства чаще всего разрабатывают при помощи технологии трансгенных животных. Речь в данном случае идет о мышах, которые выведены с фрагментами чужеродной ДНК. Также разработка осуществляется с помощью вирусов-бактериофагов.

Заболевания с тяжелым течением

Сложно переоценить значение, которое имеют для человечества моноклональные антитела. Препараты при псориазе стали настоящим прогрессом в медицине. Сегодня существует много медикаментов, направленных на устранение данной патологии. В настоящее время осуществляется лечение псориаза моноклональными антителами с помощью таких препаратов:

• "Даклизумаб" и "Базиликсимаб". Действие этих медикаментов направлено против СД25-молекулы.
• Средства h3D1 и h1F1. В их составе присутствуют гуманизированные антитела. Их действие направлено против молекул СД86 и СД80. В ходе клинических испытаний была отмечена высокая эффективность и достаточно хорошая переносимость этих препаратов.
• "Эфализумаб". Это моноклональное антитело направлено против молекулы СД11а.
• "Алефацепт" представляет собой растворимый белок. В его структуре присутствуют две молекулы, при взаимодействии которых появляется сигнал, активирующий лимфоцит.
• "Кленоликсимаб". Это средство направлено против СД4. Назначается не только при псориазе, но и при сахарном диабете.
• "Эпратузумаб". Препарат борется с В-лимфоцитами.
• "Анакинра" представляет собой созданный искусственным образом антагонист рецептора интерлейкина. При проникновении в организм связывается с ИЛ-1 и препятствует его соединению со своим рецептором. Это, в свою очередь, снижает воспалительную реакцию.
  

Еще одним распространенным заболеванием сегодня считается рассеянный склероз. Это хроническая аутоиммунная патология, которая появляется в среднем и юном возрасте – от 15 до 40 лет. Некоторые моноклональные антитела при рассеянном склерозе стали назначаться фактически случайно. Например, средство "Алемтузумаб". Указанный медикамент рекомендован пациентам с Т-клеточной лимфомой и лимфоцитарным лейкозом хронического течения. С течением времени врачи стали отмечать положительное влияние этого моноклонального антитела на больных рассеянным склерозом. Эффективность средства была позже подтверждена исследованиями, которые завершились в 2008 году. Однако медикамент обладает рядом серьезных побочных действий. Речь, в частности, идет об аллергических реакциях, инфекционных осложнениях, аутоиммунных патологиях, связанных в большинстве случаев с дисфункцией щитовидки. Вот почему, по мнению ряда специалистов, медикамент "Алемтузумаб" может использоваться лишь в качестве альтернативного средства для тех больных, которым не помогли стандартные меры. В крайне редких случаях его назначают в качестве базового.

Перспективные направления исследований

Ученые-разработчики поставили перед собой актуальную задачу – создать иммуномагнитный фильтр, своеобразный сорбент. Моноклональные антитела, привязанные к ферромагнитным микроструктурам и находящиеся в магнитном поле, способны с высокой специфичностью извлекать клетки, к примеру, из опухоли либо костного мозга. После этого фильтр отделяют, оставляют только извлеченные фрагменты. При помощи данного метода можно связывать и устранять злокачественные и получать здоровые клетки из костного мозга. При нарушениях кроветворения они вводятся в организм этого же пациента.

Актуальные проблемы

В России на настоящий момент порядка десяти препаратов на основе моноклональных антител находятся в стадии разработки. Однако перед учеными сегодня стоит множество важных задач. Одной из них является решение проблемы иммуногенности медикаментов. Многие препараты включают человеческие антитела. Они, безусловно, снижают иммуногенность, но не устраняют ее полностью. Это связано с тем, что защитная система людей способна вырабатывать антитела против любых терапевтических антител.

Еще одной проблемой является достаточно крупный размер молекул МАТ. В связи с этим они не способны проникать внутрь клеток либо глубоко в ткани. Медикаменты не предназначены для приема внутрь. Это обусловлено тем, что для достижения необходимого эффекта концентрация моноклональных антител должна превышать количество мишеней в несколько тысяч раз. Поэтому сегодня ученые озабочены разработкой медикаментов, которые соединили бы в себе все полезные свойства МАТ и мелкомолекулярных средств.

Важные открытия

Одной из последних разработок в области создания медикаментов на основе МАТ является формирование особенных аффител. Они обладают свойствами антител, однако имеют сравнительно небольшую молекулярную массу. Это позволяет им проникать глубже в ткани.

Еще одной разработкой являются нанотела. Такие средства отличаются высокой стабильностью. Это позволяет применять их как местно, так и внутрь.

Еще одним сверхсовременным направлением является деятельность по разработке доменовых антител. Они должны соответствовать разным отделам легкой и тяжелой цепи человеческих структур и быть меньше обычных в десять раз. Такие моноклональные антитела можно будет применять ингаляционно и внутрь.

Заключение

Существенным препятствием для применения моноклональных антител считается высокая стоимость и продолжительность производственного процесса. Тем не менее ученые не прекращают работу над созданием новых технологий, которые позволили бы выпускать медикаменты в ускоренные сроки и по доступной цене. В целом специалисты говорят о том, что в ближайшем будущем спектр патологий, которые можно будет лечить с помощью моноклональных антител, существенно расширится.