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ADC: por qué mecanismo se internalizan los anticuerpos

ADC: por qué mecanismo se internalizan los anticuerpos


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Leí que los ADC (conjugados de anticuerpo-fármaco) actúan mediante un -mab para un objetivo particular que se une a un compuesto citotóxico. Sin embargo, de mi conocimiento de los anticuerpos de la escuela secundaria con crayones, una parte del mecanismo se destaca por ser extraña: la internalización del complejo en la célula.

En mi cabeza, los anticuerpos están libres en el plasma o se expresan unidos a la superficie de las células. ¿Cómo y por qué (mecánica / evolutivamente / funcionalmente) tiene lugar esta internalización de anticuerpos? ¿Es un proceso natural en la mayoría de los organismos o una puerta trasera que debe diseñarse en el ADC?

Las fuentes habituales para los neófitos son silenciosas en esta área, y el material avanzado es desconcertante.


Lo que básicamente estamos viendo con la internalización de ADC

Cortesía de Bayer

Entonces, la forma en que funciona un ADC: el conjugado anticuerpo-fármaco se une a un antígeno diana como un receptor transmembrana, la célula en respuesta envuelve todo el complejo y lo envía a un endosoma. Lo que la célula pueda hacer con el endosoma depende de la carga. Divagando, el mecanismo de internalización de ADC a menudo se atribuye a endocitosis mediada por receptores, donde el mecanismo más prominente de internalización de receptores es la vía mediada por clatrina. Nos referiremos aquí la mayor parte del tiempo.

La endocitosis mediada por clatrina comienza con el reclutamiento de proteínas adaptadoras, proteínas accesorias y una red polimérica de clatrina a regiones de la membrana plasmática enriquecidas con fosfatidilinositol-4,5-bifosfato

Una proteína adaptadora común aquí es AP2 que es capaz de unirse a motivos presentes en las colas citoplasmáticas de los receptores de membrana. Lo que está haciendo es seleccionar qué receptores son la carga. Luego, la clatrina se moviliza a las regiones de la membrana ahora enriquecidas y la polimerización de la clatrina hace que la membrana se desplace y se curve. Las dinaminas, proteínas GTPasa helicoidales grandes capaces de estirar la invaginación en la membrana hasta formar una vesícula, se unen a los fosfatidilinositol-4,5-bisfosfatos en la membrana y pueden trabajar en conjunto con las proteínas que contienen el dominio BAR y la tensión de la actina para estirar la membrana hacia una vesícula y córtela (Doherty & McMahon, 2009).

Obviamente, falta información, ya que no la entendemos por completo. Sin embargo, creo que leer la primera referencia, publicada en mAbs en 2013, es un buen lugar para comenzar.


Proteínas y péptidos terapéuticos

Abstracto

Los conjugados anticuerpo-fármaco (ADC) representan una clase innovadora de biofarmacéuticos, cuyo objetivo es lograr una administración de agentes citotóxicos en un sitio específico a la célula diana. El uso de ADCs representa una estrategia prometedora para superar las desventajas de la farmacoterapia convencional del cáncer o enfermedades neurológicas, basada en agentes citotóxicos o inmunomoduladores. Los ADC consisten en anticuerpos monoclonales unidos a fármacos biológicamente activos por medio de enlazadores químicos escindibles. Los avances en tecnologías para el acoplamiento de anticuerpos a fármacos citotóxicos prometen ofrecer un mayor control de las propiedades farmacocinéticas de los fármacos y mejorar significativamente las aplicaciones de farmacoadministración, minimizando la exposición del tejido sano.

El éxito clínico de brentuximab vedotin y trastuzumab emtansine ha llevado a una amplia expansión de la línea de ADC clínicos. Aunque el concepto de un ADC parece simple, diseñar un ADC exitoso es complejo y requiere una selección cuidadosa del antígeno del receptor, el anticuerpo, el enlazador y la carga útil. En esta revisión, exploramos los conocimientos sobre los requisitos de anticuerpos y antígenos necesarios para la entrega óptima de la carga útil y apoyamos el desarrollo de ADC nuevos y mejorados para el tratamiento del cáncer y las enfermedades neurológicas.


Las pantallas CRISPR-Cas9 identifican reguladores de la toxicidad del conjugado anticuerpo-fármaco

Los conjugados anticuerpo-fármaco (ADC) administran selectivamente agentes quimioterapéuticos a las células diana y son importantes tratamientos contra el cáncer. Sin embargo, los mecanismos por los cuales los ADC se internalizan y activan siguen sin estar claros. Usando pantallas CRISPR-Cas9, descubrimos muchos reguladores endolisosomales nuevos y conocidos como moduladores de la toxicidad de ADC. Identificamos y caracterizamos a C18ORF8 / RMC1 como regulador de la toxicidad de ADC a través de su papel en la maduración endosomal. A través del análisis comparativo de pantallas con ADC que llevan diferentes enlazadores, mostramos que un subconjunto de reguladores endolisosomales tardíos influyen selectivamente en la toxicidad de los ADC enlazadores no escindibles. Sorprendentemente, encontramos enlazadores de valina-citrulina escindibles que pueden procesarse rápidamente después de la internalización sin entrega lisosomal. Por último, mostramos que la depleción de ácido siálico mejora la liberación y destrucción de lisosoma de ADC en diversos tipos de células cancerosas, incluido el trastuzumab emtansina (T-DM1) aprobado por la FDA (Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU.) En células de cáncer de mama positivas para Her2. Juntos, estos resultados revelan nuevos reguladores del tráfico endolisosómico, brindan información importante para el diseño de ADC e identifican posibles dianas de terapia de combinación.


Conjugados anticuerpo-fármaco: idea simple, cuestión complicada

Los conjugados cuerpo-fármaco (ADC) son una clase de fármacos que consisten en fármacos de molécula pequeña (también conocidos como cargas útiles) unidos covalentemente a un anticuerpo a través de un enlazador (1,2). Si bien la mayoría de estos productos se encuentran en oncología, ocasionalmente se utilizan en indicaciones no oncológicas, como en la artritis reumatoide (3) y enfermedades infecciosas (4). Esta revisión discutirá el uso de la generación actual de ADC en oncología (es decir, ADC que contienen cargas útiles citotóxicas) y excluye cualquier discusión sobre productos conjugados que contienen toxinas, como moxetumomab pasudotox (5). Hay información adicional disponible en ICH S9 Guidance y ICH S9 Questions and Answers para el desarrollo no clínico de ADC en oncología (6,7) y en ICH S6 Guidance para el desarrollo no clínico de productos derivados de la biotecnología (8).

Si bien la tecnología ADC ha evolucionado, muchos ADC están diseñados utilizando la misma carga útil de enlazador, como vcMMAE, mcMMAF, SMCC-DM1 y vaPBD (11,12,13). Esto puede deberse en parte a la disponibilidad de tecnología que facilita la generación de un nuevo ADC y a la posible preocupación de que cualquier nueva tecnología pueda estar asociada con incertidumbres y resultados no deseados. Además, el uso de los mismos datos para múltiples presentaciones regulatorias hace que sea menos costoso y más rápido enviar una nueva IND (solicitud de nuevo fármaco en investigación) o una solicitud de marketing al eliminar la realización de ciertos estudios no clínicos necesarios para respaldar las presentaciones regulatorias.

Desafíos en el desarrollo de ADC

ADC Carga útil (mecanismo) Indicación Año Aprobado Referencias
Adcetris (brentuximab vedotin) MMAE (interrupción de microtúbulos) Linfoma de Hodgkin (HL)
Linfoma anaplásico de células grandes (ALCL)
Linfoma periférico de células T (PTCL)
2011 Seattle Genetics, 2020
Kadcyla (ado-trastuzumab emtansina) DM1 (interrupción de microtúbulos) Cáncer de mama 2013 Genentech, 2020a
Mylotarg (gemtuzumab ozogamicina) Caliqueamicina (daña el ADN) Leucemia mieloide aguda (AML) 2017* Wyeth Pharms Inc, 2020a
Besponsa (inotuzumab ozogamicina) Caliqueamicina Leucemia linfoblástica aguda (ALL) 2017 Wyeth Pharms Inc, 2020b
Polivy (polatuzumab vedotin-piiq) MMAE Linfoma difuso de células B grandes (DLBCL) 2019 Genentech, 2020b
Padcev (enfortumab vedotin-ejfv) MMAE Cáncer de urotelio 2019 Astellas 2020
Enhertu (fam-trastuzumab deruxtecan-nxki) DXd (inhibidor de la topoisomerasa) Cáncer de mama 2019 Daiichi Sankyo, 2020
Trodelvy (sacituzumab govitecan-hziy) SN-38 (inhibidor de la topoisomerasa) Cáncer de mama 2020 Immunomedics Inc, 2020
Blenrep (belantamab mafodotin-blmf) MMAF (interrupción de microtúbulos) Mieloma múltiple 2020 GlaxoSmithKline, 2020
ADC Adcetris (brentuximab vedotin)
Carga útil (mecanismo) MMAE (interrupción de microtúbulos)
Indicación Linfoma de Hodgkin (HL)
Linfoma anaplásico de células grandes (ALCL)
Linfoma periférico de células T (PTCL)
Año Aprobado 2011
Referencias Seattle Genetics, 2020
ADC Kadcyla (ado-trastuzumab emtansina)
Carga útil (mecanismo) DM1 (interrupción de microtúbulos)
Indicación Cáncer de mama
Año Aprobado 2013
Referencias Genentech, 2020a
ADC Mylotarg (gemtuzumab ozogamicina)
Carga útil (mecanismo) Caliqueamicina (daña el ADN)
Indicación Leucemia mieloide aguda (AML)
Año Aprobado 2017*
Referencias Wyeth Pharms Inc, 2020a
ADC Besponsa (inotuzumab ozogamicina)
Carga útil (mecanismo) Caliqueamicina
Indicación Leucemia linfoblástica aguda (ALL)
Año Aprobado 2017
Referencias Wyeth Pharms Inc, 2020b
ADC Polivy (polatuzumab vedotin-piiq)
Carga útil (mecanismo) MMAE
Indicación Linfoma difuso de células B grandes (DLBCL)
Año Aprobado 2019
Referencias Genentech, 2020b
ADC Padcev (enfortumab vedotin-ejfv)
Carga útil (mecanismo) MMAE
Indicación Cáncer de urotelio
Año Aprobado 2019
Referencias Astellas 2020
ADC Enhertu (fam-trastuzumab deruxtecan-nxki)
Carga útil (mecanismo) DXd (inhibidor de la topoisomerasa)
Indicación Cáncer de mama
Año Aprobado 2019
Referencias Daiichi Sankyo, 2020
ADC Trodelvy (sacituzumab govitecan-hziy)
Carga útil (mecanismo) SN-38 (inhibidor de la topoisomerasa)
Indicación Cáncer de mama
Año Aprobado 2020
Referencias Immunomedics Inc, 2020
ADC Blenrep (belantamab mafodotin-blmf)
Carga útil (mecanismo) MMAF (interrupción de microtúbulos)
Indicación Mieloma múltiple
Año Aprobado 2020
Referencias GlaxoSmithKline, 2020

Un resultado deseado es entregar los ADC a las células tumorales y evitar a los tejidos sanos las toxicidades asociadas con las cargas útiles, pero las cargas útiles eventualmente se liberarán y redistribuirán. La etiqueta del producto de los ADC aprobados por la FDA y el análisis de datos adicionales para la generación actual de ADC (11,12,18) indican que las toxicidades limitantes de la dosis (DLT) en animales y pacientes están relacionadas principalmente con la carga útil. Estos incluyen, entre otros, toxicidades en sitios distantes, como la hepatotoxicidad observada con Kadcyla, Adcetris y Polivy, y toxicidades oculares asociadas con Blenrep. Las dosis máximas toleradas (MTD) en pacientes han dependido de la carga útil y, en general, se pueden predecir para los ADC utilizando la misma carga útil enlazadora, relación fármaco-anticuerpo (DAR) y frecuencia de administración. Las MTD humanas estaban en el rango de 1.8 a 2.4 mg / kg con ADC conjugados con vcMMAE que tenían un DAR de 4 y se administraron cada tres semanas como una infusión intravenosa (11). Cuando la carga útil se asocia con la activación inmune y las respuestas proinflamatorias, se puede encontrar una alta variabilidad entre sujetos, lo que lleva a una gama más amplia de MTD humanas para ADC y régimen de dosificación comparables.

En 2019, informamos sobre las dificultades que enfrentaban las empresas farmacéuticas al determinar las MTD humanas en ensayos clínicos de pirrolobenzodiazepina (PBD) -ADC cuando se examinaron 15 IND diferentes (12). Nuestro análisis indicó que PBD provocó respuestas inflamatorias de múltiples órganos. Los eventos inmunomediados pueden tener un inicio retardado y afectar a varios órganos. Además, pueden ser propensos a la variabilidad entre sujetos y pueden variar según la genética, las exposiciones previas al antígeno y los tratamientos anticáncer previos. Los numerosos factores que contribuyen al inicio, la naturaleza y la gravedad de los hallazgos inmunomediados pueden dificultar la selección de una dosis que será tolerada en todas las indicaciones y poblaciones de pacientes, incluso para ADC con la misma carga útil y DAR, y cuando se usa el mismo horario de administración.

Otro ejemplo de una carga útil de activación inmunitaria puede ser la auristatina MMAF. El conjunto de datos evaluado por la FDA en 2015 (11) incluyó solo dos MMAF-ADC, por lo que no fue posible una evaluación exhaustiva de las toxicidades. Con más datos disponibles, las señales de respuestas proinflamatorias se están detectando con MMAF-ADC y se atribuyen a MMAF. Blenrep (belantamab mafodotin) es un ADC que contiene MMAF aprobado recientemente para el tratamiento de pacientes con mieloma múltiple. Según los datos de toxicología (revisión multidisciplinaria de la FDA para Blenrep, 2020), el tratamiento de animales con belantamab mafodotina o la carga útil no conjugada dio como resultado respuestas proinflamatorias según lo indican los cambios en los parámetros hematológicos y las observaciones histopatológicas de la inflamación de múltiples órganos.

Uno de los hallazgos notables con Blenrep descrito en la etiqueta del producto es la toxicidad ocular (belantamab mafodotin). También se observó toxicidad ocular en animales tratados tanto con la carga útil como con belantamab mafodotin, y aunque su causa no se comprende del todo, especulamos que las respuestas inflamatorias relacionadas con MMAF pueden haber contribuido a los hallazgos en animales. Aunque se han descrito anteriormente toxicidades oculares en pacientes tratados con ADC (19), estos hallazgos parecen ser más evidentes y, en general, de mayor gravedad en los ADC de MMAF y los ADC conjugados con maitansinoide DM4, con los siguientes términos utilizados para describir los eventos en los pacientes : visión borrosa, ojo seco, queratopatía, queratopatía microquística, queratitis, iridociclitis, epiteliopatía corneal, dolor ocular, hemorragia conjuntival, depósitos corneales y fotofobia. Se ha sugerido que la diferencia entre las toxicidades oculares asociadas con MMAF-ADC y MMAE-ADC puede estar relacionada con los metabolitos cargados (para mcMMAF) versus no cargados (para vcMMAE) de las auristatinas y, por lo tanto, las diferencias en su permeabilidad celular (18,19, 20,21). Pero las discusiones no explican el mecanismo de los hallazgos oculares o por qué los ojos son más sensibles que otros órganos. Se necesitarán estudios adicionales para comprender mejor la causa de las toxicidades oculares.

En una comparación de solicitud de licencia de biología cruzada (BLA) de MMAF-ADC y MMAE-ADC aprobados por la FDA, observamos hallazgos oculares más pronunciados en animales tratados con belantamab mafodotin en comparación con los tres MMAE-ADC aprobados brentuximab vedotin, polatuzumab vedotin y enfortumab vedotin (Revisión de farmacología de la FDA para Adcetris, Revisión de farmacología de la FDA de 2011 para Polivy, Revisión multidisciplinaria de la FDA de 2019 para Padcev, Revisión multidisciplinaria de la FDA de 2019 para Blenrep, 2020). El mismo patrón se observa en los pacientes, según la información disponible en las etiquetas del producto.

Los ADC circulantes con distribución inespecífica pueden provocar la aparición temprana de toxicidades. Esto se basa en la observación de que las toxicidades relacionadas con la carga útil fueron más evidentes en los estudios con roedores en los que no se produjo unión al objetivo, las toxicidades fueron menos prominentes o tardías en los monos donde los ADC se unieron a sus objetivos (11). Esto también se observó en la revisión de datos no clínicos para belantamab mafodotin (revisión multidisciplinaria de la FDA para Blenrep) que notó toxicidades oculares más pronunciadas del ADC en roedores (sin unión al objetivo) en comparación con los estudios del ADC en monos (se produce unión). ). Estas observaciones sugieren que los altos niveles de expresión de la diana pueden retrasar la aparición de toxicidades relacionadas con la carga útil.

Conclusión

Los datos de seguridad clínicos y no clínicos acumulados de plataformas de carga útil de enlazador específicas han dado como resultado un desarrollo de productos no clínicos más eficiente al reducir el número de estudios en animales necesarios para caracterizar las toxicidades relacionadas con la carga útil. Este conocimiento acumulado también puede conducir a diseños de ensayos de escalada de dosis más eficientes al eliminar los niveles de dosis subterapéutica de los ADC cuando se ha informado que las MTD humanas están en un rango estrecho independientemente del anticuerpo, como fue el caso de vcMMAE-ADC. Estos datos también se pueden utilizar para mejorar la seguridad de la escalada de dosis al instar a la precaución al escalar más allá de un punto de ajuste basado en la experiencia con productos relacionados.

Las toxicidades relacionadas con la carga útil continúan creando desafíos en el desarrollo de ADC como se describe anteriormente. A pesar de los avances en la estabilidad del producto para reducir la desconjugación de las cargas útiles en el plasma y la selección de mejores dianas (p. Ej., Antígenos tumorales con expresión mínima en tejidos sanos), las cargas útiles se liberan y redistribuyen eventualmente y, a veces, pueden provocar toxicidades graves que pueden detener o retrasar el desarrollo de productos. Los desafíos asociados con la generación actual de ADC han llevado al nacimiento de ideas novedosas, como cargas útiles no tóxicas que podrían convertirse en un fármaco activo con desencadenantes adicionales. Uno de estos diseños se describe en un artículo reciente para ADC fotoactivables (22).

Las nuevas plataformas pueden ser complicadas y la FDA sigue lista para colaborar con los patrocinadores en las primeras etapas del desarrollo de un producto para promover tratamientos seguros y eficaces para los pacientes con cáncer.


ROR1 es un antígeno de superficie oncoembrionario expresado en la leucemia linfocítica crónica (CLL) y una variedad de otros cánceres, pero no en la mayoría de los tejidos adultos normales. Generamos un anticuerpo monoclonal IgG1 humanizado (mAb) cirmtuzumab (anteriormente UC-961) que se une con alta afinidad a un epítopo extracelular específico de ROR1 humano y que puede bloquear la señalización de ROR1 inducida por Wnt5a (Yu, J et al, J Clin Invest126: 585, 2016 Yu, J y otros, Leucemia31: 1333, 2017). Los estudios preclínicos encontraron que cirmtuzumab no reaccionaba con las células postparto normales y tenía una distribución de volumen farmacocinética (PK) en primates consistente con una falta de unión fuera del objetivo a los tejidos normales. Evaluamos cirmtuzumab en un ensayo clínico de fase I en el que participaron pacientes con CLL refractaria recidivante (Choi MY, et al, Célula madre celular22: 951, 2018) el fármaco fue bien tolerado en dosis ≤20 mg / kg (dosis más alta probada) sin toxicidad limitante de la dosis. Los estudios de farmacocinética mostraron que cirmtuzumab tenía una vida media de 32,4 días sin evidencia de desarrollo de anticuerpos neutralizantes o secuestro fuera del objetivo de anticuerpos infundidos. Además, cirmtuzumab efectuó una modulación descendente parcial de ROR1 de células leucémicas en pacientes tratados con dosis ≥ 2 mg / kg. Los estudios de microscopía confocal in vitro mostraron que esta modulación descendente fue causada por la internalización de los complejos de cirmtuzumab-ROR1 en compartimentos lisosomales y la reexpresión concomitante en estado estacionario de la superficie naciente ROR1. Debido a su alta especificidad, estabilidad in vivo, vida media prolongada en suero y capacidad potencial para concentrar fármacos conjugados en compartimentos lisosomales, cirmtuzumab pareció idealmente adecuado para servir como el resto de direccionamiento en ADC anti-ROR1. Por lo tanto, examinamos los ADC basados ​​en cirmtuzumab en colaboración con VelosBio Inc., evaluando múltiples químicas de enlace / carga útil, tanto como agentes únicos como en combinaciones. Seleccionamos para realizar pruebas adicionales cirmtuzumab-ADC-7, un ADC de cirmtuzumab-enlazador-monometil auristatina E (MMAE) que conserva la especificidad de unión de alta afinidad de cirmtuzumab y permite la liberación intracelular de MMAE dirigida a ROR1. Encontramos que cirmtuzumab-ADC-7 era selectivamente citotóxico para las líneas celulares de ROR1 + CLL y linfoma de células del manto (MCL) a concentraciones nM in vitro. Además, cirmtuzumab-ADC-7 provocó una eliminación in vivo espectacular y sostenida de las células leucémicas ROR1 + transferidas de forma adoptiva generadas a partir de ratones transgénicos ROR1xTCL1 (Widhopf G, et al, PNAS111: 793, 2014), xenoinjertos ROR1 + MCL o xenoinjertos derivados de pacientes con cáncer (PDX) ROR1 +. Además, el tratamiento provocó disminuciones dependientes de la dosis y estadísticamente significativas en la carga total de cáncer con regresiones completas del tumor en múltiples animales. No se observó ningún efecto sobre la eliminación del tumor en ratones tratados con un MMAE-ADC de control de especificidad irrelevante. Recientemente identificamos que miR-15a / 16-1, que comúnmente se eliminan / regulan negativamente en la CLL, se dirigen tanto BCL2 y ROR1, lo que explica en parte la relación directa que observamos entre los niveles de BCL2 y los niveles de ROR1 de superficie expresados ​​por CLL de diferentes pacientes (Rassenti, LZ, et al,PNAS114: 10731, 2017). Debido a que la expresión de alto nivel de BCL2 / ROR1 puede mitigar la actividad citotóxica del venetoclax antagonista de BCL2, pero potencialmente mejorar la citotoxicidad de cirmtuzumab-ADC-7, tratamos las líneas celulares de leucemia / linfoma ROR1 + con venetoclax y / o cirmtuzumab-ADC- 7. Los índices de combinación de Chou-Talalay fueron & lt0,5 en todas las líneas celulares ROR1 + ensayadas, lo que indica una fuerte sinergia antitumoral con estos dos agentes. En conjunto, estos datos respaldan la justificación del desarrollo clínico de un ADC basado en cirmtuzumab para el tratamiento de pacientes con neoplasias malignas ROR1 +.

Vo:VelosBio: Empleo. Jessen:VelosBio: Empleo. Kipps:Farmacíclicos: Consultoría, Honorarios, Membresía en la Junta Directiva de una entidad o comités asesores, Financiamiento para la investigación Verastem: Membresía en la junta directiva o comités asesores de una entidad Celgene: Consultoría Verastem: Membresía en la Junta Directiva o comités asesores de una entidad. Galaad: Consultoría, Honorarios, Financiamiento de la investigación Genentech Inc: Consultoría, Financiamiento de la investigación F. Hoffmann-La Roche Ltd: Consultoría, Financiamiento de la investigación Janssen: Honorarios, Membresía en la Junta Directiva de una entidad o comités asesores AbbVie: Consultoría, Honorarios, Membresía en la Junta Directiva de una entidad o comités asesores, Financiamiento para la investigación Janssen: Honorarios, Membresía en la Junta Directiva de una entidad o comités asesores.


ADC: por que mecanismo se internalizan los anticuerpos - biología

Los conjugados anticuerpo-fármaco (ADC) son una nueva clase de fármacos dirigidos que consta de "mAbs, fármacos citotóxicos y enlazadores que unen a los dos". El ADC se diseñó originalmente para aumentar la eficacia de la quimioterapia y reducir su toxicidad. Dado que el anticuerpo está dirigido (puede reconocer los antígenos de la superficie de las células cancerosas), las moléculas citotóxicas se pueden "transportar" selectivamente directamente a las células tumorales para ejercer un efecto anticancerígeno mientras se evitan los efectos sobre las células sanas.

Entonces, ¿cómo se diseña el fármaco ADC? ¿Cuál es el principio de acción? ¿Cuál es el estado actual de la aplicación y el desarrollo clínicos? ¿Cuáles de los medicamentos de investigación pueden aprobarse para su comercialización en el futuro?

1. El elemento de diseño de los ADC

Como se describió anteriormente, los componentes que forman el ADC incluyen anticuerpos monoclonales específicos de antígeno tumoral, enlazadores químicos estables y potentes moléculas citotóxicas (también llamadas cargas útiles). Hay muchos factores importantes a considerar al diseñar un ADC.

a) Anticuerpo y antígeno diana

Las propiedades deseables de la porción de anticuerpo de ADC incluyen: 1) inmunogenicidad mínima 2) alta afinidad y avidez por el antígeno tumoral e internalización eficiente (los complejos de ADC-antígeno diana deben internalizarse mediante endocitosis mediada por receptor, lo que les permite liberar potentes cargas citotóxicas en las células) 3) tiene una vida media circulante más prolongada.
En términos de especificidad, un antígeno diana ideal debe tener dos características al mismo tiempo: 1) alta expresión en la superficie de las células diana 2) baja expresión en tejidos sanos. Además, el desprendimiento ideal del ADC debe ser lo más pequeño posible para evitar que el antígeno libre se una al anticuerpo en la circulación.

b) Carga útil citotóxica

La carga útil citotóxica (molécula / fármaco) es el componente efector final del ADC. La carga útil tóxica del ADC puede apuntar al ADN o a la tubulina.

Las moléculas virales que se dirigen al ADN incluyen duocarmicinas, caliqueamicinas, pirrolobenzodiazepinas (PBD) y SN-38 (metabolitos activos del irinotecán). Entre ellos, el mecanismo de acción de las caliqueamicinas es inducir la escisión del doble enlace, y el mecanismo de acción de las duocarmicinas y los PBD es provocar la alquilación del ADN.

El efecto de los inhibidores de tubulina MMAE (auristatinas monometil auristatina E) y MMAF (monometil auristatina F) es inhibir la polimerización de microtúbulos, lo que resulta en la detención del ciclo celular en fase G2 / M.

Los parámetros básicos para seleccionar una carga útil tóxica eficaz para el ADC incluyen conjugación, solubilidad y estabilidad. La estructura de la molécula tóxica seleccionada debe ser tal que pueda acoplarse a un enlazador. Además, la solubilidad en agua de la molécula tóxica y la estabilidad a largo plazo en la sangre son importantes porque los ADC se preparan en una solución acuosa y se administran por vía intravenosa.

El enlazador es responsable de unir la carga útil citotóxica al mAb y de mantener la estabilidad del ADC durante la circulación sistémica. La naturaleza química del enlazador y el sitio de conjugación juegan un papel crucial en la estabilidad, propiedades farmacocinéticas y farmacodinámicas del ADC, así como en la ventana terapéutica. Biochempeg ha desarrollado una serie de péptidos con cadena PEG discreta que mitiga la agregación y la inmunogenicidad en ADC.

Un enlazador ideal debe tener suficiente estabilidad para garantizar que las moléculas de ADC no se rompan temprano, circulen de manera segura a través del torrente sanguíneo y lleguen al sitio objetivo; también deben poder romperse rápidamente durante la internalización para liberar cargas útiles tóxicas. Según el mecanismo de liberación de la carga, los enlazadores actualmente disponibles se clasifican en dos tipos: escindibles y no escindibles. El primero se basa en el entorno fisiológico para liberar cargas útiles. Un enlazador no escindible es un enlace no reducible con un residuo de aminoácido en un mAb y, por lo tanto, es más estable en la sangre. Un enlazador de este tipo (como un enlazador tioéter) depende de la degradación lisosómica del mAb para liberar su carga útil. .

Las características de conjugación del conector son críticas para controlar la ventana terapéutica del ADC. La relación fármaco / anticuerpo (DAR) del fármaco o la cantidad de fármaco tóxico unido al mAb determina la potencia y toxicidad del ADC. Aunque una alta carga de fármaco puede aumentar la potencia del ADC, también aumenta los efectos fuera del objetivo. Para superar los fármacos ADC que producen varios DAR en el proceso de producción, algunos estudios han adoptado métodos innovadores de conjugación de sitios específicos para reducir la variabilidad, mejorar la estabilidad de la conjugación y las propiedades farmacocinéticas y, en última instancia, producir más fármacos ADC.

2. Mecanismo de acción de los ADC

Brevemente, el mecanismo de acción del ADC se divide en cinco pasos: 1) el ADC se une al antígeno en la célula diana 2) el complejo ADC-antígeno se internaliza por endocitosis 3) el ADC se degrada en el lisosoma 4) la carga útil citotóxica ( fármaco) liberación y función 5) apoptosis de la célula diana.

Debido a la baja biodisponibilidad oral de los ADC, estos fármacos se administran mediante inyección intravenosa. Los ADC que circulan en la sangre primero encuentran y se unen a sus células diana. Después de la unión, el complejo ADC-antígeno se internaliza mediante endocitosis mediada por clatrina para formar un endosoma temprano que contiene un complejo ADC-antígeno (Fig. 2A). El endosoma temprano eventualmente se convierte en un endosoma secundario antes de la fusión con el lisosoma. Para los ADC con enlazadores escindibles, el mecanismo de escisión (p. Ej., Hidrólisis, escisión por proteasa, escisión del enlace disulfuro) puede ocurrir en el endosoma temprano o en el endosoma secundario, pero no ocurre en la fase de transporte lisosómico. Sin embargo, para los ADC con enlazadores no escindibles, la liberación de cargas útiles tóxicas (fármacos) se logra mediante la degradación completa de las proteínas en los lisosomas: las bombas de protones en los lisosomas crean un entorno ácido que promueve la escisión proteolítica mediada por proteasas (p. Ej., Catepsina-B, plasmina).

3. Once conjugados de fármaco anticuerpo aprobados por la FDA

Hasta la fecha, la FDA ha aprobado un total de once ADC, que incluyen: ado-trastuzumab emtansine (Kadcyla ™), brentuximab vedotin (Adcetris ™), inotuzumab ozogamicin (Besponsa ™), gemtuzumab ozogamicin (Mylotarg ™), Moudotoxetumomab Lumoxiti ™), polatuzumab vedotin-piiq (Polivy ™), Enfortumab vedotin (Padcev ™), Sacituzumab govitecan (Trodelvy), Trastuzumab deruxtecan (Enhertu ™), belantamab mafodotin-blmmF (Blencastu-Lximab ™) . La Tabla 1 resume el diseño, las indicaciones aprobadas, las dosis y los eventos adversos de estos medicamentos.

Droga Fabricante Condición Nombre comercial Objetivo Año de aprobación
Gemtuzumab ozogamicina Pfizer / Wyeth leucemia mielógena aguda recidivante (AML) Mylotarg CD33 20172000
Brentuximab vedotin Seattle Genetics, Millennium / Takeda HL recidivante y sALCL recidivante Adcetris CD30 2011
Trastuzumab emtansina Genentech, Roche Cáncer de mama metastásico (mBC) positivo para HER2 después del tratamiento con trastuzumab y un maitansinoide Kadcyla HER2 2013
Inotuzumab ozogamicina Pfizer / Wyeth leucemia linfoblástica aguda de células B precursoras de células B positivas para CD22 recidivantes o refractarias Besponsa CD22 2017
Moxetumomab pasudotox Astrazeneca adultos con leucemia de células pilosas (HCL) en recaída o refractaria Lumoxiti CD22 2018
Polatuzumab vedotin-piiq Genentech, Roche linfoma difuso de células B grandes recidivante o refractario (R / R) (DLBCL) Polivy CD79 2019
Enfortumab vedotin Astellas / Seattle Genetics pacientes adultos con cáncer urotelial localmente avanzado o metastásico que han recibido un inhibidor de PD-1 o PD-L1 y una terapia que contiene Pt Padcev Nectina-4 2019
Trastuzumab deruxtecan AstraZeneca / Daiichi Sankyo pacientes adultos con cáncer de mama HER2 positivo irresecable o metastásico que han recibido dos o más regímenes previos basados ​​en anti-HER2 Enhertu HER2 2019
Sacituzumab govitecan Inmunomedica pacientes adultos con cáncer de mama triple negativo metastásico (mTNBC) que han recibido al menos dos terapias previas para pacientes con enfermedad metastásica en recaída o refractaria Trodelvy Trop-2 2020
Belantamab mafodotin-blmf GlaxoSmithKline (GSK) pacientes adultos con mieloma múltiple en recaída o refractario Blenrep BCMA 2020
Loncastuximab tesirine-lpyl Terapéutica ADC Linfoma de células B grandes Zynlonta CD19 2021

4. Ensayos clínicos de conjugados anticuerpo-fármaco

Además de los once fármacos ADC aprobados por la FDA, un gran número de ADC se encuentran actualmente en desarrollo clínico y las indicaciones incluyen diversas neoplasias hematológicas malignas, así como tumores sólidos. La Tabla 2 enumera algunos conjugados de fármacos de anticuerpos prometedores en ensayos clínicos. (Encuentre la lista completa de ADC en ensayos clínicos aquí).

5. Conclusión

Como uno de los puntos críticos de investigación y desarrollo en el campo de la medicina, más de 100 ADC se encuentran actualmente en diferentes etapas de desarrollo clínico y hay cientos de ensayos clínicos en curso. Según los autores de la revisión, con referencia a ClinicalTrials.gov y PubMed, el número de ensayos clínicos y publicaciones relacionados con ADC ha aumentado este año en comparación con 2018. Biochempeg, como proveedor profesional de derivados de PEG, se dedica a ser su mejor socio confiable para proporcionar síntesis química y enlazadores PEG de alta calidad. Estamos comprometidos a promover el progreso de sus proyectos de descubrimiento y desarrollo de ADC.

En resumen, los científicos creen que a medida que avanza la tecnología, los ADC continúan iterando y la elección de objetivos, enlazadores y cargas útiles citotóxicas está mejorando gradualmente. Al mismo tiempo, con el desarrollo de la inmunoterapia, la opción de desarrollar la terapia de conjugación ADC es cada vez más amplia. Por lo tanto, en el futuro, se espera que las opciones de tratamiento basadas en ADC se utilicen antes para el tratamiento de ciertos tipos de pacientes con cáncer.


La guía completa de enlazadores conjugados anticuerpo-fármaco

Los conjugados anticuerpo-fármaco (ADC), que constan de un anticuerpo monoclonal deseable, un fármaco citotóxico activo y un enlazador apropiado, se consideran una de las terapias contra el cáncer más innovadoras y eficientes y brindan mucha esperanza a estos pacientes que luchan contra el cáncer con dificultad. .

Como uno de los componentes cruciales para ADC, el enlazador conjugado de anticuerpo-fármaco proporciona un puente específico para la entrega estable y eficiente del fármaco citotóxico a las células diana durante las etapas de preparación y almacenamiento de los ADC. Se supone que un enlazador ideal proporciona una estabilidad competente en el proceso de circulación sistémica, pero permite la liberación rápida y eficaz del fármaco citotóxico en una forma activa dentro de las células tumorales. Por lo tanto, es extremadamente importante elegir el vínculo correcto entre anticuerpo y fármaco para optimizar la eficacia terapéutica y la tolerabilidad de los ADC.

Tipos de enlazadores Los enlazadores se pueden dividir en enlazadores escindibles y enlazadores no escindibles, que desempeñan papeles importantes en la determinación del éxito global del ADC. With the promising development of ADCs introduced to clinical trials, a variety of typical linkers have been exploited.

Relying on the inherent properties of a cell’s cytoplasmic compartments for selective release of the cytotoxic drug, cleavable linkers are catalyzed by enzymes in the cancer cell where it releases the cytotoxic agent, including pH-sensitive (acid-labile) linkers, disulfide linkers, Protease-sensitive (peptide) linkers, β-glucuronide linkers

pH-sensitive (acid-labile) linkers

As the chemically cleavable linker that was first used in early ADC developments, pH-sensitive (acid-labile) linkers exert a straight-forward mechanism for payload release. It is worth mentioning that pH-sensitive linkers have been proven active against targets with poor internalization (especially in the case of solid tumor considering the acidic “micro” environment within the tumor entity) or exert effect killing of antigen-negative tumor cells present in the vicinity of the antigen-positive cells (bystander effect), a feature making pH-sensitive linkers desirable in ADC developments.

Disulfide linkers (also referred to as glutathione-sensitive linkers) generally non-selectively release the payload drug under the exposure to an altered chemical environment, which in this case, is the higher reducing potential within the tumor cells compared to that of the circulating plasma. Thermodynamically stable at physiological pH, disulfides are designed to release the conjugated payload drug by internalization into the tumor cells, where the cytosol offers a much stronger reducing environment compared to the extracellular environment (blood circulation).

Peptide Linker Peptide linkers are a family of protease-sensitivity linkers (also called enzymatically cleavable linkers) that have aroused much attention in ADC development in terms of their controlled payload release mechanism and superior plasma stability. A peptide linker consists of either a di-peptide or a tetra-peptide that is recognized and cleaved by lysosomal enzymes to ensure the intracellular drug release once the ADC is internalized and trafficked to the lysozome. Meanwhile, additional components are added to the short peptide to facilitate antibody conjugation or drug release in its most “native” form.

β-glucuronide linkers Incorporating a hydrophilic sugar group (β-glucuronic acid) into the linker moiety, the β-glucuronide linker has been used for antibody-drug conjugates (ADCs) to deliver amine-containing cytotoxic agents. Facile release of the active drug can be achieved through cleavage of the β-glucuronide glycosidic bond by GUSB, an important lysosomal enzyme that is involved in the degradation of glucuronate containing glycosaminoglycan.β-glucuronide linker is stable in circulation, hydrophilic, which enables ADCs highly active in vitro and in vivo.

Non-cleavable linkers A non-cleavable linker keeps the drug within the cell, which retains the linker and the amino acid served as the attachment site on the antibody. A successful release of the cytotoxic drug requires the complete lysosomal proteolysis of the antibody following internalization of the ADC. Compared to cleavable linkers, noncleavable linkers are more dependent on efficient internalization and intracellular degradation of the antibody for effective drug activation with superior stability within the circulation.

Author Bio As an international cooperation, we have established offices all around the globe with more than 200 well-trained full-time scientists and technicians, who work closely with our customers and research partners to develop new medicines for a better, healthier world. After years of pursuit for perfection, Creative Biolabs has established our leadership in targeted immunotherapy and antibody-drug conjugate (ADC) development. We offer our customers with comprehensive one-stop-shop of all aspects in ADC research and evaluation, ranging from antigen selection, antibody production/optimization, payload-linker synthesis, ADC conjugation, to various stages of ADC characterization and pre clinical evaluation. Furthermore, our inventory also contains an extensive list of linkers, payloads, payload-linker sets, and commonly used ADCs for quick deployment and concept validation.


The ABCs of ADCs: A Review of Antibody Drug Conjugates

Antibody therapies have a little sister who is catching up in funding – and hype? In light of now five deaths from Juno’s CAR-T therapy, antibody drug conjugates are attracting a lot of interest in a resurgence after their debut 10 years ago. To feel out the field, we talked to two CEOs competing directly in the ADC space.

“Antibody drug conjugates were a really hot topic a few years ago, but they were overshadowed by immunotherapies. Now people are starting to realize that these therapies will not be the magic bullet,” dice Jan Schmidt-Brand, CEO/CFO of Wilex, one of the leaders in the field of antibody drug conjugates . Some companies are upgrading immuno-oncology by combining antibodies with cytotoxins in what are known as antibody drug conjugates (ADCs).

While a magic bullet to cure cancer does not exist, ADCs might at least be an effective tool to fight it. “ADCs are highly efficient and, with adequate payloads, capable not only of overcoming tumor resistance but also killing dormant tumor cells that cause metastasis y tumor relapse,” says Schmidt-Brand. “Each ADC is something completely individual, regarding its target, indication, and chemistry: ADCs could theoretically be engineered to target just about any biological tumor target as long as it can be reached by internalizing antibodies.”

Moreover, ADCs stand to be easy to administer via infusion compared to CAR-T therapies, which entail a very complex procedure of blood withdrawal to extract T-cells, follow by genetic modification and amplification of these cells. This procedure amounts to financially and medically intensive care: the last estimated cost of the procedure was $500K per patient, and the patient needs to be closely monitored and cared for during the therapy. “It seems to be very effective in some indications, but still has a long way to go from a development perspective,” says Schmidt-Brand.

Are ADCs a good alternative? What are they exactly, and where are they going in Europe?

Is this yet another Immunotherapy? How ADC’s work

“ADCs aren’t really an immunotherapy in the common understanding of the term these days,” dice Chris Martin, CEO of ADC Therapeutics. “They’re more of a guided missile, where the antibody is the guiding system of a cytotoxic payload.” In an ADC, a toxin piggybacks on an antibody as it homes in on its target receptor protein. The antibody sticks to the cell surface and is then internalized, payload and all, so the toxin can be released inside the cell to induce apoptosis.

The cytotoxic therapy on its own is simply chemotherapy, which carries serious side effects as it indiscriminately kills sick and healthy cells. This toxicity could theoretically be avoided by directing the molecules exclusively to the cancer cells while medicinal chemistry aims to solve this problem by altering the molecule, the intrinsic specificity of antibodies could also provide an answer. “This is very much a way to marry the next generation of highly potent chemical drugs and the new generation of biologicals,” says Martin.

“We want to kill cancer cells and to keep killing them even if their characteristics change, but we also need to spare healthy tissue. Because a highly specific targeting system is embedded in antibody function, ADCs are an effective way to work through this problem,” says Martin. Schmidt-Brand agrees, “ADCs combine the best of two modalities, toxic efficacy and antibody specificity. The result is an improved therapeutic window with fewer side effects.”

However, the first generation was not successful in avoiding side effects, because unstable linkers between the toxin and the antibody caused the therapy to disintegrate before it reached its target. So how far have we come since then?

“We’re in Generation 3 of ADCs” – Progress to Perfection

The first ADC, Mylotarg (gemtuzumab-ozogamicin), hit the market in 2001 but was retirado en 2010 following a clinical trial that revealed patients died with no added benefits over standard cancer therapies. The fatal toxicity was caused by naked ozogamicin, which was released into patients’ bloodstreams when the linkers cleaved.

The linkers between the antibody and the payload thus turned out to be a subtle but key part of the technology, as they control distribution y delivery. Toxicity aside, unstable linkers make an ADC less effective and induce tumor resistance by exposing the cells to the toxin without effectively killing them.

“While patients initially responded well, the effect eventually wore off, rendering the treatment ineffective,” said Schmidt-Brand. Additionally, the first generation’s arbitrary lysine binding meant that control over toxin loading could only be realized with an average and led to a somewhat heterogeneous product.

En 2013, a second generation of ADCs began with Kadcyla y Adcetris. The new wave addressed the linker problems but exposed new pitfalls regarding toxin choice. Emtansine was a particularly problematic selection for Kadcyla because of its induction of multidrug resistance and reliance upon cells dividing rapidly, which left dormant cancer cells untouched. While neither Kadcyla nor Adcetris turned out to be a blockbuster on the level of Herceptin, which brought Roche €6Bn in 2015 the company reeled in €716M from Kadcyla the same year, while Seattle Genetics amassed €213M from Adcentris.

These therapies have done and still do a decent job in treating patients resistant to other standard treatments but they haven’t met the high expectations originally attached to them, according to Schmidt-Brand, which lead to general disappointment in ADCs. While biotech’s attention has been elsewhere, however, Seattle Genetics (SGN-CD33a) y Stemcentrx (Rova-T) are ushering in a third generation. AbbVie has bought in by acquiring Stemcentrx for €9.5Bn earlier this year.

Martin is also optimistic has perfected the ADC technology: “All of these problems – that is, drug purity, linkers and manufacturing – have now been solved in this third generation. Companies with the technologies to do so are seeing encouraging data in the clinic and before they start those trials, and that success is driving interest in the field,” él dice.

Antibody or Toxin? Strategies in ADC Development

As antibody development has fallen under the purview of immuno-oncology, most companies are making their mark on the field via toxin development. For Martin, it seemed like a natural transition to the new generation of biological drugs from more traditional medicinal chemistry. Since founding Spirogen en 2000 to discover and develop new anticancer agents, Martin has built the company’s know-how into the strategy of ADC Therapeutics.

The company is known for its pyrrolobenzodiazepine (PBD) dimer toxins, cuales “block cell division without being caught by DNA repair mechanisms. This allows for long-term treatments,” explains Martin. Schmidt-Brand’s company, Wilex, focuses on amantin, which kills dividing and quiescent tumor cells by inhibiting RNA II Polymerase to effectively halt protein production.

Wilex is also looking at linkers. Schmidt-Brand says that “in most cases, you can use a certain toolbox of linkers, since linkers can change very different properties of the resulting ADCs in a sometimes unpredictable way. The best approach is to pick a small array of pre-selected linkers and then use the one yielding the best results.”

Fortunately, Martin says this is relatively easy to do since the screening “is relatively cheap at that stage and relatively fast to test a few tens of linkers. We understand quite a lot regarding the structure-activity relationships underlying linkers such that we have a rational pharmacokinetic approach, though admittedly it doesn’t cover everything.”

NBE Therapeutics is trying to hammer out a method that does cover everything so that alguna antibody can be matched to alguna toxin for alguna cáncer. The company is working on enzymatic linkers in response to the shortcomings of Mylotarg and has submitted a patent application for its SMAC technology for site-specific conjugation of toxins to antibodies. With this selectivity, NBE hopes to introduce control completo of conjugation sites and ratios to control the payload.

¿Dónde nos deja esto?

ADCs have a long way to go with clinical development, but they have already aroused a lot of optimismo in cancer research. Schmidt-Brand believes tha t “the best is still to come with ADCs such that they will always be one of the targeted therapies to treat cancer.”

Martin sees the future of ADCs as intertwined with current research efforts in immuno-oncology. “ADCs will most likely be combined with checkpoint inhibitors to enhance the native immune system’s ability to identify and kill tumor cells. It will be an enormous clinical development to finally learn how to use these combinations or sequences effectively, and this will have a very significant impact on turning cancer from an acute to a chronic condition,” says Martin.

It’s not just the executives who are excited about the potential of ADCs: major investors have also jumped on board. ADC Therapeutics just raised this year’s largest round of a massive €94M last month, and for its part, NBE recently raised 20M CHF in Series B. As Schmidt-Brand notes, the leading investors are “people who know about these things: it was big pharma and big biotech who invested, so I would say they know what they’re paying for.” When I asked Martin for a comment, he agreed that AstraZeneca, who invested in the round, “is a highly informed investor.”

“These prices are just proof that ADCs are a hot topic with a rich future,” says Schmidt-Brand. Anticipating the failure of immuno-oncology to claim the title of ‘cancer cure’ alone, ADCs could be the missing piece to the puzzle: combining them with immuno-oncology could make it happen!


Swiss Biotech Rakes in $200M to Accelerate Antibody-based Cancer Treatments

ADC Therapeutics, based in Lausanne, Switzerland, specializes in developing antibody-drug conjugates (ADCs) for the treatment of cancer. The technology uses the specificity of antibodies to deliver a therapeutic agent to target cells only. The biotech has announced that it has raised $200M (€170M) in a private fundraising. The biotech’s offering was oversubscribed with both existing and new investors including Redmile and AstraZeneca, providing support.

The company’s ADC technology combines highly specific monoclonal antibodies with pyrrolobenzodiazepine (PBD) dimer toxins. Once the ADC has bound a target cell and has been internalized, PBD is released and it binds DNA. It forms cross-links between the two DNA strands to block cell division and kill the cell. Importantly, PBD dimers do not distort the DNA structure, which helps them to escape repair mechanisms, giving lost-lasting activity.

Within 18 months, ADC Therapeutics hopes that the funding will help it to have 8 programs in clinical development. Among these, two candidates, ADCT-301 y ADCT-402, will enter Phase II trials in 2018. At the moment, both are being tested for use against lymphoma and leukemia. Additionally, ADCT-301 will be progressed into a combination study for solid tumors.

It has been a good few days for the cancer therapies field, with Kite becoming the second company to get FDA approval for its CAR-T therapy, Yescarta. ADCs are relatively well established, with a number of products on the market, including Kadcyla y Adcetris. Although ADC Therapeutics target the same cancer as Yescarta, diffuse large B cell lymphoma, the biotech believes that there is room for its alternative approach in the market, thanks to its easy delivery and cheaper price.

Chris Martin, CEO at ADC Therapeutics, highlighted to us what is so exciting about ADC technology: “They’re more of a guided missile, where the antibody is the guiding system of a cytotoxic payload… ADCs combine the best of two modalities, toxic efficacy and antibody specificity. The result is an improved therapeutic window with fewer side effects.”

While ADCs are well established as effective cancer treatments, the field is evolving with antibody development. Bicycle Therapeutics is developing a new generation of ADCs, but the use of antibodies does not stop there. Numab is developing multi-specific antibodies – which attracted €241M from the Japanese company, Ono Pharmaceutical – and Alphabodies’ tiny proteins could drug the undruggable.


Non-internalizing ADC

Classically, antibody-drug conjugates (ADCs) have been developed using monoclonal antibodies (mAb) with high internalizing capacity, in order to obtain an efficient delivery of the conjugated drug within the target cell. However, mAbs specific to tumor cell antigens often exhibit limited diffusion into the solid tumor mass by several mechanisms, including slow extravasation and antibody trapping by perivascular tumor cells (the so-called antigen barrier). Numerous studies have proved that ADC with non-internalizing antibody can also function well. The principle underlying this new approach is based on the fact that because of the reducing conditions, the payload can be released extracellularly, such as in the tumor microenvironment, where it diffuses inside the tumor cells provoking their death. Indeed, many reports have documented that potent therapeutic activity can be obtained by targeting tumor or stroma cells components by non-internalizing ADC in different tumor models. With an extensive library of linkers and payload drugs, Creative Biolabs has constructed the non-internalizing ADC platform to help our clients design and prepare highly customized linker and drug-linker complexes to generate top-quality non-internalizing ADCs.

Non-internalizing ADC

Non-internalizing ADCs have the ability to induce a potent anticancer activity en vivo when used with a suitable payload and may target a broad variety of different malignancies. At present, they mainly rely on labile linkers for drug release in close proximity to the target because the intact ADC cannot passively diffuse into cells. Sufficient experimental data prove the fact that collagen IV, tenascin-C, fibrin, the alternatively spliced extra domains A and B (EDA and EDB) of fibronectin and galectin-3-binding protein (Gal-3BP) are appealing targets for non-internalizing ADC development. Scientific findings offer a preclinical proof-of-concept for curative ADC targeting the tumor microenvironment that does not rely upon antigen internalization.

Popular Targets

Collagen IV is a plentiful component of the tumor stroma and an extracellular matrix (ECM) protein found in all basement membranes (BM). Collagen IV forms a supramolecular network in the BM that influences cell adhesion, migration, and differentiation of epithelial cells. ADCs selectively extravasated from leaky tumor vessels can bound to the collagen network in the stroma, and thus create a scaffold, followed by the release of payload to the cancer cells. These free optimized anticancer agents can easily reach the cancer cells by diffusion, although the carrier mAb can hardly penetrate the stroma.

Fig.1 Therapeutic strategy of cancer-stroma targeting immunoconjugate. (Yasunaga, 2011)

The large isoform of tenascin-C, an abundant glycoprotein of the tumor extracellular matrix, is strongly overexpressed in adult tissue undergoing tissue remodeling, including wound healing and neoplasia, and has been implicated in a variety of different cancers while being virtually undetectable in most normal adult tissues. Tenascin-C splice isoforms represent a group of non-internalizing antigens. They are abundant and easily accessible in perivascular areas of most solid malignancies, representing promising targets for antibody-based drug delivery applications.

Fibronectin, an ECM glycoprotein with a fundamental role in blood vessel morphogenesis, is a marker of tumor angiogenesis. Similar to tenascins, splice isoforms of fibronectins are overexpressed in the majority of malignancies, whereas being undetectable in most normal adult tissues, thus, providing the opportunity to treat different cancer types with the same product. The alternatively spliced EDA and EDB of fibronectin represents the best-characterized targets of non-internalizing ADCs.

Fig.2 Domain structure of fibronectin and tenascin-C. (Van Obberghen-Schilling, 2011)

Fibrin clots are pathophysiologically specific for tumors. Fibrin clot formation and subsequent replacement with collagen in cancer persist for as long as the cancer cells survive in the body. Scientists once developed an anti-fibrin chimeric antibody that reacts with fibrin only (not fibrinogen) and then attached an anticancer agent to the antibody. Thus, the immunoconjugate did not create an immune complex in the blood stream and was selectively accumulated to fibrin clots in the tumor stroma to create a scaffold, from which effective sustained release of the anticancer agent occurred.

Gal-3BP has been identified as a cancer and metastasis-associated, secreted protein that is expressed by the large majority of cancers. The antibody specifically recognizing secreted Gal-3BP can selectively localize around tumor but not normal cells. Literature data revealed high expression of Gal-3BP in several malignancies, including non-small cell lung cancer, head, and neck, breast cancer, ovarian cancer, prostate cancer, melanoma, lymphoma, and neuroblastoma, while being detectable at a low level in most normal adult tissues. Therefore, conjugates between the specific antibody and the potent maytansinoid drugs could be applicable to a wide range of tumor entities.

ADCs represent a promising class of biopharmaceuticals with the potential to localize at the tumor site and improve the therapeutic index of cytotoxic drugs. Creative Biolabs is dedicated to serving the unique needs of our clients in non-internalizing ADC development by providing customized services that are tailored to meet your timeline and budget. Please contact us for more information and a detailed quote.


Our technologies

Seagen is an industry leader in ADC research and the use of this technology in the treatment of cancer. ADCs are designed to harness the targeting power of antibodies to deliver small molecule drugs to the tumor. This innovative approach to therapy offers meaningful efficacy while reducing side effects for patients.

We identify and engineer antibodies that target tumor-expressed antigens to serve as the foundation of our ADCs

  • Unlike traditional chemotherapy, antibodies specifically target certain proteins that are found on the surface of tumor cells
  • We select antibodies for our ADC technology that recognize and bind tightly to targets expressed in tumors, while limiting binding to normal tissues. In addition to providing improved specificity, antibodies also offer prolonged systemic exposure

We&rsquore developing new classes of highly specific ADC linkers

  • The drug linker chemically attaches the small molecule payload to the antibody
  • Our drug linkers are designed to be stable in systemic circulation and preferentially release the payload inside targeted cells to limit off-target toxicity

We&rsquore identifying novel small molecule drugs for our ADC technologies


Ver el vídeo: Στη φαρέτρα των φαρμάκων κατά του covid τα μονοκλωνικά αντισώματα (Mayo 2022).


Comentarios:

  1. Liviu

    En mi opinión se equivoca. Discutámoslo. Escríbeme por PM, hablamos.

  2. Rani

    Sí, en serio. Estoy de acuerdo con todo lo mencionado anteriormente. Podemos comunicarnos sobre este tema. Aquí o en PM.

  3. Haywood

    Creo que estás cometiendo un error. Discutamos esto. Envíeme un correo electrónico a PM, hablaremos.



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