Diapositiva 1 - Biotecnologie

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. Immunol. 27 (2007) 1-18
8 Buhaescu I. et al., “New immunosoppressive therapies in renal transplantation: Monoclonal Antibodies” J. Nefrol. 18 (2005) 529-536
9 Tkaczuk J. et al., “Effect of Anti-IL-2Ra Antibody on IL-2-induced Jak/STAT Signaling” Am. J. Transpl. 2 (2002) 31-40
10 Queen C. et al., “A humanized antibody that binds to the interleukin 2 receptor” Proc. Nati. Acad. Sci. USA. 86 (1989) 10029-10033
11 Goebel J. Et al., “Daclizumab (Zenapax) inhibits early interleukin-2 receptor signal transduction events” Transpl. Immunol. 8 (2000) 153-159
12 Binder M. et al., “Identification of Their Epitope Reveals the Structural Basis for the Mechanism of Action of the Immunosuppressive Antibodies
Basiliximab and Daclizumab” Cancer Res. 67 (2007) 3518-3521
13 Pascula J. et al., “Anti-interleukin-2 receptor antibodies: basiliximab and daclizumab” Nephrol. Dial.Transplant. 16 (2001) 1756-1760
14 Bolgi U. et al., “A benefit-risk assessment of basiliximab in renal transplantation” Drug Saf. 27 (2004) 91-106
15 Gelder VT. et al., “Anti-interleukin-2 receptor antibodies in transplantation” Drugs 64 (2004) 1737-1741
16 Elkhammas EA. et al., “Basiliximab versus OKT 3 in primary simultaneous pancreas-kidney transplant recipients” Transplantation 69 (2000) S407-S416
17 Ramirez C.B. and Marino I.R., “The role of basiliximab induction therapy in organ transplantation” Expert Opin. Biol. Ther. 7 (2007) 137-148
18 Henry ML. et al., 2002 ”The use of basiliximab in solid organ transplantation” Expert Opin. Pharmacother. 3 (2002) 1657-1663
19 ten Meulen CG. et al., “Steroid-withdrawal at 3 days after renal transplantation with anti IL-2 receptor a therapy: a prospective, randomised,
multicenmter study” Am. J. 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