Копылов А.М.

Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Завьялова Е.Г.

ФГБОУ «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова», Москва, Россия; ООО «Апто-Фарм», Москва, Россия

Павлова Г.В.

ФГБУ "Институт биологии гена" РАН

Пронин И.Н.

НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва

Перспективы тераностики глиобластомы с помощью моноклональных антител к рецептору эпидермального фактора роста EGFR

Журнал: Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2020;84(3): 113-118

Просмотров : 317

Загрузок : 9

Как цитировать

Копылов А. М., Завьялова Е. Г., Павлова Г. В., Пронин И. Н. Перспективы тераностики глиобластомы с помощью моноклональных антител к рецептору эпидермального фактора роста EGFR. Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2020;84(3):113-118.
Kopylov A M, Zavyalova E G, Pavlova G V, Pronin I N. Theranostics for glioblastoma with monoclonal antibodies to the epidermal growth factor receptor. Zhurnal Voprosy Neirokhirurgii Imeni N.N. Burdenko. 2020;84(3):113-118.
https://doi.org/10.17116/neiro202084031113

Авторы:

Копылов А.М.

Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Все авторы (4)

Список сокращений

ВОЗ — Всемирная организация здравоохранения

ГБ — глиобластома

мкАТ — моноклональные антитела

РТ — радиотерапия

ЦНС — центральная нервная система

IDHwt — изоцитратдегидрогеназа нативная (wild type) «дикий тип»

EGFR — рецептор эпидермального фактора роста

EGFRamp — амплификация гена рецептора эпидермального фактора роста

EGFRvIII — укороченный мутантный вариант III EGFR

7+/10− — комбинация вставки в хромосому 7 и делеции в хромосоме 10

Глиобластома (ГБ) или астроцитома IV степени злокачественности по классификации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 2016 г. является наиболее распространенной первичной злокачественной опухолью головного мозга [1] с медианой выживаемости примерно 15—18 мес. В стандарты комплексного лечения включаются удаление (или, по крайней мере, гистологическая верификация опухоли путем стереотаксической биопсии), лучевая и химиотерапия. Рецидивы и резистентность к противоопухолевому лечению связывают с наличием в опухоли небольшой популяции опухолевых стволовых клеток [1, 2].

В 2016 г. ВОЗ опубликовала новую классификацию опухолей центральной нервной системы (ЦНС), которая концептуально и практически отличается от предыдущей версии 2007 г. Впервые для определения многих типов опухолей в классификации ВОЗ гистологическая характеристика дополнена молекулярной характеристикой, сформулирована новая концепция диагностики опухолей ЦНС. Важным, прогностически значимым молекулярно-генетическим параметром для диффузной и анапластической астроцитомы определена мутация изоцитратдегидрогеназы (IDHwt или IDHmut) [3, 4].

В то же время для ГБ с фенотипом IDHwt оценивается роль дополнительных изменений: это амплификация гена рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) — (EGFRamp), комбинация вставки в хромосому 7 и делеции в хромосоме 10 (7+/10–), а также мутации в промоторе TERT (pTERTmut, промотор теломеразной обратной транскриптазы, telomerase reverse transcriptase). Отсутствие пролиферации эндотелия и/или некрозов EGFRamp и сигнатура 7/10– являются очень важными дополнительными маркерами для диагностики ГБ среди диффузных астроцитарных опухолей с фенотипом IDHwt [5].

EGFR и его укороченный мутантный вариант III (EGFRvIII) с конститутивной активностью являются признанными bona fide драйверами глиомагенеза, а также одним из частых механизмов развития иных злокачественных опухолей. EGFR (ErbB-1) — это трансмембранный тирозинкиназный рецептор. Его внеклеточная рецепторная часть состоит из 4 доменов (I—IV). Белковые факторы роста связываются с доменами I и III, рецептор димеризуется и активируется. В 50—60% высокозлокачественных глиом рецептор существует в различных мутантных формах: с точечными мутациями, с перегруппировками, включая продукты альтернативного сплайсинга, его ген часто бывает амплифицирован [6]. Именно поэтому функциональная коррекция работы EGFR (например, блокирование его избыточной активности) рассматривается как одна из важных задач при молекулярной терапии глиом.

Делеционный мутант EGFR, который обозначен как EGFRvIII — это наиболее частая мутантная форма рецептора, которая встречается у 30% пациентов с ГБ. У EGFRvIII делетировано 267 аминокислот во внеклеточном рецепторном домене, EGFRvIII встречается не только в клетках злокачественных глиом человека, но и в клетках рака легкого, груди и простаты. Делеция удаляет домен I, и появляется свободный остаток цистеина. При димеризации EGFRvIII образуется дисульфидная ковалентная связь, что фиксирует активное состояние рецептора даже в отсутствие активирующего фактора роста [7].

Однако при всех обнаруженных особенностях изменений EGFR в опухолевых клетках попытки использовать ингибиторы внутриклеточной тирозинкиназы для лечения глиомы окончились безрезультатно даже при наличии высокой концентрации ингибитора в опухоли [8—11].

Остановимся на анализе основных клинических исследований в этой области.

Для блокирования EGFR разработаны пептидные вакцины на эпитопы рецептора. Например, для вакцины риндопепимут (Rindopepimut, CDX-110) [12] использован эпитоп из 13 аминокислот EGFRvIII, конъюгированный с неспецифическим гемоцианиновым иммуномодулятором (keyhole limpet hemocyanin, KLH). В 2016 г. клинические испытания вакцины остановлены в связи с отсутствием эффекта по показателям общей выживаемости.

В других разработках для блокирования рецептора использовали антитела. Несколько моноклональных антител (мкАТ) к EGFR одобрены для клинического применения при некоторых видах злокачественных опухолей [13]. Опасения возможных ограничений, связанных с гематоэнцефалическим барьером, сократили палитру испытуемых мкАТ до двух: цетуксимаба и нимотузумаба. Клинические испытания цетуксимаба на пациентах с EGFRamp, но без EGFRvIII дали положительные результаты по параметрам «без прогрессии» и «общей выживаемости» [14]. Цетуксимаб и нимотузумаб не могли нейтрализовать обе формы рецептора, что привело к негативным результатам испытаний на фазе II цетуксимаба [15, 16] и на фазе III нимотузумаба [17].

Кроме того, исследования показали, что гематоэнцефалический барьер не является основным препятствием для применения мкАТ. Отсутствие блокирующего эффекта скорее всего вызвано тем, что молекулярный и клеточный механизмы взаимодействия мкАТ с различными формами EGFR недостаточно детально изучены.

Подобная ситуация не уникальна для случая мкАТ к EGFR. Другие терапевтические мкАТ, например, трастузумаб (Trastuzumab) к рецептору ErbB2 для рака груди также использован в клинических испытаниях без полного понимания молекулярных механизмов действия [18]. Еще один пример: рилотумумаб (Rilotumumab) — мкАТ для блокирования связывания фактора роста гепатоцитов (HGF) с рецептором c-Met снят с III фазы клинических испытаний. При детальном исследовании молекулярных механизмов оказалось, что эти мкАТ не полностью блокируют взаимодействие фактора роста с рецептором на поверхности клетки, в результате чего наблюдается остаточная частичная активация рецептора и прогрессия опухоли [19].

Таким образом, для прогнозирования эффективности действия мкАТ в трансляционной медицине необходимо детальное знание молекулярных событий, таких как взаимодействие мкАТ с рецептором, его димеризация, интернализация комплекса, блокирование путей передачи сигнала и прочее. Поскольку подобные исследования чрезвычайно затратны, появилась идея изменить саму стратегию применения мкАТ и использовать их не как блокаторы, а как средство доставки. Поскольку комплекс мкАТ-рецептор интернализуется в клетку, можно конъюгировать с мкАТ цитотоксическое вещество (antibody-drug conjugate, ADC). В этом случае все клетки, с рецепторами которых свяжется конъюгат, будут мортализованы.

В настоящее время проводятся интенсивные испытания конъюгата мкАТ с цитотоксином — это депатуксизумаб мафодотин (Depatuxizumab Mafotodin, депатукс-м, Depatux-m, ABT-414) [20, 21]. Конъюгат состоит из мкАТ ABT-806, его мишенью являются гипер-экспрессирующийся EGFR (overexpressed, EGFRoe), а также делеционный мутант EGFRvIII [22]. К мкАТ ковалентно присоединен эффективный цитотоксин монометилауристатин F (MMAF), нарушающий функцию микротрубочек. При связывании с клеткой ABT-414 интернализуется, после расщепления протеазами высвобождаемый MMAF нарушает функционирование микротрубочек, что приводит к гибели клеток.

Предклинические и клинические испытания показали, что узнающая часть конъюгата АВТ-806 связывается только с EGFR-экспрессирующими опухолями, особенно в случае глиом человека [21, 23]. Для интактного EGFR («дикого типа», EGFRwt), который функционирует в клетках кожи и эпителиальной ткани других органов и систем, такого связывания не наблюдается или почти не наблюдается [24—26], что сводит токсичность АВТ-414 к минимуму.

Некоторые результаты большого многоцентрового открытого трехнаправленного клинического испытания фазы I с использованием препарата депатукс-м в различных комбинациях для пациентов с ГБ уже опубликованы [27]. Испытания проведены в группе А в когортах по эскалации дозы и экспансии (депатукс-м плюс радиотерапия (РТ) плюс темозоломид (ТЗМ) для пациентов с вновь выявленными ГБ [27, 28]; для группы В — в когортах по эскалации дозы (депатукс-м плюс ТЗМ после РТ) для пациентов как с вновь выявленными ГБ, так и с повторными ГБ; а также для группы С — монотерапия депатукс-м для пациентов с повторными ГБ [27].

В клинических испытаниях участвовало 38 пациентов, для которых определен статус EGFR. У 20 (53%) пациентов найдена EGFRamp, 10 (50%) из этих 20 пациентов имели EGFRvIII. Среди 24 пациентов с рецидивом ГБМ у 16 (67%) найдена EGFRamp, 7 (44%) из этих 16 пациентов имели EGFRvIII. При терапии опухоль на 100% уменьшилась у 2 пациентов (по 1 из групп В и С), а у 3 пациентов (все из группы В) она уменьшилась больше, чем на 50%. По критериям RANO (Response Assessment in Neuro-Oncology) [29] цифры несколько отличаются, поскольку в этих критериях принимаются во внимание дополнительные рентгенологические и клинические показатели. Следует отметить, что из 5 пациентов с положительной динамикой уменьшения опухоли 4 пациента имели статус EGFRamp, что можно считать положительным индикатором успеха, учитывая ограниченность выборки. Однако приведенные в публикации данные не позволяют сделать однозначный вывод об эффективности применения такого подхода. В связи с этим возникает вопрос о критериях оценки эффективности применения таргетной иммунотерапии мкАТ. Краткие комментарии по этому вопросу будут даны в конце обзора.

Следует отметить, что предклинические исследования АВТ-806 проводились в основном на модельных клетках, трансгенных по EGFRvIII, например, линии U87-EGFRvIII. Не использовались модели, наиболее приближенные к клиническим, например, глиомасферы из клеток пациентов и интракраниальные ортографты.

В апреле 2019 г. опубликована работа австралийского консорциума с данными анализа механизма действия клинических мкАТ к EGFR для глиомасфер из опухолей пациентов с фенотипом EGFRvIII [30]. В этой работе сделано заключение, что 4 основных антитела — цетуксимаб (Cetuximab), нецитумумаб (Necitumumab), нимотузумаб (Nimotuzumab) и матузумаб (Matuzumab) — с эпитопом в домене III не блокируют активность EGFRvIII. Что касается химерного мкАТ ch806 (основа конъюгата депатуксизумаб мафодотин, Depatuxizumab Mafotodin), то оно нейтрализовало активность EGFRvIII, но не интактного EGFR (EGFRwt). Панитумумаб (Panitumumab) оказалось единственным мкАТ, которое нейтрализовало как EGFRvIII, так и EGFRwt. При этом снижалась передача сигнала EGFR через фосфорилирование рибосомного белка S6 (p-S6), а противоопухолевая активность как in vitro, так in vivo была максимальной.

Существенным результатом исследования стало обнаружение полиморфизма поведения клеток различных пациентов по отношению к мкАТ. Это может быть следствием того, что, например, молекулярный статус EGFRvIII для клеток разных пациентов отличается и это, в свою очередь, требует проведения индивидуальных испытаний клеток опухоли пациента на чувствительность к данному препарату мкАТ. Подобное утверждение относится к персонализированной медицине и показывает важность культивирования клеток опухоли от каждого пациента, который попадает в зону интереса подобной терапии.

Еще одно существенное наблюдение: механизм действия мкАТ на глиомасферы из клеток пациентов отличается от охарактеризованного ранее механизма действия с использованием трансгенных линейных клеток глиомы человека, например, U87-EGFRvIII. Панитумумаб вызывает рециклирование рецептора в клетках пациентов: мкАТ связывается с рецептором, комплекс интернализуется и накапливается в перинуклеарном пространстве, после диссоциации комплекса рецептор возвращается на поверхность клетки. Это означает, что механизм «интернализация и деградация», который найден ранее при изучении модельных трансгенных клеток, оказался иным для реальных клеток опухоли пациентов. Благодаря уникальной авидности, панитумумаб очень прочно связывается с EGFRvIII и блокирует его активность; а мкАТ ch806 заметно снижает количество активного димера EGFRvIII. В ходе исследований впервые обнаружены два ранее неизвестных механизма устойчивости глиом, стратифицированных по маркеру EGFRvIII, к действию панитумумаба и ch806. Так, например, устойчивость некоторых клинических образцов вызвана мутацией G13D у белка Ras в системе передачи сигнала. Найденные особенности еще раз подчеркивают, насколько важен выбор адекватной клеточной модели для изучения действия антител in vitro и in vivo.

Становится понятным, что для правильной оценки эффективности применения мкАТ для таргетной терапии ГБ требуется решение принципиальных проблем, что существенно повлияет на компромисс между качеством клинических испытаний и правильной интерпретацией их результатов.

Заключение

На данном этапе исследований пока не очень понятен механизм действия терапевтических моноклональных антител к рецептору эпидермального фактора роста для клеток глиобластомы человека. Требуется дополнительное изучение этого вопроса с использованием современных подходов. Полученные на данный момент результаты говорят о том, что чувствительность опухолевых клеток глиобластомы человека к действию моноклональных антител, специфичных к рецептору эпидермального фактора роста, может быть индивидуальна для пациентов. И эта чувствительность может зависеть не только от структуры рецептора эпидермального фактора роста, но и от его функционального статуса.

Особое внимание следует обратить на то, что все исследования глиобластом указывают на их персонализированные особенности, поэтому требуется и персонализированный подход к их терапии. Становится актуальным изучение всех вариантов терапии не на линейных клетках, а на клетках глиобластом от конкретных пациентов. Сегодня масштабы предклинических испытаний препаратов, в том числе и моноклональных антител, на клетках клинических образцов глиобластомы недостаточны, что приводит к преждевременной терминации клинических испытаний.

Следует также учитывать, что для правильной оценки эффективности того или иного препарата, пригодного для терапии глиобластомы человека, необходимо правильно подбирать пациентов на основании данных предварительного анализа на наличие в опухоли фактора специфичности, к которому сделано лекарственное средство. Например, некоторые клинические исследования оценки эффективности моноклональных антител проводятся без отбора целевых пациентов, для которых целесообразно блокировать активность рецептора эпидермального фактора роста, что подчас не позволяет сделать правильный вывод из исследований. Результаты клинических испытаний рассчитываются по общим стандартным критериям для химио- и радиотерапии опухолей без учета молекулярной и клеточной специфики таргетной терапии. Отсутствие молекулярных критериев оценки эффективности тормозит развитие тераностики глиобластом.

частие авторов

Концепция и дизайн исследования — А.К.

Сбор и обработка материала — Е.З., Г.П., И.П.

Анализ данных — Е.З., Г.П., И.П.

Написание текста — А.К.

Редактирование — А.К.

Работа выполнена при поддержке государства в лице Министерства образования и науки Российской Федерации, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57617X0095.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail