Abstrakt

Terapia celowana polega na wykorzystaniu leków zaprojektowanych przeciwko celom molekularnym. Mechanizm ich działania opiera się na hamowaniu swoistych szlaków przekaźnictwa sygnałowego w procesach związanych z rozwojem nowotworu (proliferacji, mechanizmów naciekania, angiogenezy czy przerzutowania). Jedną z ważniejszych metod terapii celowanej jest immunoterapia, w której wykorzystuje się przeciwciała monoklonalne. Ich mechanizm działania oparty jest na indukowaniu programowanej śmierci komórki w wyniku inhibicji ściśle określonych procesów przekaźnictwa sygnałowego. Stosowanie przeciwciał monoklonalnych napotyka jednak na wiele ograniczeń, wśród których znajdują się działania niepożądane mogące w skrajnych przypadkach zagrażać życiu pacjenta. Strategią mającą na celu pokonanie tych przeszkód było opracowanie immunokoniugatów przez połączenie przeciwciała monoklonalnego – lub jego fragmentu – z lekiem za pomocą stabilnego linkera. Ich mechanizm działania polega na łączeniu się częścią zawierającą przeciwciało monoklonalne z receptorem w błonie komórkowej, a następnie ich internalizacji, degradacji linkera i uwolnieniu związanego z przeciwciałem leku aktywującego określone geny lub białka czy też indukującego apoptozę. Immunokoniugaty mogą się stać obiecującą alternatywą dla dotychczas stosowanej terapii przeciwnowotworowej, ale podobnie jak w przypadku przeciwciał monoklonalnych, ich zastosowanie wiąże się z pewnymi przeszkodami. Z pomocą w rozwiązaniu tych problemów przychodzi nanotechnologia z systemem dostarczania chemioterapeutyków w postaci immunonanocząstek (immunonanoparticles). System wykorzystuje nanocząstki, we wnętrzu których zamknięto chemioterapeutyk, w połączeniu z przeciwciałami monoklonalnymi zdolnymi do selektywnego rozpoznawania określonych celów molekularnych i wiązania się z cząsteczkami na powierzchni komórek docelowych. W artykule przedstawiono najważniejsze rozwiązania stosowane w terapii celowanej łączące tradycyjną immunoterapię z nowoczesną nanotechnologią.

Przypisy

• 1. Acharya S., Dilnawaz F., Sahoo S.K.: Targeted epidermal growthfactor receptor nanoparticle bioconjugates for breast cancer therapy.Biomaterials, 2009; 30: 5737–5750
  Google Scholar
• 2. Andreopoulou E., Gaiotti D., Kim E., Downey A., MirchandaniD., Hamilton A., Jacobs A., Curtin J., Muggia F.: Pegylated liposomaldoxorubicin HCL (PLD; Caelyx/Doxil): Experience with long-termmaintenance in responding patients with recurrent epithelial ovariancancer. Ann. Oncol., 2007; 18: 716–721
  Google Scholar
• 3. Apelgren L.D., Zimmerman D.L., Briggs S.L., Bumol T.F.: Antitumoractivity of the monoclonal antibody-Vinca alkaloid immunoconjugateLY203725 (KS1/4-4-desacetylvinblastine-3-carboxhydrazide) ina nude mouse model of human ovarian cancer. Cancer Res., 1990;50: 3540–3544
  Google Scholar
• 4. Ashton S., Song Y.H., Nolan J., Cadogan E., Murray J., Odedra R.,Foster J., Hall P.A., Low S., Taylor P., Ellston R., Polanska U.M., WilsonJ., Howes C., Smith A., et al.: Aurora kinase inhibitor nanoparticlestarget tumors with favorable therapeutic index in vivo. Sci. Transl.Med., 2016; 8: 325ra17
  Google Scholar
• 5. Blanc V., Bousseau A., Caron A., Carrez C., Lutz R.J., LambertJ.M.: SAR3419: An anti-CD19-maytansinoid immunoconjugate forthe treatment of B-cell malignancies. Clin. Cancer Res., 2011; 17:6448–6458
  Google Scholar
• 6. Boige V., Malka D., Bourredjem A., Dromain C., Baey C., JacquesN., Pignon J.P., Vimond N., Bouvet-Forteau N., De Baere T., DucreuxM., Farace F.: Efficacy, safety, and biomarkers of single-agent bevacizumabtherapy in patients with advanced hepatocellular carcinoma.Oncologist, 2012; 17: 1063–1072
  Google Scholar
• 7. Chari R.V.: Targeted cancer therapy: Conferring specificity tocytotoxic drugs. Acc. Chem. Res., 2008; 41: 98–107
  Google Scholar
• 8. Chari R.V.: Targeted delivery of chemotherapeutics: Tumor-activatedprodrug therapy. Adv. Drug Delivery Rev., 1998; 31: 89–104
  Google Scholar
• 9. Chari R.V., Jackel K.A., Bourret L.A., Derr S.M., Tadayoni B.M.,Mattocks K.M., Shah S.A., Liu C., Blättler W.A., Goldmacher V.S.: Enhancementof the selectivity and antitumor efficacy of a CC-1065analog through immunoconjugate formation. Cancer Res., 1995;55: 4079–4084
  Google Scholar
• 10. Chen J., Wu H., Han D., Xie C.: Using anti-VEGF McAb and magneticnanoparticles as double-targeting vector for the radioimmunotherapyof liver cancer. Cancer Lett., 2006; 231: 169–175
  Google Scholar
• 11. Cirstoiu-Hapca A., Buchegger F., Lange N., Bossy L., Gurny R.,Delie F.: Benefit of anti-HER2-coated paclitaxel-loaded immunonanoparticlesin the treatment of disseminated ovarian cancer:Therapeutic efficacy and biodistribution in mice. J. Control. Release,2010; 144: 324–331
  Google Scholar
• 12. Conti P.S., White C., Pieslor P., Molina A., Aussie J., Foster P.: Therole of imaging with 111In-ibritumomab tiuxetan in the ibritumomabtiuxetan (Zevalin) regimen: results from a Zevalin Imaging Registry.J. Nucl. Med., 2005; 46: 1812–1818
  Google Scholar
• 13. Duchnowska R.: Leczenie celowane – nowe nadzieje w leczeniuraka piersi. Onkol. Prakt. Klin., 2007; 3: 128–134
  Google Scholar
• 14. Ducry L., Stump B.: Antibody-drug conjugates: Linking cytotoxicpayloads to monoclonal antibodies. Bioconjugate Chem., 2010;21: 5–13
  Google Scholar
• 15. Elbayoumi T.A., Pabba S., Roby A., Torchilin V.P.: Antinucleosomeantibody-modified liposomes and lipid-core micelles for tumortargeteddelivery of therapeutic and diagnostic agents. J. LiposomeRes., 2007; 17: 1–14
  Google Scholar
• 16. Endo N., Takeda Y., Kishida K., Kato Y., Saito M., Umemoto N.,Hara T.: Target-selective cytotoxicity of methotrexate conjugatedwith monoclonal anti-MM46 antibody. Cancer Immunol. Immunother.,1987; 25: 1–6
  Google Scholar
• 17. Erickson H.K., Park P.U., Widdison W.C., Kovtun Y.V., Garrett L.M.,Hoffman K., Lutz R.J., Goldmacher V.S., Blättler W.A.: Antibody–maytansinoidconjugates are activated in targeted cancer cells by lysosomaldegradation and linker-dependent intracellular processing.Cancer Res., 2006; 66: 4426–4433
  Google Scholar
• 18. Fay F., Scott C.J.: Antibody-targeted nanoparticles for cancertherapy. Immunotherapy, 2011; 3: 381–394
  Google Scholar
• 19. Gadomska A.A., Warych I., Ruśkowski P., Synoradzki L.: Otrzymywanienanosfer polilaktydowych. Przem. Chem., 2014; 93: 1311–1314
  Google Scholar
• 20. Gao X., Cui Y., Levenson R.M., Chung L.W., Nie S.: In vivo cancertargeting and imaging with semiconductor quantum dots. Nat.Biotechnol., 2004; 22: 969–976
  Google Scholar
• 21. Gerber D.E.: Targeted therapies: a new generation of cancertreatments. Am. Fam. Physician, 2008; 77: 311–319
  Google Scholar
• 22. Geso M.: Gold nanoparticles: a new X-ray contrast agent. Br. J.Radiol., 2007; 80: 64–65
  Google Scholar
• 23. Gornowicz A., Bielawska A., Popławska B., Bielawski K.: Mucyna- 1 (MUC1) jako obiecujący cel molekularny w terapii przeciwnowotworowej.Postępy Hig. Med. Dośw., 2018; 72: 53–64
  Google Scholar
• 24. Gornowicz A., Bielawska A., Szymanowski W., Gabryel-PorowskaH., Czarnomysy R., Bielawski K.: Mechanism of anticancer action ofnovel berenil complex of platinum(II) combined with anti-MUC1 inMCF-7 breast cancer cells. Oncol. Lett., 2018; 15: 2340–2348
  Google Scholar
• 25. Gornowicz A., Szymanowski W., Bielawska A., SzymanowskaA., Czarnomysy R., Kałuża Z., Bielawski K.: Monoclonal anti-MUC1antibody with novel octahydropyrazino[2,1-a:5,4-a′]diisoquinolinederivative as a potential multi-targeted strategy in MCF-7 breastcancer cells. Oncol. Rep., 2019; 42: 1391–1403
  Google Scholar
• 26. Hamann P.R., Hinman L.M., Hollander I., Beyer C.F., Lindh D.,Holcomb R., Hallett W., Tsou H.R., Upeslacis J., Shochat D., MountainA., Flowers D.A., Bernstein I.: Gemtuzumab ozogamicin, a potent andselective anti-CD33 antibody-calicheamicin conjugate for treatmentof acute myeloid leukemia. Bioconjugate Chem., 2002; 13: 47–58
  Google Scholar
• 27. Hendrix M.J., Seftor E.A., Kirschmann D.A., Quaranta V., SeftorR.E.: Remodeling of the microenvironment by aggressive melanomatumor cells. Ann. N. Y. Acad. Sci., 2003; 995: 151–161
  Google Scholar
• 28. Huang N., Wang H., Zhao J., Lui H., Korbelik M., Zeng H.: Singlewallcarbon nanotubes assisted photothermal cancer therapy: Animalstudy with a murine model of squamous cell carcinoma. LasersSurg. Med., 2010; 42: 638–648
  Google Scholar
• 29. Issell B.F., Crooke S.T.: Maytansine. Cancer Treat. Rev., 1978;5: 199–207
  Google Scholar
• 30. Jaracz S., Chen J., Kuznetsova L.V., Ojima I.: Recent advances intumor-targeting anticancer drug conjugates. Bioorg. Med. Chem.,2005; 13: 5043–5054
  Google Scholar
• 31. Jensen M., Berthold F.: Targeting the neural cell adhesion moleculein cancer. Cancer Lett., 2007; 258: 9–21
  Google Scholar
• 32. Johnston M.C., Scott C.J.: Antibody conjugated nanoparticles asa novel form of antibody drug conjugate chemotherapy. Drug Discov.Today Technol., 2018; 30: 63–69
  Google Scholar
• 33. Kaul S., Igwemezie L.N., Stewart D.J., Fields S.Z., Kosty M., LevithanN., Bukowski R., Gandara D., Goss G., O’Dwyer P.: Pharmacokineticsand bioequivalence of etoposide following intravenous administrationof etoposide phosphate and etoposide in patients withsolid tumors. J. Clin. Oncol., 1995; 13: 2835–2841
  Google Scholar
• 34. Kawano K., Watanabe M., Yamamoto T., Yokoyama M., OpanasopitP., Okano T., Maitani Y.: Enhanced antitumor effect of camptothecinloaded in long-circulating polymeric micelles. J. Control.Release, 2006; 112: 329–332
  Google Scholar
• 35. Kocbek P., Obermajer N., Cegnar M., Kos J., Kristl J.: Targetingcancer cells using PLGA nanoparticles surface modified with monoclonalantibody. J. Control. Release, 2007; 120: 18–26
  Google Scholar
• 36. Köhler G., Milstein C.: Continuous cultures of fused cells secretingantibody of predefined specificity. Nature, 1975; 256: 495–497
  Google Scholar
• 37. Kontermann R.E.: Immunoliposomes for cancer therapy. Curr.Opin. Mol. Ther., 2006; 8: 39–45
  Google Scholar
• 38. Kovtun Y.V., Audette C.A., Ye Y., Xie H., Ruberti M.F., Phinney S.J.,Leece B.A., Chittenden T., Blättler W.A., Goldmacher V.S.: Antibodydrugconjugates designed to eradicate tumors with homogeneousand heterogeneous expression of the target antigen. Cancer Res.,2006; 66: 3214–3221
  Google Scholar
• 39. Krop I.E., Beeram M., Modi S., Jones S.F., Holden S.N., Yu W.,Girish S., Tibbitts J., Yi J.H., Sliwkowski M.X., Jacobson F., LutzkerS.G., Burris H.A.: Phase I study of trasuzumab-DM1, an HER2antibody-drug conjugate, given every 3 weeks to patients withHER2-positive metastatic breast cancer. J. Clin. Oncol., 2010; 28:2698–2704
  Google Scholar
• 40. Kubczak M., Rogalińska M.: Ewolucja przeciwciał monoklonalnychw leczeniu chorób nowotworowych. Post. Biochem., 2016; 62:518–525
  Google Scholar
• 41. Kumar Mehata A., Bharti S., Singh P., Viswanadh M.K., KumariL., Agrawal P., Singh S., Koch B., Muthu M.S.: Trastuzumab decoratedTPGS-g-chitosan nanoparticles for targeted breast cancer therapy.Colloids Surf. B Biointerfaces, 2019; 173: 366–377
  Google Scholar
• 42. Lambert J.M.: Drug-conjugated antibodies for the treatment ofcancer. Br. J. Clin. Pharmacol., 2013; 76: 248–262
  Google Scholar
• 43. Lanier L.L., Chang C., Azuma M., Ruitenberg J.J., Hemperly J.J.,Phillips J.H.: Molecular and functional analysis of human naturalkiller cell-associated neural cell adhesion molecule (N-CAM/CD56).J. Immunol., 1991; 146: 4421–4426
  Google Scholar
• 44. Lavasanifar A., Samuel J., Kwon G.S.: Poly(ethylene oxide)-blockpoly(L-amino acid) micelles for drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev.,2002; 54: 169–190
  Google Scholar
• 45. Lewinski N., Colvin V., Drezek R.: Cytotoxicity of nanoparticles.Small, 2008; 4: 26–49
  Google Scholar
• 46. Lewis Phillips G.D., Li G., Dugger D.L., Crocker L.M., Parsons K.L.,Mai E., Blättler W.A., Lambert J.M., Chari R.J., Lutz R.J., Wong W.L.T.,Jacobson F.S., Koeppen H., Schwall R.H., Kenkare-Mitra S.R., SpenserS.D., Sliwkowski M.X.: Targeting HER2-positive breast cancer withtrastuzumab-DM1, and antibody–cytotoxic drug conjugate. CancerRes., 2008; 68: 9280–9290
  Google Scholar
• 47. Li G.N., Wang S.P., Xue X., Qu X.J., Liu H.P.: Monoclonal antibodyrelateddrugs for cancer therapy. Drug Discov. Ther., 2013; 7: 178–184
  Google Scholar
• 48. Libutti S.K., Paciotti G.F., Byrnes A.A., Alexander H.R.Jr., GannonW.E., Walker M., Seidel G.D., Yuldasheva N., Tamarkin L.: Phase I andpharmacokinetic studies of CYT-6091, a novel PEGylated colloidalgold-rhTNF nanomedicine. Clin. Cancer Res., 2010; 16: 6139–6149
  Google Scholar
• 49. Lim J., Chouai A., Lo S.T., Liu W., Sun X., Simanek E.E.: Design,synthesis, characterization, and biological evaluation of triazinedendrimers bearing paclitaxel using ester and ester/disulfide linkages.Bioconjugate Chem., 2009; 20: 2154–2161
  Google Scholar
• 50. McDevitt M.R., Chattopadhyay D., Jaggi J.S., Finn R.D., ZanzonicoP.B., Villa C., Rey D., Mendenhall J., Batt C.A., Njardarson J.T.,Scheinberg D.A.: PET imaging of soluble yttrium-86-labeled carbonnanotubes in mice. PLoS One, 2007; 2: e907
  Google Scholar
• 51. Mukherjee P., Bhattacharya R., Bone N., Lee Y.K., Patra C.R., WangS., Lu L., Secreto C., Benerjee P.C., Yaszemski M.J., Kay N.E., MukhopadhyayD.: Potential therapeutic application of gold nanoparticlesin B-chronic lymphocytic leukemia (BCLL): Enhancing apoptosis. J.Nanobiotechnol., 2007; 5: 4
  Google Scholar
• 52. Patel J., Amrutiya J., Bhatt P., Javia A., Jain M., Misra A.: Targeteddelivery of monoclonal antibody conjugated docetaxel loaded PLGAnanoparticles into EGFR overexpressed lung tumour cells. J. Microencapsul.,2018; 35: 204–217
  Google Scholar
• 53. Powroźnik B., Kubowicz P., Pękala E.: Przeciwciała monoklonalnew terapii celowanej. Postępy Hig. Med. Dośw., 2012; 66: 663–673
  Google Scholar
• 54. Ranson M.R., Cheeseman S., White S., Margison J.: Caelyx (stealthliposomal doxorubicin) in the treatment of advanced breast cancer.Crit. Rev. Oncol. Hematol., 2001; 37: 115–120
  Google Scholar
• 55. Richards D.A., Maruani A., Chudasama V.: Antibody fragments asnanoparticle targeting ligands: a step in the right direction. Chem.Sci., 2017: 8: 63–77
  Google Scholar
• 56. Rose A.A., Grosset A.A., Dong Z., Russo C., MacDonald P.A., BertosN.R., St-Pierre Y., Simantov R., Hallett M., Park M., Gaboury L., SiegelP.M.: Glycoprotein nonmetastatic B is an independent prognosticindicator of recurrence and a novel therapeutic target in breastcancer. Clin. Cancer Res., 2010; 16: 2147–2156
  Google Scholar
• 57. Roy D.C., Ouellet S., Le Houillier C., Ariniello P.D., Perreault C.,Lambert J.M.: Elimination of neuroblastoma and small cell lung cancercells with an anti-neural cell adhesion molecule immunotoxin.J. Natl. Cancer Inst., 1996; 88: 1136–1145
  Google Scholar
• 58. Sapra P., Allen T.M.: Ligand-targeted liposomal anticancer drugs.Prog. Lipid Res., 2003; 42: 439–462
  Google Scholar
• 59. Schmid D., Jarvis G.E., Fay F., Small D.M., Greene M.K., Majkut J.,Spence S., McLaughlin K.M., McCloskey K.D., Johnston P.G., KissenpfennigA., Longley D.B., Scott C.J.: Nanoencapsulation of ABT-737and camptothecin enhances their clinical potential through synergisticantitumor effects and reduction of systemic toxicity. CellDeath Dis., 2014; 5: e1454
  Google Scholar
• 60. Schuster C., Eikesdal H.P., Puntervoll H., Geisler J., Geisler S.,Heinrich D., Molven A., Lønning P.E., Akslen L.A., Straume O.: Clinicalefficacy and safety of bevacizumab monotherapy in patientswith metastatic melanoma: Predictive importance of induced earlyhypertension. PLoS One, 2012; 7: e38364
  Google Scholar
• 61. Senter P.D., Sievers E.L.: The discovery and developmentof brentuximab vedotin for use in relapsed Hodgkin lymphomaand systemic anaplastic large cell lymphoma. Nat. Biotechnol.,2012; 30: 631–637
  Google Scholar
• 62. Serpell C.J., Kostarelos K., Davis B.G.: Can carbon nanotubes deliveron their promise in biology? Harnessing unique properties forunparalleled applications. ACS Cent. Sci., 2016; 2: 190–200
  Google Scholar
• 63. Sharma A., Sharma U.S.: Liposomes in drug delivery: progressand limitations. Int. J. Pharm., 1997; 154: 123–140
  Google Scholar
• 64. Shukla R., Thomas T.P., Peters J.L., Desai A.M., Kukowska-LatalloJ., Patri A.K., Kotlyar A., Baker J.R.Jr.: HER2 specific tumor targetingwith dendrimer conjugated anti-HER2 mAb. Bioconjugate Chem.,2006; 17: 1109–1115
  Google Scholar
• 65. Sosińska-Mielcarek K., Jassem J.: Przeciwciała monoklonalnew leczeniu nowotworów litych. Onkol. Prakt. Klin., 2005; 1: 225–232
  Google Scholar
• 66. Spearman M.E., Goodwin R.M., Apelgren L.D., Bumol T.F.: Dispositionof the monoclonal antibody-vinca alkaloid conjugate KS1/4-DAVLB (LY256787) and free 4-desacetylvinblastine in tumor-bearingnude mice. J. Pharmacol. Exp. Ther., 1987; 241: 695–703
  Google Scholar
• 67. Stern M., Herrmann R.: Overview of monoclonal antibodies incancer therapy: Present and promise. Crit. Rev. Oncol. Hematol.,2005; 54: 11–29
  Google Scholar
• 68. Tassone P., Gozzini A., Goldmacher V., Shammas M.A., WhitemanK.R., Carrasco D.R., Li C., Allam C.K., Venuta S., Anderson K.C.,Munshi N.C.: In vitro and in vivo activity of the maytansinoid immunoconjugatehuN901-N2′-deacetyl-N2′-(3-mercapto-1-oxopropyl)-maytansine against CD56+ multiple myeloma cells. Cancer Res., 2004;64: 4629–4636
  Google Scholar
• 69. Tomalia D.A., Reyna L.A., Svenson S.: Dendrimers as multi-purposenanodevices for oncology drug delivery and diagnostic imaging.Biochem. Soc. Trans., 2007; 35: 61–67
  Google Scholar
• 70. Tse K.F., Jeffers M., Pollack V.A., McCabe D.A., Shadish M.L.,Khramtsov N.V., Hackett C.S., Shenoy S.G., Kuang B., Boldog F.L.,MacDougall J.R., Rastelli L., Herrmann J., Gallo M., Gazit-BornsteinG., Senter P.D., Meyer D.L., Lichenstein H.S., LaRochelle W.J.: CR011,a fully human monoclonal antibody-auristatin E conjugate, for thetreatment of melanoma. Clin. Cancer Res., 2006; 12: 1373–1382
  Google Scholar
• 71. Uboldi C., Bonacchi D., Lorenzi G., Hermanns M.I., Pohl C., BaldiG., Unger R.E., Kirkpatrick C.J.: Gold nanoparticles induce cytotoxicityin the alveolar type-II cell lines A549 and NCIH441. Part. FibreToxicol., 2009; 6: 18
  Google Scholar
• 72. Vasir J.K., Reddy M.K., Labhasetwar V.D.: Nanosystems in drugtargeting: Opportunities and challenges. Curr. Nanosci., 2005; 1:47–64
  Google Scholar
• 73. Xiong J., Han S., Ding S., He J., Zhang H.: Antibody-nanoparticleconjugate constructed with trastuzumab and nanoparticle albumin-bound paclitaxel for targeted therapy of human epidermalgrowth factor receptor 2-positive gastric cancer. Oncol Rep., 2018;39: 1396–1404
  Google Scholar
• 74. Yu C., Irudayaraj J.: Multiplex biosensor using gold nanorods.Anal. Chem., 2007; 79: 572–579
  Google Scholar
• 75. Zhang H.: Onivyde for the therapy of multiple solid tumors.Onco Targets Ther., 2016; 9: 3001-3007
  Google Scholar

Pełna treść artykułu