miniaturadaimagem|Cada anticorpo se liga apenas a um antígeno específico. Os anticorpos monoclonais (mAbs) têm usos terapêuticos variados. É possível criar um mAb que se liga especificamente a quase qualquer alvo extracelular, como proteínas de superfície celular e citocinas . Eles podem ser usados para tornar seu alvo ineficaz (por exemplo, impedindo a ligação ao receptor), para induzir um sinal celular específico (ativando receptores), para fazer com que o sistema imunológico ataque células específicas ou para levar um medicamento a um tipo específico de célula (como com a radioimunoterapia que administra radiação citotóxica ).
As principais aplicações incluem câncer, doenças autoimunes, asma, transplantes de órgãos, prevenção de coágulos sanguíneos e certas infecções.
Estrutura e função do anticorpo
Anticorpos da imunoglobulina G (IgG) são grandes moléculas heterodiméricas, aproximadamente 150 kDa e são compostos de dois tipos de cadeia polipeptídica, chamadas de pesadas (~50 kDa) e cadeias leves (~25 kDa). Os dois tipos de cadeias leves são kappa (κ) e lambda (λ). Por clivagem com a enzima papaína, a parte Fab (ligação fragmento-antígeno) pode ser separada da parte Fc (região cristalizável do fragmento) da molécula. Os fragmentos Fab contêm os domínios variáveis, que consistem em três domínios de aminoácidos hipervariáveis do anticorpo responsáveis pela especificidade do anticorpo embutidos em regiões constantes. As quatro subclasses conhecidas de IgG estão envolvidas na citotoxicidade celular dependente de anticorpos. Os anticorpos são um componente chave da resposta imune adaptativa, desempenhando um papel central tanto no reconhecimento de antígenos estranhos quanto na estimulação de uma resposta imune a eles. O advento da tecnologia de anticorpos monoclonais tornou possível criar anticorpos contra antígenos específicos presentes nas superfícies dos tumores. Os anticorpos monoclonais podem ser adquiridos no sistema imunológico por meio da imunidade passiva ou imunidade ativa. A vantagem da terapia com anticorpos monoclonais ativos é o fato de que o sistema imunológico produzirá anticorpos a longo prazo, com apenas uma administração de medicamentos de curto prazo para induzir essa resposta. No entanto, a resposta imunológica a certos antígenos pode ser inadequada, especialmente em idosos. Além disso, reações adversas desses anticorpos podem ocorrer devido a uma resposta prolongada a antígenos. A terapia com anticorpos monoclonais passivos pode garantir uma concentração consistente de anticorpos e pode controlar as reações adversas por meio da interrupção da administração. No entanto, a administração repetida e o consequente custo mais alto dessa terapia são as principais desvantagens.
A terapia com anticorpos monoclonais pode vir a ser benéfica para câncer, doenças autoimunes e distúrbios neurológicos que resultam na degeneração de células do corpo, como a doença de Alzheimer . A terapia com anticorpos monoclonais pode ajudar o sistema imunológico porque o sistema imunológico inato responde aos fatores ambientais que encontra diferenciando células estranhas das células do corpo. Portanto, células tumorais que estão proliferando em altas taxas, ou células do corpo que estão morrendo, o que subsequentemente causa problemas fisiológicos, geralmente não são alvos específicos do sistema imunológico, uma vez que as células tumorais são células do próprio paciente. As células tumorais, no entanto, são altamente anormais e muitas exibem antígenos incomuns. Alguns desses antígenos tumorais são inapropriados para o tipo de célula ou seu ambiente. Os anticorpos monoclonais podem ter como alvo células tumorais ou células anormais no corpo que são reconhecidas como células do corpo, mas são debilitantes para a saúde.
Histórico miniaturadaimagem|350x350px|Anticorpos monoclonais para o câncer. ADEPT: terapia enzimática pró-fármaco dirigida por anticorpo ; ADCC: citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpo ; CDC: citotoxicidade dependente de complemento ; MAb, anticorpo monoclonal; scFv, fragmento Fv de cadeia única. Modified from A imunoterapia foi desenvolvida na década de 1970 após a descoberta da estrutura dos anticorpos e o desenvolvimento da tecnologia do hibridoma, que forneceu a primeira fonte confiável de anticorpos monoclonais. Esses avanços permitiram o direcionamento específico de tumores in vitro e in vivo. A pesquisa inicial sobre neoplasias malignas encontrou na terapia com mAb um sucesso limitado e geralmente de curta duração em malignidades sanguíneas. O tratamento também teve que ser adaptado a cada paciente, o que era impraticável em ambientes clínicos de rotina.
Os quatro principais tipos de anticorpos desenvolvidos são murinos, quiméricos, humanizados e humanos. Os anticorpos de cada tipo são distinguidos por sufixos em seus nomes.
Murinos Os anticorpos terapêuticos iniciais eram análogos murinos (sufixo -omab ). Esses anticorpos têm: meia-vida curta in vivo (devido à formação de complexos imunes), penetração limitada em locais tumorais e recrutam inadequadamente funções efetoras do hospedeiro. Anticorpos quiméricos e humanizados os substituíram em geral para aplicações de anticorpos terapêuticos. A compreensão da proteômica provou ser essencial na identificação de novos alvos tumorais.
Inicialmente, os anticorpos murinos foram obtidos pela tecnologia de hibridoma, pela qual Jerne, Köhler e Milstein receberam um prêmio Nobel. No entanto, a diferença entre os sistemas imunológicos murino e humano levou à falha clínica desses anticorpos, exceto em algumas circunstâncias específicas. Os principais problemas associados aos anticorpos murinos incluíram a redução da estimulação da citotoxicidade e a formação de complexos após administração repetida, o que resultou em reações alérgicas leves e, às vezes, choque anafilático. A tecnologia de hibridoma foi substituída pela tecnologia de DNA recombinante, camundongos transgênicos e display de fagos.
Quiméricos e humanizados Para reduzir a imunogenicidade do anticorpo murino (ataques do sistema imunológico contra o anticorpo), moléculas murinas foram projetadas para remover o conteúdo imunogênico e aumentar a eficiência imunológica. Isso foi alcançado inicialmente pela produção de anticorpos quiméricos (sufixo -ximab) e humanizados (sufixo -zumab ). Os anticorpos quiméricos são compostos de regiões variáveis murinas fundidas em regiões constantes humanas. A retirada de sequências de genes humanos da cadeia leve kappa e da cadeia pesada IgG1 resulta em anticorpos que são aproximadamente 65% humanos. Isso reduz a imunogenicidade e, portanto, aumenta a meia-vida sérica.
Os anticorpos humanizados são produzidos por enxerto de regiões hipervariáveis murinas em domínios de aminoácidos em anticorpos humanos. Isso resulta em uma molécula de aproximadamente 95% de origem humana. Os anticorpos humanizados ligam-se ao antígeno de forma muito mais fraca do que o anticorpo monoclonal murino original, com reduções relatadas na afinidade de até várias centenas de vezes. Aumentos na força de ligação anticorpo-antígeno foram alcançados pela introdução de mutações nas regiões determinantes de complementariedade (CDR), usando técnicas como embaralhamento de cadeia, randomização de regiões determinantes de complementariedade e anticorpos com mutações dentro das regiões variáveis induzidas por ep-PCR (PCR propensa a erros), cepas mutadoras de E. coli e mutagênese específica de sítio .
Anticorpos monoclonais humanos Os anticorpos monoclonais humanos (sufixo -umab ) são produzidos usando camundongos transgênicos ou bibliotecas display de fagos, transferindo genes de imunoglobulina humana para o genoma murino e vacinando o camundongo transgênico contra o antígeno desejado, levando à produção de anticorpos monoclonais apropriados. Os anticorpos murinos in vitro são, portanto, transformados em anticorpos totalmente humanos.
As cadeias pesadas e leves das proteínas IgG humanas são expressas em formas polimórficas estruturais (alotípicas). O alótipo da IgG humana é um dos muitos fatores que podem contribuir para a imunogenicidade.
Condições alvo
Câncer Os anticorpos monoclonais anticâncer podem ser direcionados contra células malignas por vários mecanismos. O ramucirumabe é um anticorpo monoclonal humano recombinante e é usado no tratamento de malignidades avançadas. No linfoma infantil, estudos de fase I e II encontraram um efeito positivo do uso da terapia com anticorpos.
Anticorpos monoclonais usados para impulsionar uma resposta imune anticâncer são outra estratégia para combater o câncer onde as células cancerígenas não são alvos diretos. As estratégias incluem anticorpos projetados para bloquear mecanismos que regulam negativamente as respostas imunes anticâncer, pontos de verificação como PD-1 e CTLA-4 (terapia de checkpoint), e anticorpos modificados para estimular a ativação de células imunes.
Doenças autoimunes Os anticorpos monoclonais usados para doenças autoimunes incluem infliximab e adalimumab, que são eficazes na artrite reumatoide, doença de Crohn e colite ulcerativa por sua capacidade de se ligar e inibir o TNF-α . Basiliximab e daclizumab inibem a IL-2 em células T ativadas e, assim, ajudam a prevenir a rejeição aguda de transplantes renais. O omalizumab inibe a imunoglobulina E humana (IgE) e é útil na asma alérgica moderada à grave.
Doença de Alzheimer A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa progressiva, multifacetada e dependente da idade, e é uma das principais causas de demência. De acordo com a hipótese amilóide, o acúmulo de peptídeos beta amilóides extracelulares (Aβ) em placas por meio de oligomerização leva a condições sintomáticas características da DA por meio da disfunção sináptica e neurodegeneração. A imunoterapia por meio da administração de anticorpo monoclonal exógeno (mAb) é conhecida por tratar vários distúrbios do sistema nervoso central. No caso da DA, acredita-se que a imunoterapia iniba a oligomerização de Aβ ou remova Aβ do cérebro e, assim, previna a neurotoxicidade .
No entanto, os mAbs são moléculas grandes e, devido à barreira hematoencefálica, a absorção de mAbs no cérebro é extremamente limitada, estima-se que apenas aproximadamente 1 em cada 1000 moléculas de mAbs passe. No entanto, a hipótese do "sink periférico" propõe um mecanismo em que os mAbs podem não precisar atravessar a barreira hematoencefálica. Portanto, muitos estudos de pesquisa estão sendo conduzidos a partir de tentativas fracassadas de tratar a DA no passado.
No entanto, as vacinas anti-Aβ podem promover a eliminação mediada por anticorpos das placas Aβ em modelos de camundongos transgênicos com proteínas precursoras de amiloide (APP) e podem reduzir deficiências cognitivas. As vacinas podem estimular o sistema imunológico a produzir seus próprios anticorpos, no caso da doença de Alzheimer pela administração do antígeno Aβ. Isso também é conhecido como imunoterapia ativa . Outra estratégia é a chamada imunoterapia passiva . Nesse caso, os anticorpos são produzidos externamente em células cultivadas e são entregues ao paciente na forma de um medicamento. Em camundongos que expressam APP, a imunização ativa e passiva de anticorpos anti-Aβ demonstrou ser eficaz na eliminação de placas e pode melhorar a função cognitiva.