Wyzwania w terapii adalimumabem – analiza immunogenności i możliwości modyfikacji

Jakie wyzwania stoją przed terapią adalimumabem?

Badanie kohortowe przeprowadzone przez zespół badaczy skupiło się na analizie mechanizmów immunogenności adalimumabu u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów (RA). Wprowadzenie inhibitorów TNF-α stanowiło przełom w leczeniu schorzeń zapalnych o podłożu immunologicznym, jednak znaczna część pacjentów nie odpowiada na leczenie lub traci początkową odpowiedź podczas długotrwałej terapii. Wcześniejsze badania wykazały, że brak odpowiedzi na leczenie jest częściowo związany ze zmniejszonym poziomem przeciwciała terapeutycznego w osoczu i rozwojem przeciwciał przeciwko lekowi (ADA).

Badaniem objęto 11 pacjentów z RA leczonych adalimumabem przez co najmniej rok oraz 11 zdrowych dawców dobranych pod względem zgodności HLA. U wszystkich uczestników przeprowadzono typowanie HLA-DRB1, DRB3, DRB4, DRB5, DQB1 i DQA1 z wysoką rozdzielczością przy użyciu starterów specyficznych dla sekwencji. Pacjenci otrzymywali standardową dawkę adalimumabu 40 mg podskórnie co dwa tygodnie, zwiększaną do dawek cotygodniowych u osób z niewystarczającą odpowiedzią. Wszyscy pacjenci otrzymywali jednocześnie leki modyfikujące przebieg choroby (DMARD), w tym metotreksat (MTX).

Badacze wykazali, że regiony zmienne adalimumabu zawierają epitopy wiążące się z MHC klasy II, które wywołują odpowiedź limfocytów T CD4 u pacjentów. Za pomocą narzędzia predykcyjnego Epibase™ zidentyfikowano potencjalne epitopy CD4 T komórek w sekwencji adalimumabu. Analiza wykazała obecność potencjalnych epitopów wiążących HLA-DR i HLA-DQ w całej sekwencji ciężkiego i lekkiego łańcucha adalimumabu, przy czym regiony zmienne wykazywały najwyższą gęstość epitopową. Zastosowano filtrację sekwencji w oparciu o różnice od sekwencji germinalnych, co ograniczyło liczbę potencjalnych epitopów HLA II i zawęziło ich obecność do epitopów, które pokrywały się z częściami regionów zmiennych adalimumabu.

Czy wyniki badań in vitro zmieniają nasze spojrzenie na immunogenność?

Aby potwierdzić, że przewidywane peptydy mogą rzeczywiście wiązać się z HLA klasy II na komórkach prezentujących antygen, przeprowadzono badania na monocytarnych komórkach dendrytycznych (moDC) pochodzących od zdrowych dawców. Komórki te inkubowano z peptydami pochodzącymi z regionów CDR-H2 (H41-62) i CDR-L1 (L18-39) adalimumabu. Peptyd H216-237 pochodzący z CH3, który według przewidywań nie wiąże się z HLA dawców, został włączony jako kontrola. moDC od 4 z 5 (80%) testowanych dawców prezentowały peptyd H41-62 pochodzący z VH2, a 1 z 4 (25%) prezentował peptyd L18-39 pochodzący z VL1. W przeciwieństwie do tego, próbki kontrolne, w których dodano przewidywany nieprzywierający peptyd H216-237 lub nie dodano peptydów, nie wykazały sekwencji pochodzących z adalimumabu w analizach spektrometrii mas, co wskazuje na specyficzność metody. Analiza spektrometrii mas wykazała, że peptydy związane z HLA-DR występowały w wielu formach skróconych, co świadczy o tym, że peptydy pochodzące z adalimumabu podlegały obróbce peptydazowej.

W celu zbadania, czy przewidywane epitopy HLA II adalimumabu mogą aktywować limfocyty T, analizowano reaktywność limfocytów T CD4 in vitro na peptydy adalimumabu w kokulturach PBMC. Komórki inkubowano z peptydami pochodzącymi z adalimumabu lub peptydami kontrolnymi przez 14 dni. Limfocyty T CD4 proliferowały w odpowiedzi na toksoid tężcowy, podczas gdy niespecyficzna proliferacja pod nieobecność peptydu była niska. Jak oczekiwano, proliferacja CD4 w kierunku peptydów adalimumabu była znacznie mniejsza niż w kierunku toksoidu tężcowego, ponieważ ten ostatni zawiera wiele epitopów, ale odpowiedzi limfocytów T CD4 przekraczające średnią proliferację + 3*SD studzienek kontrolnych (bez peptydu) można było wykryć w stosunku do kilku peptydów specyficznych dla adalimumabu u pacjentów z RA.

Porównano odpowiedzi limfocytów T CD4 między 11 pacjentami z RA a 11 zdrowymi dawcami. Specyficzne dla tężca odpowiedzi limfocytów T CD4 nie wykazały istotnych różnic między pacjentami z RA a zdrowymi osobami z grupy kontrolnej, co świadczy o braku uogólnionej immunosupresji w RA. Proliferacja limfocytów T w przypadku braku zewnętrznego antygenu była znacznie wyższa w grupie pacjentów z RA, co wskazuje na podwyższoną niespecyficzną proliferację u pacjentów z RA.

Jakie modyfikacje mogą zmniejszyć immunogenność leków biologicznych?

Zgodnie z wcześniejszym doniesieniem, zdrowi dawcy mogli wykazywać reaktywność limfocytów T CD4 na specyficzne peptydy pochodzące z adalimumabu. Pacjenci z RA nie reagowali zauważalnie wyższą ogólną częstotliwością na peptydy adalimumabu. Jednak warto zauważyć, że nieeksponowani dawcy wydawali się częściej reagować na peptyd H88-109 (5 odpowiedzi u 4/6 zdrowych dawców w porównaniu z 2 odpowiedziami u 2/6 pacjentów z RA), a odpowiedź na peptyd L18-39 obserwowano tylko u pacjentów z RA i z stosunkowo wysoką częstotliwością, co sugeruje potencjalną rolę w napędzaniu odporności przeciwko adalimumabowi.

Ponieważ odpowiedzi limfocytów T CD4 są ważne dla generowania przeciwciał IgG o wysokim powinowactwie, porównano zdolność do wywoływania odpowiedzi limfocytów T przeciwko adalimumabowi z rzeczywistym tworzeniem przeciwciał przeciwko adalimumabowi u pacjentów z RA. Odpowiedzi limfocytów T CD4 na peptydy pochodzące z adalimumabu wykryto zarówno u pacjentów wytwarzających przeciwciała, jak i u tych, którzy ich nie wytwarzali. Więcej pacjentów wykazało odpowiedź limfocytów T CD4 przeciwko adalimumabowyim peptydom niż AAA (63,6% w porównaniu z 45,5%). Co istotne, wszyscy pacjenci z RA, u których rozwinęły się AAA, wykazywali reaktywność limfocytów T CD4 na co najmniej niektóre peptydy pochodzące z adalimumabu.

Częste występowanie przeciwciał IgG1 i IgG4 o wysokim powinowactwie przeciwko adalimumabowi u leczonych pacjentów silnie wskazuje na udział limfocytów T CD4. Badanie wykazało, że regiony zmienne adalimumabu zawierają epitopy wiążące MHC klasy II, które rzeczywiście wywołują odpowiedzi limfocytów T CD4 u pacjentów. Jest to zgodne z unikalnym, a więc obcym charakterem CDR w regionie zmiennym i zgodne z wcześniejszymi doniesieniami wskazującymi na CDR jako czynniki napędzające immunogenność przeciwciał terapeutycznych.

Obserwacja, że wszyscy pacjenci wytwarzający przeciwciała wykazywali reaktywność limfocytów T CD4 na peptydy adalimumabu, sugeruje, że obecność reaktywności limfocytów T CD4 może być etapem permisywnym w procesie tworzenia przeciwciał u narażonych osób. Ponieważ nie wszyscy pacjenci z reaktywnością limfocytów T CD4 przeciwko adalimumabowi rozwinęli AAA, dane wskazują również, że reaktywność CD4 nie jest parametrem ograniczającym i że zaangażowane są inne czynniki, w tym wpływ równoczesnego podawania leków oraz potencjalne zaangażowanie regulatorowych limfocytów T i B.

Badanie to ma istotne implikacje dla rozwoju przeciwciał terapeutycznych w ogóle. Identyfikacja epitopów limfocytów T CD4 w środkach biologicznych i późniejsza modyfikacja tych epitopów zostały zasugerowane jako jeden ze sposobów zmniejszenia immunogenności białka terapeutycznego. Niedawne badanie na makakach wykazało, że połączona eliminacja epitopów limfocytów B, epitopów limfocytów T i regionów podatnych na agregację może skutecznie zmniejszyć potencjał immunogenny adalimumabu. Dalsze badania nad deimmunizacją białek terapeutycznych, równoczesnym podawaniem leków immunomodulujących, dostosowaniem dawki i schematów leczenia oraz terapiami indukującymi tolerancję limfocytów T mogą utorować drogę do skutecznej terapii biologicznej przy jednoczesnym unikaniu niepożądanej immunogenności leku.

Podsumowanie

Przeprowadzone badanie kohortowe koncentrowało się na analizie mechanizmów immunogenności adalimumabu u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Wykazano, że regiony zmienne leku zawierają epitopy wiążące się z MHC klasy II, które wywołują odpowiedź limfocytów T CD4. Badania in vitro potwierdziły, że przewidywane peptydy mogą wiązać się z HLA klasy II na komórkach prezentujących antygen. Wszyscy pacjenci wytwarzający przeciwciała przeciwko adalimumabowi wykazywali reaktywność limfocytów T CD4 na peptydy leku, co sugeruje kluczową rolę tej odpowiedzi w procesie immunogenności. Wyniki badania wskazują na możliwość modyfikacji epitopów limfocytów T CD4 jako potencjalnej strategii zmniejszenia immunogenności białek terapeutycznych. Skuteczne rozwiązanie może obejmować eliminację epitopów limfocytów B i T oraz regionów podatnych na agregację, wraz z odpowiednim dostosowaniem schematów leczenia i terapii immunomodulujących.