CONGRESO EAS – ANTICUERPOS MONOCLONALES: UN ENFOQUE INNOVADOR PARA LA INHIBICIÓN DE LA PCSK9
En la edición N°82, del ya tradicional Congreso de la Sociedad Europea de Aterosclerosis (EAS), realizado en la ciudad de Madrid, España, se expuso, Desde la genómica hasta las estrategias individualizadas de reducción de los lípidos, como una de las conferencias destacadas.
En 1890 von Behring y Kitasato publicaron su descubrimiento de las antitoxinas contra el tétanos y la difteria que les valió el primer premio Nobel otorgado en 1901.
En 1897 Paul Ehrlich —premio Nobel de 1908— propuso su teoría de las cadenas laterales como mecanismo de la interacción entre antígenos y anticuerpos.
En la década del ´40 Linus Pauling confirmó esta teoría y recibió el premio Nobel en 1954.
En 1948 se descubrió que las células B, en la forma de células plasmáticas, son responsables de la producción de anticuerpos.
En 1975 César Milstein y Georges Kohler describieron la técnica para producir anticuerpos monoclonales a través de la fusión de células tumorales inmortales (mielomas) con células productoras de anticuerpos para formar hibridomas capaces de producir anticuerpos indefinidamente, por lo que recibieron el premio Nobel en 1984.
En 1986 se aprobó el primer anticuerpo monoclonal, Muromonab-CD3, un anticuerpo murino, para la prevención del rechazo de trasplante.
En 1994 se aprobó el primer anticuerpo monoclonal quimérico (abciximab). En 1997 fue aprobado el primer anticuerpo monoclonal humanizado (daclizumab) para la prevención del rechazo de trasplantes, y en 2002 el primer anticuerpo monoclonal completamente humano (adalimumab).
Una típica molécula de anticuerpo (inmunoglobulina) consta de una región constante (denominada Fc) que es capaz de unirse a las células y desencadena las funciones efectoras. En el otro extremo hay dos regiones variables e hipervariables que determinan la especificidad a través de las cuales el anticuerpo se une al antígeno.
Los antígenos son prácticamente cualquier sustancia extraña al organismo, aunque incluso las propias proteínas humanas pueden actuar como antígenos si están desnaturalizadas.
Por lo general, los antígenos son proteínas, pero pueden ser glucoproteínas o, incluso, algunos lípidos.
La inmunoglobulina se une al antígeno con gran afinidad y especificidad a través de sus regiones hipervariables; la parte del antígeno reconocida por el anticuerpo se denomina epítope, y está formada por sólo 5 o 6 aminoácidos.
Existen varias clases de inmunoglobulinas, pero los anticuerpos con uso terapéutico son prácticamente todas de la clase IgG, de las cuales a su vez existen distintas subclases que difieren en las funciones efectoras inmunes que pueden desencadenar.
Cada célula B segrega anticuerpos de una sola especificidad (monoclonales). Los denominados anticuerpos monoclonales en realidad son una mezcla de anticuerpos monoclonales cada uno segregado por distintas células B.
Esto tiene sus ventajas, ya que los distintos anticuerpos monoclonales cooperan entre sí permitiendo una respuesta inmune específica más rápida.
La ventaja de los anticuerpos monocionales es que reconocen un solo epítope dentro de la molécula blanco-con una elevada especificidad, afinidad y avidez-ya que se selecciona para eso dentro del conjunto de anticuerpos policlonales generados por un ser humano o un animal en respuesta a un antígeno.
La primera generación de anticuerpos monocionales fue la de los anticuerpos completamente murinos. Por tratarse de una proteína foránea en humanos generan rápidamente una respuesta de anticuerpos contra el anticuerpo, que llevan a una eliminación acelerada de la molécula monoclonal que pronto pierde eficacia terapéutica.
La segunda generación es la de los anticuerpos quiméricos, en los cuales se conserva la parte de la molécula proveniente del ratón que se une al antígeno, alrededor del 30% del total, y el resto se reemplaza por su equivalente humano; estos anticuerpos todavía son inmunogénicos, aunque menos que los de primera generación.
Los anticuerpos monoclonales de tercera generación son los humanizados, y similares a los anteriores, pero conservan sólo del 5% al 10% de la molécula murina. También pueden ser inmunogénicos, pero eso depende de la subclase de la inmunoglobulina.
Los anticuerpos monoclonales de cuarta generación son los menos inmunogénicos, por ser completamente humanos (1,2).
Las diferencias entre las drogas biológicas y las de pequeña molécula (como las estatinas) son numerosas. La especificidad es de cerca de 2 órdenes de magnitud, y mayor con los agentes biológicos, en comparación con una típica droga de pequeña molécula.
Las pequeñas moléculas se administran habitualmente por vía oral; mientras que los agentes biológicos requieren la vía parenteral.
Las pequeñas moléculas suelen ser metabolizadas y eliminadas por hígado y riñón; en cambio, los biológicos son eliminados principalmente por endocitosis, fagocitosis y depuración mediada por el blanco terapéutico.
Las pequeñas moléculas pueden tener interacción con otras drogas; por ejemplo: la bien conocida entre cerivastatina y gemfibrozil; pero la interacción de un anticuerpo con otras drogas es mucho menos probable.
Las drogas de pequeña molécula suelen tener una vida media relativamente corta, y requieren una administración más frecuente; las inmunoglobulinas tienen una vida media más prolongada y necesitan una administración menos frecuente.
El origen es completamente distinto: las pequeñas moléculas son sintetizadas químicamente o purificadas de fuentes naturales (muchas de las drogas en uso derivan, al menos originalmente, de fuentes naturales); en contraste, los agentes biológicos son producidos por células modificadas genéticamente o purificados de fuentes naturales. Según su lipofilia, las pequeñas moléculas pueden atravesar la barrera hematoencefálica; mientras que los anticuerpos monoclonales no la traspasan en condiciones normales.
La acción terapéutica de los anticuerpos monoclonales puede ser directa o indirecta. En el mecanismo indirecto, la unión del anticuerpo a su blanco —por ejemplo: sobre la superficie de una célula tumoral— desencadena la citotoxicidad mediada por complemento o la citotoxicidad mediada por células que destruyen la célula tumoral.
En el mecanismo directo, la unión del anticuerpo monoclonal a, por ejemplo, un receptor de superficie de una célula tumoral, modula la respuesta de dicho receptor, bloqueándola o estimulándola, suprimiendo así, por ejemplo, la proliferación del tumor.
Los anticuerpos terapéuticos se administran por vía intravenosa, intramuscular o subcutánea. La vía intravenosa no es muy práctica pero ha sido bastante usada; actualmente se prefiere la vía subcutánea siempre que sea posible. La absorción del anticuerpo desde el sitio de inyección intramuscular o subcutáneo probablemente se haga a través del sistema linfático.
Por el momento no es posible la administración oral de anticuerpos. La distribución de los anticuerpos monoclonales depende de la existencia de fenestraciones en el endotelio vascular del tejido en cuestión.
Cuando el endotelio es continuo, sin fenestraciones, como en el tejido conectivo, la piel o el músculo, la difusión del anticuerpo va de limitada a restringida.
Cuando además de un endotelio continuo hay uniones estrechas entre las células endoteliales, como es el caso de la barrera hematoencefálica, la difusión estará restringida.
En tejidos cuyo endotelio vascular posee grandes fenestraciones, como en el hígado, el bazo y la médula ósea, los anticuerpos difunden libremente.
La eliminación de los anticuerpos se produce por dos mecanismos.
El primero actúa a través del sistema reticuloendotelial, común a todos los anticuerpos; la cinética es lineal, ya que en teoría no es saturable.
El otro mecanismo opera a través de la molécula blanco, en el cual el anticuerpo luego de unirse a la misma sigue su mismo destino.
Por ejemplo, un anticuerpo monoclonal que se una a la PCSK9 sin bloquear su unión al LDLr se unirá junto con el mismo al LDLr, será endocitado de la misma manera que el complejo PCSK9-LDLr, y se degradará en los lisosomas.
Este último mecanismo es saturable, ya que si hubiese gran cantidad de molécula blanco se eliminará mucho anticuerpo, pero si la cantidad fuese pequeña se saturará y la mayor parte del anticuerpo será eliminada por la vía del sistema reticuloendotelial.
La cantidad de anticuerpos monoclonales en uso clínico recientemente ha aumentado de manera exponencial, ya hay más de 200 en desarrollo clínico para indicaciones tales como: alergia, enfermedad de Alzheimer, trastornos autoinmunes, enfermedad CV, infecciones y atrofia muscular, entre otras.
La amplitud del campo de investigación se debe a que los anticuerpos monoclonales pueden ser dirigidos de manera muy específica a moléculas y vías.
La producción de anticuerpos monoclonales comienza con la inmunización para obtener células productoras de anticuerpo contra el antígeno de interés que se fusionan para inmortalizarlas; después se selecciona una célula que produce el anticuerpo con las características buscadas a partir de la cual se establece un cultivo de stock. A partir de este cultivo se pasa a un cultivo a pequeña escala (del orden de 1 litro), y luego sucesivamente a un biorreactor a pequeña escala (cerca de 50 litros) y a un biorreactor a mayor escala (de unos 3000 litros) y, finalmente, a la operación a escala industrial, con biorreactores de alrededor de 10.000 litros.
A partir de este enorme volumen después se debe separar el anticuerpo de otras proteínas segregadas por las células y de los deshechos celulares.
Luego de un proceso inicial de centrifugación y filtrado se pasa a etapas específicas de purificación por cromatografía en columnas para garantizar la seguridad biológica; se realiza la formulación cambiando el pH para estabilizar el anticuerpo y se obtiene el producto final en una ampolla que puede ser utilizada.
De esta manera se obtiene, por ejemplo, un anticuerpo monoclonal capaz de unirse directamente a la PCSK9 y bloquear su unión al LDLr —tal como ya se ha mencionado— en ausencia de la PCSK9 el LDLr unido a la partícula de LDL se libera de la misma cuando el endosoma alcanza un pH de alrededor de 5.5, y vuelve a la superficie celular; así evita ser degradado en los lisosomas con el resultante aumento de la expresión de LDLr en la superficie celular.
Actualmente se encuentran en ensayos de fase III tres anticuerpos monoclonales anti-PCSK9, además de otros compuestos orientados a la misma vía que actúan por otros mecanismos.
Con la administración de alirocumab, un anticuerpo monoclonal anti-PCSK9, se ha observado una abrupta disminución de las concentraciones de la PCSK9 circulante en plasma, acompañada en paralelo con una marcada reducción del C-LDL. A medida que el anticuerpo era eliminado se apreciaba la elevación de los niveles plasmáticos de la PCSK9 y, paralelamente, el aumento del C-LDL.
Estos hallazgos constituyen evidencia directa de la relación causal entre el incremento de la PCSK9 y el del C-LDL. Los ensayos de fase II mostraron una robusta reducción sostenida de alrededor del 60% del C-LDL con la adición de alirocumab a la terapia con atorvastatina, acompañada con disminuciones marcadas de ApoB y Lp(a) (3).
Conclusiones:
• Los anticuerpos son naturalmente producidos por el sistema inmune humano para marcar moléculas extrañas (antígenos) para ser destruidas.
• Los anticuerpos monoclonales se usan para una amplia variedad de indicaciones clínicas.
• Los anticuerpos monoclonales poseen muchas propiedades que los hacen superiores a las drogas de molécula pequeña.
• Gran parte del perfil de seguridad de los anticuerpos monoclonales es específico de sus moléculas blanco y del área terapéutica en que se usan.
• La terapia monoclonal con anticuerpos anti-PCSK9:
– es efectiva para reducir el C-LDL, el C-no-HDL y la ApoB;
– también ejerce efectos positivos sobre Lp(a) y los triglicéridos.
• Las reducciones de lípidos se observan cuando se administran solos, y con disminuciones adicionales cuando se usan conjuntamente con otras terapias hipolipemiantes.
Referencias
1 Nelson AL; Dhimolea E; Reichert JM. Development trends for human monoclonal antibody therapeutics. Nat Rev Drug Discov 2010 Oct; 9(10):767–74.
2 Foltz IN; Karow M; Wasserman SM. Evolution and emergence of therapeutic monoclonal antibodies: what cardiologists need to know. Circulation 2013 Jun 4;127(22):2222–30.
3 Roth EM; Diller P. Alirocumab for hyperlipidemia: physiology of PCSK9 inhibition, pharmacodynamics and Phase I and II clinical trial results of a PCSK9 monoclonal antibody. Future Cardiol 2014 Mar; 10(2):183–99.
