Hispanopedia WikiLos anticuerpos humanizados son anticuerpos de especies no humanas cuyas secuencias de proteínas han sido modificadas para aumentar su similitud con las variantes de anticuerpos producidas naturalmente en humanos. [ 1 ] [ 2 ] El proceso de "humanización" se aplica generalmente a los anticuerpos monoclonales desarrollados para su administración a humanos (por ejemplo, anticuerpos desarrollados como fármacos anticancerígenos). La humanización puede ser necesaria cuando el proceso de desarrollo de un anticuerpo específico implica su generación en un sistema inmunitario no humano (como el de los ratones). Las secuencias de proteínas de los anticuerpos producidos de esta manera son parcialmente distintas de los anticuerpos homólogos que se producen naturalmente en humanos y, por lo tanto, son potencialmente inmunogénicas cuando se administran a pacientes humanos (véase también Anticuerpo humano anti-ratón ). Hasta 2021, los nombres comunes internacionales de los nuevos anticuerpos humanizados terminaban en -zumab , como en omalizumab , pero desde entonces se ha adoptado una nueva nomenclatura y los nuevos nombres terminan en raíces diferentes (véase Nomenclatura de anticuerpos monoclonales ).
Los anticuerpos humanizados se distinguen de los anticuerpos quiméricos . Estos últimos también tienen secuencias de proteínas más similares a las de los anticuerpos humanos, pero contienen una porción mayor de proteína no humana.
Existen otras formas de desarrollar anticuerpos monoclonales. Esta lista incluye muchos de los anticuerpos monoclonales desarrollados para uso en humanos.
Uso de ADN recombinante en el proceso de humanización
El proceso de humanización aprovecha el hecho de que la producción de anticuerpos monoclonales puede realizarse utilizando ADN recombinante para crear construcciones [ 3 ] capaces de expresarse en cultivos de células de mamíferos . Es decir, se aíslan segmentos genéticos capaces de producir anticuerpos y se clonan en células que pueden cultivarse en un biorreactor , de modo que las proteínas de anticuerpos producidas a partir del ADN de los genes clonados puedan recolectarse en masa . El paso que involucra el ADN recombinante proporciona un punto de intervención que puede explotarse fácilmente para alterar la secuencia de proteínas del anticuerpo expresado. Por lo tanto, todas las alteraciones en la estructura del anticuerpo que se logran en el proceso de humanización se efectúan mediante técnicas a nivel de ADN. No todos los métodos para obtener anticuerpos destinados a la terapia humana requieren un paso de humanización (por ejemplo, la presentación en fagos ), pero esencialmente todos dependen de técnicas que permiten de manera similar la "inserción" o el "intercambio" de porciones de la molécula de anticuerpo.
Distinción con "anticuerpo quimérico"
La humanización se suele considerar distinta de la creación de una quimera de anticuerpos ratón-humano . Por lo tanto, aunque la creación de una quimera de anticuerpos se realiza normalmente para obtener un anticuerpo más parecido al humano (reemplazando la región constante del anticuerpo de ratón con la humana), las quimeras simples de este tipo no suelen denominarse humanizadas. En cambio, la secuencia proteica de un anticuerpo humanizado es esencialmente idéntica a la de una variante humana, a pesar del origen no humano de algunos de sus segmentos de la región determinante de la complementariedad (CDR), responsables de la capacidad del anticuerpo para unirse a su antígeno diana.
Los nombres de los anticuerpos quiméricos contienen la terminación -xi- . Algunos ejemplos de anticuerpos quiméricos aprobados para terapia humana son abciximab (ReoPro), basiliximab (Simulect), cetuximab (Erbitux), infliximab (Remicade) y rituximab (MabThera). También existen varios ejemplos de anticuerpos quiméricos que se encuentran actualmente en ensayos clínicos (por ejemplo, bavituximab ; consulte la lista ordenable para ver ejemplos adicionales).
Humanización a través de un intermediario quimérico
El proceso de humanización también puede incluir la creación de una quimera ratón-humano como paso inicial. En este caso, se inserta una región variable de ratón en una región constante humana. Posteriormente, la quimera puede humanizarse aún más modificando selectivamente la secuencia de aminoácidos en la región variable de la molécula.
El proceso de modificación debe ser selectivo para conservar la especificidad para la que se desarrolló originalmente el anticuerpo. Es decir, dado que las regiones CDR de la región variable son esenciales para que el anticuerpo se una a su diana, los aminoácidos de estas regiones no pueden modificarse sin comprometer el propósito del desarrollo. Además de los segmentos CDR, las regiones variables que difieren de las humanas pueden corregirse mediante el intercambio de los aminoácidos individuales correspondientes. Esto se logra a nivel del ADN mediante mutagénesis .
La nomenclatura de las quimeras humanizadas incluye la raíz de ambas designaciones ( -xi- + -zu- ). Otelixizumab es un ejemplo de una quimera humanizada que actualmente se encuentra en ensayos clínicos para el tratamiento de la artritis reumatoide y la diabetes mellitus . [ 4 ]
Humanización mediante la inserción de CDR relevantes en el "andamio" de anticuerpos humanos.
Es posible producir un anticuerpo humanizado sin crear un intermediario quimérico. La creación "directa" de un anticuerpo humanizado se puede lograr insertando los segmentos codificantes CDR apropiados (denominados "donantes", responsables de las propiedades de unión deseadas) en un "andamio" de anticuerpo humano (denominado "aceptor"). Como se mencionó anteriormente, esto se logra mediante métodos de ADN recombinante utilizando un vector apropiado [ 3 ] y expresión en células de mamíferos. Es decir, después de que se desarrolla un anticuerpo con las propiedades deseadas en un ratón (u otro animal no humano), el ADN que codifica dicho anticuerpo se puede aislar, clonar en un vector y secuenciar (o bien, el ADN se puede secuenciar directamente mediante métodos de célula única). A continuación, se puede determinar la secuencia de ADN correspondiente a los CDR del anticuerpo. Una vez que se conoce la secuencia precisa de los CDR deseados, se puede diseñar una estrategia para insertar estas secuencias adecuadamente en una construcción que contenga el ADN de una variante de anticuerpo humano. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] La estrategia también puede emplear la síntesis de fragmentos de ADN lineales basados en la lectura de secuencias CDR. El proceso requiere software de modelado computacional para determinar qué aminoácidos del anticuerpo pueden cambiarse de secuencia murina a secuencia humana sin que los cambios comprometan la conformación del sitio de unión. En Estados Unidos, este software fue desarrollado, patentado y demostrado por Protein Design Labs, Inc. en Mountain View, California, en las décadas de 1980 y 1990. [ 10 ]
Alemtuzumab es un ejemplo temprano de un anticuerpo cuya humanización no incluyó un intermediario quimérico. En este caso, se desarrolló un anticuerpo monoclonal denominado "Campath-1" para unirse a CD52 utilizando un sistema de ratón. Los bucles hipervariables de Campath-1 (que contienen sus CDR y, por lo tanto, le confieren su capacidad de unirse a CD52) se extrajeron e insertaron en una estructura de anticuerpo humano. [ 1 ] Alemtuzumab está aprobado para el tratamiento de la leucemia linfocítica crónica de células B [ 11 ] y actualmente se encuentra en ensayos clínicos para diversas afecciones, incluida la esclerosis múltiple . [ 12 ]
Obtención a partir de fuentes distintas a los ratones
Existen tecnologías que evitan por completo el uso de ratones u otros mamíferos no humanos en el proceso de descubrimiento de anticuerpos para terapia humana. Algunos ejemplos de estos sistemas incluyen diversos métodos de "visualización" (principalmente la visualización de fagos ), así como métodos que aprovechan los niveles elevados de células B que se producen durante una respuesta inmunitaria humana.
Métodos de visualización
Estos sistemas emplean los principios selectivos de la producción de anticuerpos específicos, pero utilizan microorganismos (como en la presentación en fagos ) o incluso extractos libres de células (como en la presentación en ribosomas ). Estos sistemas se basan en la creación de "bibliotecas" de genes de anticuerpos que pueden derivarse completamente del ARN humano aislado de la sangre periférica . Los productos inmediatos de estos sistemas son fragmentos de anticuerpos, normalmente Fab o scFv .
Esto significa que, si bien los fragmentos de anticuerpos creados mediante métodos de visualización tienen una secuencia completamente humana, no son anticuerpos completos. Por lo tanto, se utilizan procesos esencialmente idénticos a la humanización para incorporar y expresar las afinidades derivadas dentro de un anticuerpo completo.
Adalimumab (Humira) es un ejemplo de un anticuerpo aprobado para terapia humana que fue creado mediante presentación de fagos. [ 13 ] [ 14 ]
Anticuerpos procedentes de pacientes humanos o receptores de vacunas.
Es posible aprovechar la respuesta inmunitaria humana para el descubrimiento de anticuerpos monoclonales. En pocas palabras, la respuesta inmunitaria humana funciona de la misma manera que en un ratón u otro mamífero no humano. Por lo tanto, las personas que experimentan un desafío a su sistema inmunitario, como una enfermedad infecciosa, cáncer o una vacunación, son una fuente potencial de anticuerpos monoclonales dirigidos contra dicho desafío. Este enfoque parece especialmente adecuado para el desarrollo de terapias antivirales que aprovechan los principios de la inmunidad pasiva . Se han demostrado variantes de este enfoque en principio [ 15 ] y algunas están entrando en desarrollo comercial [ 16 ] .
Véase también
Referencias
- 1 2 Riechmann L, Clark M, Waldmann H, Winter G (1988). "Remodelación de anticuerpos humanos para terapia" . Nature . 332 (6162): 323– 7. Bibcode : 1988Natur.332..323R . doi : 10.1038/332323a0 . PMID 3127726. S2CID 4335569 .
- ↑ Queen C, Schneider WP, Selick HE, Payne PW, Landolfi NF, Duncan JF, Avdalovic NM, Levitt M, Junghans RP, Waldmann TA (dic. 1989). "Un anticuerpo humanizado que se une al receptor de interleucina 2" . Proc Natl Acad Sci USA . 86 (24): 10029–33 . Bibcode : 1989PNAS...8610029Q . doi : 10.1073 / pnas.86.24.10029 . PMC 298637. PMID 2513570 . (Este es un ejemplo temprano del uso del término "anticuerpo humanizado").
- 1 2 Norderhaug L, Olafsen T, Michaelsen TE, Sandlie I (mayo de 1997). "Vectores versátiles para la expresión transitoria y estable de moléculas de anticuerpos recombinantes en células de mamíferos". J Immunol Methods . 204 (1): 77– 87. doi : 10.1016/S0022-1759(97)00034-3 . PMID 9202712 .
- ↑ Lista de páginas de ensayos clínicos para otelixizumab
- ↑ Kashmiri SV, De Pascalis R, Gonzales NR, Schlom J (mayo de 2005). "Injerto de SDR : un nuevo enfoque para la humanización de anticuerpos". Methods . 36 (1): 25– 34. doi : 10.1016/j.ymeth.2005.01.003 . PMID 15848072 .
- ↑ Hou S, Li B, Wang L, Qian W, Zhang D, Hong X, Wang H, Guo Y (julio de 2008). "Humanización de un anticuerpo monoclonal anti-CD34 mediante injerto de región determinante de la complementariedad basado en modelado molecular asistido por computadora" . J Biochem . 144 (1): 115–20 . doi : 10.1093/jb/mvn052 . PMID 18424812 .
- ↑ Zhang, Yi-Fan; Ho, Mitchell (26 de septiembre de 2016). "Humanización de anticuerpos de alta afinidad dirigidos a la glicopican-3 en el carcinoma hepatocelular" . Scientific Reports . 6 33878. doi : 10.1038/srep33878 . ISSN 2045-2322 . PMC 5036187. PMID 27667400 .
- ↑ Zhang, Yi-Fan; Ho, Mitchell (abril de 2017). "Humanización de anticuerpos monoclonales de conejo mediante el injerto de regiones determinantes de complementariedad Kabat/IMGT/Paratome combinadas: fundamentos y ejemplos" . mAbs . 9 ( 3): 419– 429. doi : 10.1080/19420862.2017.1289302 . ISSN 1942-0870 . PMC 5384799. PMID 28165915 .
- ↑ Zhang, Yi-Fan; Sun, Yaping; Hong, Jessica; Ho, Mitchell (enero de 2023). "Humanización del anticuerpo de dominio único VNAR de tiburón mediante injerto de CDR" . Current Protocols . 3 (1): e630. doi : 10.1002/cpz1.630 . ISSN 2691-1299 . PMC 9813873. PMID 36594750 .
- ↑ Fletcher, L. La tecnología de anticuerpos monoclonales de PDL llega en el momento oportuno. Nat Biotechnol 19, 395–396 (2001). https://doi.org/10.1038/88010
- ↑ Entrada de DrugBank para alemtuzumab
- ↑ Páginas de ensayos clínicos para alemtuzumab
- ↑ Kempeni J. (Nov 1999). "Resultados preliminares de los primeros ensayos clínicos con el anticuerpo monoclonal anti-TNFα totalmente humano D2E7" . Ann Rheum Dis . 58 (Supl. 1): I70–2. doi : 10.1136/ard.58.2008.i70 . PMC 1766582. PMID 10577977 .
- ↑ Rau R (noviembre de 2002). "Adalimumab (un anticuerpo monoclonal anti-factor de necrosis tumoral alfa totalmente humano) en el tratamiento de la artritis reumatoide activa: los resultados iniciales de cinco ensayos" . Ann Rheum Dis . 61 (Supl. 2): 70–3 . doi : 10.1136/ard.61.suppl_2.ii70 . PMC 1766697. PMID 12379628 .
- ↑ Stacy JE, Kausmally L, Simonsen B, Nordgard SH, Alsøe L, Michaelsen TE, Brekke OH (dic. 2003). "Aislamiento directo de anticuerpos humanos recombinantes contra Neisseria meningitidis del grupo B a partir de bibliotecas de expresión de scFv". J Immunol Methods . 283 ( 1–2 ): 247–59 . doi : 10.1016/j.jim.2003.09.015 . PMID 14659916 .
- ↑ http://www.theraclone-sciences.com/pdf/Theraclone_ISTAR.pdf Archivado el 3 de marzo de 2016 en Wayback Machine Ejemplo de método que utiliza pacientes humanos como fuente de anticuerpos monoclonales
- Anticuerpos monoclonales