Laurea Specialistica in Biotecnologie Mediche II anno, I semestre CORSO DI IMMUNOLOGIA MOLECOLARE “Ruolo del recettore dell’ Interleuchina-2 nella terapia immunosoppressiva: Basiliximab e Daclizumab” Maria Elena Terlizzi ... RIASSUMENDO Clinico Molecolare Acuto Rigetto Cronico Iperacuto CD-3 Target specifici www.pathmicro.med.sc.edu www.sapiec.it Muronomab Orthoclone ATTIVITA’ BIOLOGICHE DELL’IL-2: Cellule del SI Linfocita T Linfocita B Interleuchina-2 Proliferazione delle cellule NK Cellula NK ed aumento della loro attività citolitica Proliferazione dei linfociti B e Proliferazione dei linfocitidiT produzione (aumento dellaanticorpi sintesi di citochine come IL-4, IFNγ) Soppressione della risposta T mediata (AICD) Treg Controllo funzione Treg Malek T.R. and Bayer A.L.; 2004 IL-2: “FATTORE DI CRESCITA DEI LINFOCITI T” 1976: scoperta dell’IL-2 Glicoproteina di 14-17 kD Struttura globulare: 4 domini ad α-elica Produzione transitoria: picco 812 h dall’attivazione Gaffen S.L and Liu K.D; 2004 www.cmbi.bjmu.edu Gaffen S.L and Liu K.D; 2004 SINTESI DELL’IL-2 IL-2 Treg L’attivazione Produzione didei fattori linfociti trascrizionali T scatena che molteplici agiscono viesul di promotore segnalazione del gene per l’IL-2 5’ Gaffen S.L and Liu K.D; 2004 RECETTORE DELL’IL 2: Alfa (α), Beta (β) e Gamma common (γc) IL-2R α (CD25 o Tac) Polipeptide di 55kD Sintesi indotta da IL-2 Coinvolta nel legame con IL-2 Incapacità di signaling intracellulare Timociti CD 4-/ CD 8- e midollo osseo www.ncbi.nlm.nih.gov IL-2R γc (p64) Signaling intracellulare In comune con IL-4/7/9/15/21R Associata costitutivamente a JAK 3 Linee linfo-emopoietiche (NK, monociti e granulociti) Poco espresso in T maturi (CD 4+/ CD 8+), NK, monociti, cellule B mature IL-2R β (CD122 o p75) Legame al ligando e trasduzione del segnale (JAK 1) Comune con il IL-15R T maturi (CD 4+/ CD 8+), NK, monociti, cellule B mature, cellule dendritiche e neutrofili Gaffen S.L and Liu K.D; 2004; Kim H.P. et al., 2006 RECETTORE DELL’IL 2: Caratteristiche CD 4-/ CD 8Timo e midollo osseo CD 4+/ CD Cellule NK8+ Linfociti T attivati Kim H.P. et al., 2006 CelluleT NK Linfociti circolanti Cellule B mature Gaffen S.L; 2001 RECETTORE DELL’IL 2: Espressione della forma ad alta affinità IL-2 Stimolo Ag IL-2α IL-2 IL-2α INF α EBNA 1 Linfocita T IL-2 IL-2α Linfocita T attivo Linfocita T attivo IL-2 IL-2 IL-2α IL-2α Linfocita T attivo EBNA 2 Linfocita T attivo Kim H.P. et al., 2006 Kim H.P. et al., 2006 RECETTORE DELL’IL 2: Legame con il ligando Kim H.P. et al., 2006 RECETTORE DELL’IL 2: Cascata di segnalazione Assenza di ligando Eterotrimero stabile JAK 1 Paradosso “dose”-dipendente c-fos Bcl-2 CICLINE IL-2Rα / Apoptosi FasL Malek T.R. and Bayer A.L.; 2004 IL-2Rα E L’IMMUNOSOPPRESSIONE Perché IL-2Rα? Espressa prevalentemente nei linfociti T attivati Essendo specifica per l’IL-2 non inficia il signaling di altre citochine Waldmann TA, 2007 Costruzione di un MoAb anti CD-25 “SCOPERTA” DELL’ANTI-TAC Nel 1980 Uchiyama Takashi produsse, con la tecnica dell’ibridoma, un anticorpo monoclonale murino “anti CD4” Utilizzò una linea cellulare ottenuta da un paziente con diagnosi di leucemia a cellule T (Sèzary Sindrome) con un pregresso di leucemia a cellule T HTLV-I correlata L’anticorpo prodotto, oltre a non legare il CD4, era in grado di legare SOLO i linfociti T attivati Analisi INDIRETTE per identificare il reale target → definire il sito di legame dell’IL-2 al suo recettore → clonaggio del recettore stesso e delle subunità → definire il “tropismo” delle subunità recettoriali → determinare i pathways da esso individuati Uchiyama T. et al., 1981 Waldmann TA, 2007 DALL’ANTI-TAC AL DACLIZUMAB E BASILIXIMAB BASILIXIMAB DACLIZUMAB ANTI-TAC: Scarsi effetti terapeutici Emivita di 25 h nel torrente ematico Immunogenico 90% umano (IgG1) 10% murino (CDRs) 75% umano (IgG1K) IgG1/anti-Tac 25% murino Anticorpo (CDRs) umanizzato ricombinante cellulare di mieloma Anticorpo Linea IgG1K chimerico NSO murino ricombinante Tecnologia del DNA Ibridoma murino codificante per Ab ricombinante: sistema di murino RFT5 (variable region) e IgG1K espressione glutaminsintetasi umana (costant region) (NS GSO) Proteina diProteina 144kD di 144kD www.simulect.at www.upload.wikimedia.org ANTI CD25 Queen C. et al., 1989 Buhaescu I. et al., 2005 Waldmann TA, 2007 MECCANISMO D’AZIONE (1) Ipotesi sull’interazione con il CD25: Parziale deplezione dei linfociti per Antibody Dependent Cellular Citotoxicity (ADCC) e Complement-mediateD Citotoxicity (CDC) Modulazione della trascrizione del CD25 Legame Fc-FcR sulla membrana dei linfociti T attivati Saturazione dei CD25 P EpitopoJAK1 comune CD25-MoAb JAK 3 P sconosciuto STAT 5 a/b Goebel J. et al., 2000 Tkaczuk J. et al., 2002 P www.upload.wikimedia.org Goebel J. Et al., 2000 MECCANISMO D’AZIONE (2) E116 Phage peptide libraries display (CX7C) Successive purificazioni Controllo negativo (Rituximab) Sequenziamento e confronto V122 Individuazione di residui aa cardine IL2 IL2γ IL2β IL2-IL2Rα IL2α (116) E R I Y H F V (122) Binder M. et al., 2007 DACLIZUMAB: caratteristiche Approvato dall’FDA nel 1997 per il trapianto renale Indicato nella profilassi del trapianto renale associato a corticosteroidi e ciclosporina http://www.rocheusa.com/products/zenapax/ Amministrazione e dosaggio Pz adulti e pediatrici 1 mg/Kg (1,5 mg/Kg per TX midollo) per totale saturazione Amministrazione con 5 dosi: La prima 24h prima del TX Le rimanenti ogni 14h post TX No informazioni sul trattamento prolungato Trials clinici su trapianto di fegato, pancreas, pancreas-rene, cuore: diminuizione episodi acuti Pascula J. et al., 2001 www.fda.gov/ www.redpoll.pharmacy.ualberta.ca BASILIXIMAB: caratteristiche Approvato dall’FDA nel 1998 per il trapianto renale Lega con alta affinità il CD25 (Ka=1010M-1) Indicato nella profilassi del trapianto renale associato a tripla terapia immunosoppressiva www.pharma.us.novartis.com/products/name/simulect.jsp Amministrazione e dosaggio Pz adulti e pediatrici (>35Kg) 2 dosi da 1 mg Pz pediatrici (<35Kg) 2 dosi da 2mg: La prima 2h prima del TX La seconda 4gg post TX T1/2 (adulti) 13.4gg; T1/2 (pediatrici) 9.4gg Completa saturazione dei recettori per 4-6 settimane (pediatrici 29gg) Trials clinici su trapianto di fegato, pancreas, pancreas-rene, cuore, polmone: www.fda.gov diminuizione episodi acuti www.pharma.us.novartis.com Ramirez CB et al., 2007 BASILIXIMAB E DACLIZUMAB: confronto No somministrazione in gravidanza Verifica della funzionalità renale Reazione da ipersensibilità Trattamento con Simulect o Zenapax USA ≈ 45.857 $ Henry ML. Et al., 2002 Boggi U. et al., 2004 Gelder TV. et al., 2004 TRIALS CLINICI: Basiliximab e Daclizumab Generalizzare → Diverse variabili Gruppo di controllo Tipo di paziente (CMV e TX renale) Tipo di trapianto Metodo di indagine Csa: ciclosporine; St steroidi (ss) dose singola; MMF mofetil micofenolato Elkhammas EA et al., 2000 Ramirez CB. Et al., 2007 ten Meulen CG. et al., 2004 Vicenti F. et al., 2006 CONCLUSIONI Immunosoppressione Patologie infiammatorie croniche Tumori ematologici 1 - Completed Patologie autoimmuni Trapianto ANTI-TAC THERAPY FOR UVEITIS Condition: Uveitis Intervention:Drug: Daclizumab (Zenapax) 2- Recruiting Basiliximab in Moderate to Severe Ulcerative Colitis Condition:Ulcerative Colitis Intervention:Drug: Basiliximab www.clinicaltrials.gov Bibliografia 1 Gaffen S.L. and Liu K.D. “Overview of interleukin-2 function, production and clinical applications” Cytochine 28 (2004) 109-123 2 Malek T.R. and Bayer A.L. “Tolerance, not immunity, crucially depends on IL-2” Nat. Rev. Immunol. 4 (2004) 665-674 3 Kim H.P. et al., “Both integrated and differential regulation of components of the IL-2/IL-2 receptor system” Cytokine and Growth Factor Reviews 17 (2006) 349-366 4 Gaffen S.L. “Signaling domains of the interleukin 2 receptor” Cytokine 14 (2001) 63-77 5 Uchiyama T. et al,” A monoclonal antibody (anti-Tac) reactive with activated and functionally mature human T cells; 1. Production of Anti-Tac Monoclonal Antibody and Distributiono f Tac (+) Cells” J. Immunol. 126 (1981) 1393-1398 6 Uchiyama T. et al, A monoclonal antibody (anti-Tac) reactive with activated and functionally mature human T cells; II. Expression of Tac Antigen on Activated Cytotoxic Killer T Cells,Suppressor Cells, and on One of Two Types of Helper T Cells” J. Immunol. 126 (1981) 1398-1403 7 Waldmann TA, “Anti-Tac (daclizumab, Zenapax) in the Treatment of Leukemia, Autoimmune Diseases, and in the Prevention of Allograft Rejection: A 25-Year Personal Odyssey” J. Clin. 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Transplant. 4 (2004) 803-816 20 Vicenti F. et al., “Interleukin-2 receptor antagonist induction in modern immunosoppression regimens for renal transplant recipients” European Society of Organ transplantation 19 (2006) 446-457 Siti internet / Referenze immagini dei titoli www.sapiec.it www.pathmicro.med.sc.edu www.cmbi.bjmu.edu www.upload.wikimedia.org www.fda.gov/ www.redpoll.pharmacy.ualberta.ca www.rocheusa.com/products/zenapax/ www.pharma.us.novartis.com www.simulect.at www.clinicaltrials.gov www.sapiec.it www.dmsg.de www.images.encarta.msn.com www.unm.edu www.emisca.altervista.org www.images.google.it