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La terapia dirigida con profármacos enzimáticos ( DEPT ) utiliza enzimas introducidas artificialmente en el cuerpo para convertir profármacos , que tienen poca o ninguna activid...

La terapia dirigida con profármacos enzimáticos ( DEPT ) utiliza enzimas introducidas artificialmente en el cuerpo para convertir profármacos , que tienen poca o ninguna actividad biológica, en la forma activa en la ubicación deseada dentro del cuerpo. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Muchos fármacos de quimioterapia para el cáncer carecen de especificidad tumoral y las dosis necesarias para alcanzar niveles terapéuticos en el tumor suelen ser tóxicas para otros tejidos. Las estrategias DEPT son un método experimental para reducir la toxicidad sistémica de un fármaco, al lograr altos niveles del fármaco activo solo en el sitio deseado. Este artículo describe las variaciones de la tecnología DEPT.

Terapia con profármacos enzimáticos dirigidos por anticuerpos (ADEPT)

ADEPT [ 4 ] es una estrategia para superar los problemas de falta de selectividad tumoral . Un anticuerpo diseñado/desarrollado contra un antígeno tumoral se une a una enzima y se inyecta en la sangre, lo que resulta en la unión selectiva de la enzima en el tumor. Cuando la diferencia entre los niveles de enzima del tumor y del tejido normal es suficiente, se administra un profármaco en la circulación sanguínea, que se convierte en un fármaco citotóxico activo por acción de la enzima, únicamente dentro del tumor. La selectividad se logra mediante la especificidad tumoral del anticuerpo y retrasando la administración del profármaco hasta que exista una gran diferencia entre los niveles de enzima del tumor y del tejido normal.

ADEPT ha demostrado actividad antitumoral en modelos animales de tumores de coriocarcinoma humano y carcinoma de colon y mama .

Historia de ADEPT

El primer ensayo clínico a escala piloto de ADEPT se llevó a cabo en el Hospital Charing Cross de Londres , utilizando un anticuerpo anti-CEA F(ab′)2 conjugado con la enzima bacteriana carboxipeptidasa G2 (CPG2). [ 5 ]

El anticuerpo utilizado en el primer ensayo clínico ADEPT era de origen murino y la enzima era bacteriana. Los anticuerpos del huésped contra ambos componentes del AEC estaban presentes en la sangre de todos los pacientes no inmunodeprimidos al décimo día después de la infusión de AEC. [ 6 ] Varios pacientes recibieron ciclosporina, ya que se había demostrado en conejos que esto podía retrasar la aparición de anticuerpos del huésped contra proteínas solubles. [ 7 ]

Un ensayo posterior a pequeña escala en el Royal Free Hospital de Londres utilizó los mismos agentes que en el ensayo del Charing Cross Hospital, pero el protocolo se modificó para proporcionar datos farmacocinéticos adicionales y la mayoría de los pacientes recibieron solo un único ciclo de tratamiento. [ 8 ]

Terapia con profármacos enzimáticos dirigidos por genes (GDEPT)

GDEPT es una terapia génica suicida en la que la enzima necesaria para la conversión del profármaco se produce dentro de la célula diana, utilizando un gen introducido mediante terapia génica. Cuando existe un diferencial adecuado entre la célula diana y el tejido endógeno, se administra el profármaco no tóxico, que posteriormente se convierte en su forma tóxica dentro de la célula diana. [ 9 ] Los sistemas que utilizan vectores virales para administrar el gen se conocen como VDEPT .

Terapia con profármacos enzimáticos dirigidos por virus (VDEPT)

VDEPT es el término que se utiliza para describir el uso de un virus para administrar el gen de GDEPT. VDEPT podría utilizarse para mejorar el potencial terapéutico de los virus oncolíticos .

Terapia con profármacos activados por enzimas dirigida por lectinas (LEAPT)

LEAPT es una variante de DEPT en la que se utiliza la manipulación de carbohidratos en la superficie de la enzima para dirigir su actividad a la célula en cuestión. [ 10 ] Esto permite aprovechar las interacciones azúcar - lectina , a veces altamente específicas , que se encuentran en los organismos, incluidos los humanos. Ejemplos de prueba de concepto han demostrado la administración a órganos diana de enzimas que liberan citotóxicos específicos para tratar tumores.

Terapia con profármacos enzimáticos dirigidos por polímeros (PDEPT)

El método PDEPT utiliza conjugados polímero-fármaco , fármacos contenidos dentro de una "cáscara" de polímero como el pHPMA y diseñados para ser liberados únicamente por una enzima específica.

Terapia con profármacos enzimáticos dirigidos contra Clostridia (CDEPT)

La CDEPT consiste en el uso de Clostridia para convertir profármacos en fármacos activos. La CDEPT aprovecha el entorno hipóxico de los tumores sólidos para dirigir los fármacos hacia ellos, utilizando bacterias anaerobias residentes en el tumor para convertir el profármaco en su forma activa. [ 11 ] [ 12 ] Las esporas de Clostridia inyectadas por vía intravenosa muestran especificidad por los tumores, colonizando las áreas hipóxicas de los mismos. [ 13 ]

La estrategia del CDEPT

Quizás el desafío más importante en el tratamiento del cáncer radica en cómo reducir los efectos secundarios de los agentes anticancerígenos inyectados, que presentan un alto potencial citotóxico . Una solución ampliamente utilizada consiste en emplear enzimas capaces de convertir un precursor profármaco relativamente no tóxico en la(s) forma(s) activa(s) del fármaco. La terapia con profármacos enzimáticos dirigidos por Clostridium (CDEPT) [ 14 ] es uno de los enfoques posibles.

Los tumores sólidos , a diferencia de los tejidos normales, crecen rápidamente. Como resultado, los tejidos cancerosos pueden sufrir un suministro inadecuado de sangre y oxígeno . [ 15 ] Por lo tanto, los clostridios pueden crecer en el tumor y destruirlo específicamente. [ 16 ] (Originalmente, Parker y colaboradores [ 17 ] demostraron que la inyección de esporas de Clostridium histolyticum en los sarcomas trasplantados de ratones produce una lisis tumoral significativa. Poco después, se demostró que no es necesaria una inyección directa y que la colonización tumoral se obtiene fácilmente tras la administración intravenosa de esporas [ 18 ] ).

En la terapia CDEPT, una enzima convertidora de profármacos, expresada mediante un plásmido de expresión de Clostridium, transforma un profármaco en su forma activa dentro del tumor. Si bien el profármaco se encuentra en su forma inactiva y puede administrarse por vía sanguínea, los productos de su degradación son altamente citotóxicos y ejercen su efecto únicamente en las proximidades de las células tumorales.

Las dificultades en la ingeniería de cepas de clostridios han restringido la aplicación de otros sistemas de profármacos enzimáticos. Hasta ahora, se han aplicado dos enzimas en CDEPT: citosina desaminasa y nitroreductasa . [ 19 ]

Referencias

  1. Karjoo, Zahra; Chen, Xuguang; Hatefi, Arash (22 de mayo de 2015). "Avances y problemas con el uso de genes suicidas para la terapia dirigida contra el cáncer" . Advanced Drug Delivery Reviews . 99 (Pt A): 113–28 . doi : 10.1016/j.addr.2015.05.009 . ISSN 1872-8294 . PMC 4758904. PMID 26004498 .   
  2. Zawilska, JB; Wojcieszak, J; Olejniczak, AB (2013). "Profármacos: un desafío para el desarrollo de fármacos". Informes Farmacológicos . 65 (1): 1– 14. doi : 10.1016/s1734-1140(13)70959-9 . PMID 23563019 . 
  3. Schellmann, N; Deckert, PM; Bachran, D; Fuchs, H; Bachran, C (septiembre de 2010). "Terapias dirigidas con profármacos enzimáticos". Mini Reviews in Medicinal Chemistry . 10 (10): 887– 904. doi : 10.2174/138955710792007196 . PMID 20560876 . 
  4. Bagshawe KD (octubre de 2006). "Terapia con profármacos enzimáticos dirigidos por anticuerpos (ADEPT) para el cáncer". Expert Rev Anticancer Ther . 6 (10): 1421–31 . doi : 10.1586/14737140.6.10.1421 . PMID 17069527. S2CID 2749415 .  
  5. Bagshawe KD, Sharma SK, Springer CJ, Antoniw P (1995). "Terapia con profármacos enzimáticos dirigidos por anticuerpos (ADEPT): un ensayo clínico a escala piloto". Tumor Targeting . 1 : 17–29 .
  6. Bagshawe KD, Sharma SK (diciembre de 1996). "La ciclosporina retrasa la respuesta inmune del huésped al conjugado enzima-anticuerpo en ADEPT". Transplant. Proc . 28 (6): 3156–8 . PMID 8962223 . 
  7. Ledermann JA, Begent RH, Bagshawe KD (noviembre de 1988). "La ciclosporina A previene la respuesta de anticuerpos antimurinos a un anticuerpo monoclonal antitumoral en conejos" . Br . J. Cancer . 58 (5): 562–6 . doi : 10.1038/bjc.1988.259 . PMC 2246811. PMID 3265331 .  
  8. KD Bagshawe y M Napier, Primeros estudios clínicos con ADEPT. En: RG Melton y RJ Knox Editores, Estrategias de profármacos enzimáticos para la terapia del cáncer Kluwer Academic, Londres (1999), 199–207.
  9. Karjoo, Zahra; Chen, Xuguang; Hatefi, Arash (22 de mayo de 2015). "Avances y problemas con el uso de genes suicidas para la terapia dirigida contra el cáncer" . Advanced Drug Delivery Reviews . 99 (Pt A): 113–28 . doi : 10.1016/j.addr.2015.05.009 . ISSN 1872-8294 . PMC 4758904. PMID 26004498 .   
  10. Robinson, Mark A.; Charlton, Stuart T.; Garnier, Philippe; Wang, Xiang-tao; Davis, Stanley S.; Perkins, Alan C.; Frier, Malcolm; Duncan, Ruth; Savage, Tony J. (2004-10-05). "LEAPT: Terapia con profármacos activados por enzimas dirigidas por lectinas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 101 (40): 14527– 14532. Bibcode : 2004PNAS..10114527R . doi : 10.1073/pnas.0303574101 . ISSN 0027-8424 . PMC 521935. PMID 15448212 .   
  11. Ahn, GO; Brown, M (1 de mayo de 2007). "Dirigiendo el tratamiento de tumores con citotoxinas activadas por hipoxia" . Frontiers in Bioscience . 12 ( 8–12 ): 3483–501 . doi : 10.2741/2329 . PMID 17485316 . 
  12. Schellmann, N; Deckert, PM; Bachran, D; Fuchs, H; Bachran, C (septiembre de 2010). "Terapias dirigidas con profármacos enzimáticos". Mini Reviews in Medicinal Chemistry . 10 (10): 887– 904. doi : 10.2174/138955710792007196 . PMID 20560876 . 
  13. Minton, NP; Mauchline, ML; Lemmon, MJ; Brehm, JK; Fox, M; Michael, NP; Giaccia, A; Brown, JM (octubre de 1995). "Dirigiendo la quimioterapia a tumores mediante esporas de clostridios" . FEMS Microbiology Reviews . 17 (3): 357– 64. doi : 10.1111/j.1574-6976.1995.tb00219.x . PMID 7576773 . 
  14. Minton NP, Mauchline ML, Lemmon MJ, et al. (octubre de 1995). "Dirigiendo la quimioterapia a tumores mediante esporas de clostridios" . FEMS Microbiol. Rev. 17 ( 3): 357– 64. doi : 10.1111/j.1574-6976.1995.tb00219.x . PMID 7576773 .  
  15. ^ Nuyts S, Van Mellaert L, Theys J, Landuyt W, Lambin P, Anné J (febrero de 2002). "Esporas de Clostridium para la administración de fármacos específicos de tumores". Medicamentos anticancerígenos . 13 (2): 115– 25. doi : 10.1097/00001813-200202000-00002 . PMID 11901303 . 
  16. Brown JM, Wilson WR (junio de 2004). "Aprovechamiento de la hipoxia tumoral en el tratamiento del cáncer". Nat . Rev. Cancer . 4 (6): 437– 47. doi : 10.1038/nrc1367 . PMID 15170446. S2CID 3105010 .  
  17. Parker RC, Plumber HC, Siebenmann CO, Chapman MG (1947). "Efecto de la infección y la toxina por Histolyticus en tumores trasplantables de ratón". Proc. Soc. Exp. Biol. Med . 66 (2): 461– 5. doi : 10.3181/00379727-66-16124 . PMID 18921791 . S2CID 28348293 .  
  18. Malmgren RA, Flanigan CC (agosto de 1955). "Localización de la forma vegetativa de Clostridium tetani en tumores de ratón tras la administración intravenosa de esporas" . Cancer Res . 15 (7): 473–8 . PMID 13240693 . 
  19. Minton NP (diciembre de 2003). "Clostridia en la terapia del cáncer". Nat . Rev. Microbiol . 1 (3): 237– 42. doi : 10.1038/nrmicro777 . PMID 15035028. S2CID 27737452 .