TEP TANULMÁNY
A génterápia, illetve a biológiai választ módosító kezelés jelene és jövôje
Irta: dr Gergely Péter egyetemi tanár Semmelweis OTE, Központi Immunológiai Laboratórium
1998 november
2 Tartalom Rövidítések Összefoglalás 1. A génterápia jelenlegi helyzete és jövôbeli lehetôségei 1.1. Bevezetés 1.2. A génterápia alkalmazási területei 1.2.1. Kongenitális (monogénes) betegségek 1.2.2. Polygénesen öröklôdô betegségek 1.2.3. Degneratív betegségek 1.2.4. Rosszindulatú daganatok 1.2.5. Immunpatológiai gyulladásos betegségek (autoimmun betegségek, atopia) 1.2.6. A fertôzô betegségek génterápiája 1.2.7. Csírasejt génterápia, és az enhancement engineering 1.3. A génterápia jelenlegi módszerei 1.3.1. A gének bevitelének lehetôségei 1.4. A génterápia megoldásra váró feladatai 2. A biológiai választ módosító kezelés jelene és jövôbeli helyzete 2.1. Bevezetés 2.2. Citokinek és citokinekhez hasonló reguláló molekulák 2.3. Citokin antagonisták 2.4. Monoklonális antitestek 2.5. Vakcinálás, tolerizálás 2.6. Egyéb reguláló anyagok 2.6.1. Adjuvánsok 2.6.2. Apoptosist módosító szerek 2.7. Azon betegségek köre, amelyekben a BRM kezelés alkalmazható 2.7.1. Malignus daganatok. 2.7.2. Infekciók 2.7.3. Gyulladásos betegségek (autoimmun betegségek, atopiás betegségek, stb) 2.7.4. Primer és szekunder immundefektusok 2.7.5. Vakcinákkal együtt adva a hatékonyság növelésére 2.7.6. Egyéb betegségek 2.8. A BRM kezelés problémái, illetve a megoldásra váró feladatok Fontosabb irodalom
3 4 6 6 6 7 7 8 8 9 9 10 11 11 13 14 14 14 15 16 18 18 19 19 20 20 20 20 21 21 21 21 23
3 Röviditések
BRM CD CML EAE EGF G-CSF GM-CSF HBV HCV HIV HSV ICAM IFN IGF ILIL-2R IL-1Ra ITP LPS MHC NGF PDGF SCID sTNF-aR TH(1 vagy2) TNF- α
biológiai választ módosító anyag/kezelés differenciálódási antigén krónikus myeloid leukaemia experimentális allergiás encephalomyelitis epidermalis növekedési faktor granulocyta kolónia stimuláló faktor granulocyta/makrofág kolónia stimuláló faktor hepatitis B virus hepatitis C virus humán immundeficiencia vírus herpes simplex vírus intercelluláris adhéziós molekula interferon inzulinszerû növekedési faktor interleukin interleukin-2 receptor interleukin-1 receptor antagonista immun (idiopathiás) thrombocytopenia (bakteriális) lipopoliszacharid (endotoxin) fô hisztokompatibilitási komplex ideg növekedési faktor thrombocyta növekedési faktor súlyos kombinált immundefektus solubilis TNF-a receptor helper T(1 vagy 2) sejt tumor necrosis faktor-alfa
4 Összefoglalás
1. A génterápia A génterápia specifikus, mûködôképes gének bevitele (megfelelô) sejtekbe gyógyítási vagy preventív céllal. A génterápia a molekuláris biológia, illetve a kísérletes orvostudomány új ága, mely az utóbbi idôben egyre inkább az érdeklôdés elôterébe kerül. A génterápia elvi lehetôségei: gén korrekció genetikai betegségekben gén korrekció egyéb (anyagcsere, idegrendszeri, stb.) betegségekben a daganatos sejtek elpusztítása rosszindulatú daganatokban az immunválasz módosítása (pl. autoimmun betegségek kezelése, stb.) immunizálás fertôzô betegségek ellen A génterápia - jelenleg ismert - problémái, melyek kutatást, illetve majdan optimalizálást igényelnek: a kezelendô sejtek (szövetek) biológiájának minél teljesebb felderítése vírus- és nem vírus-eredetû génvektorok kutatása a génexpresziós kazetta (promoter + cDNS + poly-A jel) optimalizálása a legbiztonságosabb és leghatékonyabb bevitel felderítése a transzgénikus állapot “élettartamának” vizsgálata, optimalizálása etikai problémák. 2. Biológiai választ-módosító (BRM) kezelés: A BRM kezelés lehetôségei: citokinek (chemokinek, növekedési faktorok, stb.) alkalmazása: olyan anyagok alkalmazása, melyek a citokinek (chemokinek, adhéziós molekulák, stb.) hatását gátolják:
5 monoklonális antitestek a fentebb említett molekulák ellen (pl. IL-2 receptor ellen, stb.) vakcinálás, tolerizálás egyéb reguláló anyagok (adjuvánsok, stb) kismolekulájú (non-protein) anyagok, melyek egy adott citokin, stb. termelését és/vagy hatását semlegesítik a sejtek differenciálódását, ill. apoptosisát befolyásoló anyagok (pl. A vitamin, D vitamin analógok, stb.) Azon betegségek köre, melyekben fenti gyógykezelés alkalmazható: malignus daganatok infekciók gyulladásos (pl. autoimmun) betegségek primer és szekunder immundefektusok vakcinákkal együtt adva annak hatékonyságának növelésére egyéb betegségek A kezelés problémái, illetve a megoldásra váró feladatok: az adott problémakör kutatása (pl. egy adott citokin esetében a hatások tisztázása, a reguláció felderítése) monoklonális antitestek esetében a minél kisebb xenogenitás elérése, a specificitás fokozása, illetve - általában - az antitest sejtdepléciót kiváltó hatásának mérséklése a citokinek, ill. egyéb lokális mediátorok hatásának célzása (azaz a szisztémás hatások csökkentése) kismolekulájú (hosszabb félélet idejû) gátló vagy serkentô anyagok elôállítása, kutatása, tesztelése.
6
7 1. A génterápia jelenlegi helyzete és jövôbeli lehetôségei
1.1. Bevezetés A génterápia definíciója: specifikus, mûködôképes gének bevitele (megfelelô) sejtekbe gyógyítási vagy preventív céllal. A génterápia a molekuláris biológia és kisérletes orvostudomány egyik legfiatalabb de egyúttal talán legígéretesebb ága. Minden olyan betegség gyógyításának ígéretét hordozza, melyeket ma még egyáltalában nem tudunk gyógyítani, vagy gyógyításukban csak szerény eredményeket értünk el. Bár sokszor elhangzik, hogy a génterápia gyakorlati megvalósítása a holnap feladata, átmeneti sikerekrôl már a közelmúltban is beszámoltak. Az elsô ilyen jellegû - hírhedtté vált - eredmény már csaknem két évtizedre tekint vissza, melynek talán az volt a legfontosabb tanulsága, hogy mind a laikusok, mind a kutatók felismerték nemcsak a kezelés határtalan lehetôségeit, hanem annak etikai korlátait is (ezért jött létre az Amerikai Egyesült Államokban a “Recombinant DNA Advisory Committee”, RAC).
1.2. A génterápia alkalmazási területei A génterápia - elvi - alkalmazási területei folyamatosan bôvülnek, az alábbi felsorolás inkább csak az irányokat mutatja be, nem törekszik a teljességre. A kezelésnek két nagyobb területe van, a szomatikus és csírasejtes génterápia. A szomatikus génterápia lehetôségei valószínûleg korlátlanok, tehát vélhetôen minden betegségben alkalmazni lehet majd ilyen eljárást, mindez ma még nem jósolható meg pontosan. A szomatikus génterápia fontosabb területei (amelyeken a kutatás jelenleg a legintenzívebben folyik):
1.2.1. Kongenitális (monogénes) betegségek
8 hematológiai betegségek (pl. sarlósejtes anaemia, b-thalassaemia, stb.) haemophilia A és B primer immundefektusok (krónikus granulomás betegség, SCID, stb.) cystás fibrosis familiáris hypercholesterinaemia izomdystrophia anyagcserebetegségek (pl. Gaucher kór, phenylketonuria, stb.) ichthyosis, stb. A
fentebb
említett
csoportba
tartozó
betegségek
génterápiás
gyógyítása
látszik
legegyszerûbbnek. Ezekben ugyanis a hibás gén lokalizálható, ill. a defektus elvileg egyszerûen korrigálható. Egyetlen példával illusztrálva: a cystás fibrosisban a membrán klorid iontranszport zavarát a CFTR (“cystic fibrosis transmembrane conductance regulator”) gén hibája okozza. A génterápiás humán vizsgálatokban elôször adenovírus vektorral juttatták be betegekbe lokálisan a gént, mely viszonylag hosszabb idôn keresztül normalizálta a légúti hámsejtek iontranszportját. Késôbb egyéb módon is, legutóbb liposzómákkal vittek be gént. Az adenovírus vektor gyors antitestképzést váltott ki, de a többi kísérlet is csak átmeneti eredményt adott. Bár voltak kellemetlen mellékhatások, valójában ezek elviselhetôek voltak. Egyelôre nincs adat akár az egyszeri, akár az ismételt kezelés hossszabb távú mellékhatásairól.
1.2.2. Polygénesen öröklôdô betegségek Itt említhetô meg a diabetes mellitus, illetve általában a hormonhiányos betegségek. Az inzulin (ill. egyéb hormon) termelésért felelôs gén aránylag könnyen bevihetô bizonyos sejtekbe, sôt az is elvileg megoldható, hogy a mindenkori vércukorszint függvényében termeljék az inzulint. 1.2.3. Degneratív betegségek
9 Számos, jelenleg valójában nem kezelhetô betegség tartozik ide, jelesen pl. az amyotrophiás lateralsclerosis, az Alzheimer kór, Parkinson betegség, stb. A központi idegrendszer betegségei mellett az érelmeszesedéssel kapcsolatos különféle problémák: stroke, coronaria occlusio, stb. kezelésében is helye lehet a génterápiának. A génterápiás lehetôségek igen sokfélék, attól függôen mi a betegség lényege (pl. bizonyos fehérjék szintézisének leállítása, a szabadgyöktermelés csökkentése, stb.), részletezésükre hely hiányában nincs mód.
1.2.4. Rosszindulatú daganatok Jelenleg a génterápiás kutatások és vizsgálatok mintegy fele a daganatok kezelésére irányul. Danatok esetén az általános génterápia elsôsorban a kemoterápiás kezeléssel szembeni ellenállóképesség fokozására irányulhat, mint pl. a multidrug rezisztencia (MDR-1) gén bevitele a betegek hemopoetikus ôssejtjeibe. A daganattal szembeni biológiai (immun) válasz erôsítése célzottan történhet, ennek megfelelôen a vektorok célsejtspecificitásának fokozása szükséges (az adenovírus vektorok egy része eleve nagyobb affinitással kötôdik daganatsejtekhez, a retrovírus vektorok esetén a burok glikoproteinek módosítása segít a célsejt receptorokhoz történô kötôdésben). Az alább felsorolt - legismertebb - lehetôségek nem mutatják be az eljárások teljes palettáját: a) A daganatsejt érzékenyítése bizonyos kemoterápiás szerekkel szemben (pl. HSV timidinkináz transzfer után 5-fluorcitozin kezeléssel a kezelt sejtek nagyszámban pusztulnak el anélkül, hogy a kezelésnek bármilyen toxikus hatása lenne a szervezetre). b) Az immunreakciók fokozása számtalan lehetôséget kínál. A daganatsejtek alacsony immunogenitását lehet erôsíteni, pl. a hatékony antigénprezentációhoz szükséges B7 antigén membrán expressziójának transzfekcióval történô fokozásával, vagy ennél egyszerûbb módon, mint ahogy pl. klinikai vizsgálatokban is történik, melanoma DNS vakcinációval.
10 c) Más kutatások arra irányulnak, hogy a géntranszfer minden külön beavatkozás nélkül a daganatsejt pusztulását okozza: mint pl. antisense nukleotidok bevitelével, tumorszuppresszor gének bevitelével, onkogén(ek) down-regulációjával, ill. olyan reguláló gének bevitelével, amelyek a daganatsejtek apoptosisát indukálják.
1.2.5. Immunpatológiai gyulladásos betegségek (autoimmun betegségek, atopia, stb) A terápiás lehetôségek fontosabb módozatai: a) Célsejt génterápia: a célsejt ellenállóvá tétele az autoimmun támadással szemben (pl. TH1mediált autoimmun reakció esetén a célsejt fokozott IL-4 expressziója véd az IL-2/IFN-γ jellegû támadással szemben) b) T-sejt mediált génterápia: az autoreaktív T sejtek transzfektálása olyan génekkel, melyek gátolják mûködésüket (pl. az autoreaktív TH1 sejt transzfektálása IL-4-gyel megakadályozza az EAE kialakulását) c) Regeneratív génterápia: a regenerációért felelôs sejtek transzfektálása növekedési faktor(ok)kal, melyek révén a regeneráció feltételei javulnak.
1.2.6. A fertôzô betegségek génterápiája A megoldás kétféle úton halad: a) A fontosabbik az új, hatékony vakcinák kifejlesztése, ebben igen hamar jelentôs eredmények várhatóak. A DNS vakcinák közül a közeljövôben várható az influenza, herpes, malária és remélhetôleg HIV elleni vakcinák kifejlesztése. A késôbbiekben a tuberculosis, papillomavírus, Chlamydiák, hepatitisek DNS vakcináinak kifejlesztése várható. b) A másik, nem kevésbé fontos az infekciók kimenetelének befolyásolása, azaz hogyan lehet lerövidíteni egy adott betegség gyógyulásának idejét, hogyan lehet hatékonyabbá tenni egy krónikus betegség kemoterápiás kezelését, vagy hogyan lehet gyógyítani egy krónikus
11 vírusbetegséget. E téren a HIV fertôzés génterápiája áll elsô helyen (a jelenlei génterápiás kutatások egy tizedét teszi ki). A kutatásoknak csak néhány irányát sorolom fel: non-proliferatív HIV “vektor” alkalmazása, mely immunválaszt indukál, de nem pusztítja a CD4+ T sejteket, “öngyilkos” gének bevitele a HIV rezervoár sejtek elpusztítására, intracelluláris antitestek (“intratestek”) bevitele a sejtekbe, melyek megakadályozzák a végsô vírusösszeállítást.
1.2.7. Csírasejt génterápia, és az enhancement engineering Bizonyos kongenitális betegségek effektív terápiája még optimális szomatikus génterápiával sem valósítható meg. Ilyen esetekben csak klónozás és csírasejt génterápia hozhat eredményt. Mindezek humán alkalmazása egyelôre azonban nem látszik idôszerûnek, számos országban törvény is tiltja az ilyen típusú tevékenységet. Ennek az eljárásnak ma még beláthatatlan politikai, etikai, stb. következményei vannak. Ugyanakkor a növényekben, illetve haszonállatokban végzett génsebészet elôtt korlátlan lehetôségek vannak, de ezen eljárások hosszabb távú hatásait egyelôre nem tudjuk kiszámítani. Kétségtelen, hogy a fejlett országokban a lakosság egy része ellenszenvvel fogadja ezeket a génsebészeti eljárással “gyártott” termékeket. Nem jósolható meg, vajon ez a trend egy idô múlva nem nô-e meg oly mértékben, hogy minden ilyen tevékenység betiltásához vezet (v.ö. atomenergia atomerômûvek problémája!)
1.3. A génterápia jelenlegi módszerei
1.3.1. A gének bevitelének lehetôségei a) Vírus vektorok:
12 Retrovírusok: ezek nagy elônye, hogy a (hiányzó/defektív) génszakaszt beépítik a gazdaszervezet kromoszómáiba, és azok hosszabb távon is mûködni tudnak. Ugyanakkor a génitegráció random jellegû, azaz fennáll a veszélye más gének pusztulásának (gondoljuk az endogén retrovirusok okozta génkárosodásra, illetve az ilyen betegségekre, beleértve a malignus daganatokat is!). A beépülés ritka kivételtôl eltekintve sejtosztódást igényel, azaz a gének csak az osztódó sejtekbe épülhetnek be. A retrovírusok maguk génmanipulációval kellôen “szelídíthetôek”, tehát maguk már nem replikálódnak. Adenovírusok: ezek apatogének, és nagyon sok idegen DNS (gén) bevitelére alkalmasak. Hátrányuk, hogy intenzív immunválaszt váltanak ki, ezért a hatás idôleges és tartama az immunválasztól függ (erôs immunválasz gyorsan megszünteti a géntranszfer hatását). Egyéb vírusok (adeno-asszociált vírusok, herpesvírusok, alfavírusok, poxvírusok): ezek a vizsgálatok még kezdeti stádiumban vannak. Ezek a vírusok is integrálni tudják a genomot a DNS-be, de - ellentétben a retrovírusokkkal - “szállítóképességük” gyengébb, azaz sokkal kevesebb gént lehet velük a sejtmagba bevinni. A herpesvírusoknak neurotropiájuk miatt az idegrendszeri géntranszferben (l. ott!) lehet nagyobb szerepük.
b) Nem-vírus vektorok: A fentebb említett hátrányok mellett - mégha erre jelenleg bizonyíték nincs is - a kutatók folyamatosan számolnak a vírusvektorok potenciális veszélyeivel: megváltozva mégiscsak betegséget okozhatnak. Ez indokolja elsôsorban a nem vírus-eredetû vektorok alkalmazását. Ezek a kísérletek még kezdetibb stádiumban vannak, de experimentálisan már elég hatékonyak. Liposomák (vagy ahogy újabban nevezik ôket: lipoplexek) kicsiny lipid gömbök, melyekben DNS plasmid helyezkedik el. Ezek lipid burkát folyamatosan úgy tervezik, hogy a
13 vírusok lipidburkához hasonlóak legyenek. A lipoplexek elônye, hogy nem potenciális kórokozók, viszont jelenleg még a géntranszfer hatékonyságuk nagyon alacsony. Egyéb, elsôsorban fehérje, ill. aminosav polymer burokkal (=polyplex) bevont gén transzferrel is kísérleteznek, de ezek a kísérletek még az in vitro szakasznál nem jutottak tovább. Tiszta DNS (“naked DNA”) bevitelével is kisérleteznek, és vakcinációs kisérletekben (daganat, ill. mikrobák ellen) már elég bíztató eredményeket értek el, pl. az influenza génvakcina klinikai vizsgálata is megkezdôdött. A nemvírus vektorok kifejlesztésének egyik iránya a könnyû bevitel, könnyû kezelhetôség, pl. orális vakcinák kifejlesztése. Itt említendô meg, hogy újabban a plasmid helyett mesterséges miniatûr kromoszómák elôállításával, ill. bevitelével is folynak kísérletek. A bevitel többféle lehetôsége a jövôben is kívánatos, mégha sok fínomításra van is szükség. Egy-egy veleszületett génhiba korrekciója ugyanis tartós hatású géntranszfert igényel, míg pl. egy infekció elleni immunitás felerôsítése csak idôlegesen szükséges, tehát liposoma jellegû transzfer is megfelelô.
1.4. A génterápia megoldásra váró feladatai a) a kezelendô sejtek (szövetek) biológiájának minél teljesebb felderítése b) a génexpresziós kazetta (promoter + cDNS + poly-A jel) optimalizálása c) a legbiztonságosabb és leghatékonyabb bevitel felderítése d) a transzgénikus állapot “élettartamának” vizsgálata, optimalizálása e.) etikai problémák megoldása. Nyilvánvaló, hogy mielôtt kiterjedt humán fázis vizsgálatok történnének egy-egy adott betegségben, megfelelô preklinikai vizsgálatokat kell végezni: a) mennyiben valósítható meg?
14 b) mennyire biztonságos és mennyire hatékony (milyen a kockázat:haszon arány)? A klinikai vizsgálatok engedélyezéséhez - részben a betegségek problémái, részben a terápia esetleges komplikációi miatt - speciális engedélyezô testületekre van szükség, s természetesen nem nélkülözhetô a betegek, megfelelô felvilágosítás után adott, beleegyezô nyilatkozata sem.
15 2. A biológiai választ módosító kezelés jelene és jövôbeli helyzete
2.1. Bevezetés Definíció: Eredetileg a daganat és a szervezet közötti (biológiai) interakció módosítását jelentette a biológiai választ módosító (“biologic response modifier”, BRM) kezelés. Ma szélesebb értelemben használjuk, beleértve az infektív ágensekkel szembeni reakciót is. A kezelés, habár döntô részben az immunrendszert befolyásolja, nem azonos az általában vett immunmoduláns kezeléssel (bár nagyon sokan az immunmoduláns kezelést ’in toto’ is beleértik).
2.2. Citokinek és citokinekhez hasonló reguláló molekulák E téren legnagyobb múltja kétségtelenül az alfa-interferonnak (IFN-α) van. A molekula két hatását használják fel: az antiproliferatív hatását daganatokban (pl. CML-ben), illetve antiviralis hatását (pl. krónikus HBV és HCV hepatitisekben). A béta-interferon szerény, de figyelemreméltó hatást mutat sclerosis multiplexben, a gamma-interferon igen sokféle betegségben (krónikus granulomás betegség, progressiv systemás sclerosis, stb.) mutat némi hatékonyságot. A citokinek közül még leginkább az IL-2 nyert ilyen szempontból a daganatterápiában polgárjogot, habár piaci részesedése az interferon(ok)hoz képest szerény. Az IL-1, ill. TNF-α, mint terápiás ágensek nem váltották be a hozzájuk fûzött reményeket (nem jutottak túl a Fázis I vizsgálaton sem). Az IL-4, az IL-10, illetve az IFN-γ (mindegyik, mint “quasi anticitokin”, azaz vagy a TH1 vagy a TH2 típusú citokin termelés gátlója) klinikai eredményei egyelôre szerények. A növekedési faktorok közül a G-CSF tudott leginkább elterjedni, ezt is annak köszönheti, hogy jelenlegi tumorellenes szereink nem kellôen tumor-szelektívek és komoly csontvelôkárosodást tudnak elôidézni. Ennek kivédésében a GM-CSF, ill. G-CSF
16 eredménnyel alkalmazható. Már az IL-3 pl. megbukott a klinikai vizsgálatokban túl sok mellékhatása miatt, ami azért is sajnálatos, mert ennek a multifunkciós pleiotrop növekedési faktornak van thrombopoetikus hatása is. A többi növekedési faktor, EGF, NGF, IGF, PDGF, stb. klinikai alkalmazásáról nagyon kevés adat áll rendelkezésünkre, mert ezek alapvetôen lokálisan ható szerek, tehát szisztémás mellékhatásaik kiszámíthatatlanok. Elsôsorban a regeneratív folyamatokban akár lokálisan adva, akár génterápiával kombinálva azonban jövôjük ígéretesnek látszik. A chemokinek, ill. adhéziós molekulák klinikai felhasználását egyelôre nehéz megjósolni. Szükséges hangsúlyozni, hogy minden citokin, chemokin, stb. egyfelôl pleiotrop hatású (túl sokféle célsejtre hat), másfelôl alapvetôen arra szolgál, hogy bizonyos folyamatokat lokálisan reguláljon. Szisztémás alkalmazásukkor egyrészt nem biztosítható a célszervben történô adekvát megoszlás, illetve olyan szisztémás hatások jelentkeznek (pl. az IL-1, TNF-α és IL-6 adásakor), amelyek elviselhetetlen terheket jelentenek a betegekre. Ezért bizonyosra vehetô, hogy a jövô nem kedvez a citokinek, ill. ilyen jellegû anyagok szisztémás alkalmazásának, bár vége csak akkor fog szakadni, ha a lokális bejutattás megvalósul, vagy gén transzferrel a megfelelô lokális termelés biztosítható lesz.
2.3. Citokin antagonisták Itt elsôsorban a citokin receptorok manipulálása érdemel említést. Vannak fiziológiás receptor antagonisták, mint pl. az IL-1Ra, de ezek terápiás felhasználása nem látszik járhatónak. Ugyancsak fiziológiás inhibitor szerepet töltenek be a levált (szolubilis) receptorok is (pl. sTNF-αR), de ezek terápiás felhasználása szintén kevéssé látszik ígéretesnek. Sokkal inkább mûködnek a receptorok ellen termelt (humanizált, lásd 2.4!) monoklonális antitestek, illetve receptor fúziós proteinek. Pl. korai rheumatoid arthritisben a synovialis gyulladás egyik fô mediátora a TNF-α. A TNF-α receptor fúziós protein humán
17 vizsgálatokban is hatékonyan gátolta a gyulladást. Ugyanilyen jó hatású azonban a monoklonális anti-TNF-α antitest is. Az IL-2 pedig a transzplantátum kilökôdésében játszik hasonlóan kulcsszerepet; a monoklonális IL-2R elleni antitest gyorsan és hatékonyan állítja le a vese kilökôdési reakciót. Ezek a készítmények - annak ellenére, hogy nem immunizálnak, tehát hatékonyságukat ellenanyagképzés nem csökkenti - alapvetôen a rövidtávú kezelés eszközei, és a krónikus betegségekben inkább csak kezdeti vagy legalábbis csak átmeneti terápiakánt jönnek szóba. E kezelés mellett egyelôre biztonságosnak látszanak, de hosszabb távú megfigyelésre lesz szükség a mellékhatások megítéléséhez.
2.4. Monoklonális antitestek Az antitestek ilyen jellegû felhasználása igen nagy múltra tekinthet vissza. Valójában a poolozott gamma-globulin készútmények adása is ebbe a terápiás körbe tartozik, kivált a szuppresszív céllal adott nagyadagú gamma-globulin terápia, pl. ITP-ben. Ennek a kezelési módnak az elterjedési köre nem fog nôni, sôt mint humánbiológiai terméknek a biztonságosságát egyre inkább növelni kell. A jelenlegi vírusmentesítési szabványok igen szigorúak és a piacon alkalmazott készítmények nagyrésze ennek nem mindenben felel meg. E szabványok, kivált újabb átvihetô vírusok felfedezése, vagy a detektálási technikák további javulása esetén, tovább szigorodhatnak, ami egyfelelôl az elôállítás költségeinek növekedéséhez, ill. az indikációk szûküléséhez vezethetnek. Az antilymphocyta antitestek nagy fejlôdésen mentek keresztül. A korábbi xenogén (tiszta egér) immunglobulint a kiméra, ill. humanizált antitestek váltották fel, ezek praktikusan nem immunogének. Egy további fontos trend (legalábbis az immunszuppresszió terén) a nondepletáló antitestek kifejlesztése volt, ezek nem okoznak ugyanis “over”immunszuppressziót. Bár a CD3 CD4 és CD8 molekulákkal reagáló antitestek használata az általános, valószínû, hogy egyéb felszíni molekulák ugyanilyen jó célpontok lehetnek, pl.
18 CD5 CD7 CD52 MHC produktumok (DR antigének, stb.) adhéziós molekulák és receptorok (pl. ICAM-1), stb. Az anti-IL-2R antitestrôl már korábban volt szó. Szórvány humán adatok vannak más molekulák elleni antitestekkel is. Mielôtt azonban bármelyik antitest klinikai vizsgálatba kerülne, a hatékonyságot modellkísérletben bizonyítani kell. Nem szabad elfelejteni, hogy minden anti-lymphocyta antitest egyetemleges immunszuppressziót képes kiváltani, annak minden káros következményével
együtt.
Az
antigén-specifikus
immunszuppresszív
eljárásokat késôbb említem. Továbbra is bizonyos kelete van a depletáló (daganatos sejteket pusztító) antitesteknek, mint pl. a rituximabnak, az anti CD20 monoklonális antitestnek B sejtes follikuláris non-Hodgkin lymphomában (NHL-ben). Ezek az antitestek azonban mindig csak kiegészítô kezelésként jönnek szóba. Ugyancsak itt kell megemlíteni az immunotoxinokat is. Bár maga az immunotoxin (irányított lövedék) elegáns és precíz eszköze lehetne a kezelésnek, mégis az elmúlt kb 15 év alatt nem nagyon tudott kilépni a gyermekcipôbôl. Mindez annál is inkább sajnálatos, hiszen ilymódon
lehetôség
nyílna
valóban
antigén-specifikus
immunszuppresszióra.
Az
immunotoxinnal konjugált antitest a depléciót nem szegregáció és nem komplementdependens lízis révén, hanem közvetlen sejtpusztítás útján végzi. A daganatterápiában alapvetô hibája, hogy a célbavett antigént a daganatsejtek egy része nem kellô sûrûséggel expresszálja, ezek a sejtek elkerülik a pusztítást, másrészt a megmaradt sejtek rezisztensekké szelektálódnak. Egy másik univerzális hibája a keresztreakciók, ill. nem-specifikus kötôdés
19 révén bekövetkezô “mellélövés”, ami egyrészt csökkenti a hatékonyságot, másrészt fokozza a toxikus mellékhatásokat.
2.5. Vakcinálás, tolerizálás Itt szükséges megemlíteni azokat a kezdeti stádiumban lévô próbálkozásokat, melyek elsôsorban autoimmun betegségekben, ill. transzplantációban folynak a válaszképtelenség, ill. tolerancia (vissza)állítása céljából. Bár ezek egyelôre elsôsorban experimentális modellekben adnak eredményt, megvalósulásuk számos betegség racionális terápiáját eredményezné, nem beszélve a transzplantációk eredményeségének fokozásáról, ill. a xenotranszplantáció megvalósíthatóságáról. Ezek az eljárások: T sejt receptor vakcináció autológ T sejt vakcina antiidiotípus monoklonális antitestek allogén mononukleáris sejt vakcinálás DR4/DR1 peptid vakcina orális tolerancia kiváltása.
2.6. Egyéb reguláló anyagok E gyógyszerek fejlôdése - legalábbis hosszabb távon - nehezen prognosztizálható. Az alábbi hatásmechanizmusú anyagok terén várható haladás (akár persze forradalmi jellegû is):
2.6.1. Adjuvánsok Nevükben benne van, hogy eredetileg a vakcinációt hatékonyabbá tevô anyagokról van szó. Késôbb igen sokféle területen, kivált a daganatterápiában alkalmaztak és alkalmaznak ilyen
anyagokat,
pl.
a
muramil-di(és
tetra)peptideket,
stb.,
habár
e
területeken
20 visszaszorulóban vannak. Ugyanakkor újra alkalmazzák ôket az aktív immunizálás hatékonyabbá tételéhez. Ezen anyagok között továbbra is elôkelô helyen vannak a Mycobacterium eredetû anyagok (mint alapvetôen TH1 inducerek), illetve a bakteriális lipopoliszacharid (LPS) eredetû, de nem toxikus termékek.
2.6.2. Apoptosist módosító szerek Az apoptosist fokozó, vagy a normális apoptosist helyreállító készítményeknek a daganatterápiában lehet nagy jövôje. Ilyen vizsgálatok folynak számos anyaggal, pl. A és D vitamin analógokkal, stb. Az apoptosist csökkentô szereknek viszont a sejpusztulás megakadályozásában, a gyulladás következményeinek csökkentésében, az immunrendszer mûködésének fokozásában lehet szerepe. Az antioxidáns vegyületek egy része ilyen hatással bír.
2.7. Azon betegségek köre, amelyekben a BRM kezelés alkalmazható Az alábbi felsorolás vázlatos és csak a fontosabb területeket öleli fel.
2.7.1. Malignus daganatok Amíg a chemo- és hormonterápia nem tud jobb eredményeket felmutatni (márpedig ez nem látszik valószínûnek), illetve amíg a daganatok génterápiája nem válik megvalósíthatóvá, a daganatok BRM terápiája változatlan (vagy növekvô) trendet fog mutatni. A BRM és a génterápia azonban nem alternatívák, hanem sokkal inkább egymás kiegészítôi. Valószínû, hogy a génterápia és pl. citokinterápia tudja nyújtani az igazi célzott (lokális) BRM kezelést.
2.7.2. Infekciók
21 a) Heveny fertôzésekben, pl. Gram negativ szepszisben az excesszív citokintermelés blokkolása továbbra is cél marad, az anticitokin kezeléssel elért jelenlegi szerény eredmények ellenére e téren további próbálkozások várhatók.
b) Krónikus infekciókban, pl. vírushordozásban egyfelôl a vírustermelés visszaszorítására, másfelôl az antiviralis immunreakció kedvezô irányba terelésére továbbra is komoly erôfeszítéseket fognak tenni. Várható, hogy az eddigi szimpla interferonkezelést ujabb antiviralis szerekkel és/vagy immunstimuláns készítményekkel kombinálva próbálják meg. Az ineffektív immunválasz pontos sejtbiológiai magyarázatának megismerése egyébként segíthet a valóban hatásos kezelés tervezésében. A génterápia e téren is forradalmi változást hozhat.
2.7.3. Gyulladásos betegségek (autoimmun betegségek, atopiás betegségek, stb.) Elsôsorban az anticitokin, ill. antilymphocyta készítmények további elterjedése várható. A távolabbi jövôben valamennyi gyulladásos mediátor (chemokinek, receptoraik, adhéziós molekulák és receptoraik, növekedési faktorok, stb.) szelektív blokkolása szóbajön, ehhez azonban még nagyon sok alapkísérlet és állatmodell vizsgálat szükséges.
2.7.4. Primer és szekunder immundefektusok Legfontosabb a primer celluláris és kombinált immundefektusok kezelése, ez ugyanis jelenleg megoldatlan. Bár a génterápia végleges megoldást hozhat, addig is valamennyi BRM kezelés (természetesen alapvetôen a stimuláló hatású) továbbra is alkalmazásra fog kerülni.
2.7.5. Vakcinákkal együtt adva a hatékonyság növelésére E téren számos anyag használata kínálkozik, egyelôre a LPS adta lehetôségek kiaknázása folyik, de pl. a tolerogén vakcinák (atopia, autoimmunitás kezelésében) vélhetôen
22 igényelni fogják a megfelelô autoantigén-allergén mellett a TH1 vagy TH2 dominancia irányítását végzô adjuváns kezelést is.
2.7.6. Egyéb betegségek Minden olyan betegségben, ahol az immunrendszernek akárcsak áttételes szerepe van (mint. pl. az atherosclerosisban), a BRM jellegû kezelésnek szerepe lehet. E téren nem lehet elôre jósolni, minden a majdan kialakított BRM anyag (kedvezô) terápiás hatásszélességétôl függ, pl. egy fibrosist gátló szer minden gyulladásban, regenerációban adható lesz, stb.
2.8. A BRM kezelés problémái, illetve a megoldásra váró feladatok Az alábbiakban röviden bemutatom a megoldásra váró feladatokat nem fontossági vagy nehézségi sorrendben: a) Az adott problémakör minél teljesebb megismerése (pl. egy adott citokin esetében a hatások tisztázása, a reguláció felderítése). b) A monoklonális antitestek esetében a minél kisebb xenogenitás elérése, a specificitás fokozása, illetve - általában - az antitest sejtdepléciót kiváltó hatásának mérséklése. Ugyanakkor szükséges azt is megtudni, vajon hosszabb távon milyen mellékhatások jelentkeznek. c) A citokinek, ill. egyéb lokális mediátorok hatásának célzása (azaz a szisztémás hatások csökkentése). E téren a génterápiával történô kombináció ígéretesnek látszik. d) Kismolekulájú (hosszabb félélet idejû) gátló vagy serkentô anyagok elôállítása, kutatása és preklinikai majd klinikai tesztelése.
23 Fontosabb irodalom: Friedmann T. Overcoming the obstacles to gene therapy. Sci Amer 276:80, 1997 Ghetie MA, Vitetta ES. Recent developments in immunotoxin therapy Curr Opin Immunol 6:707, 1994 Mathisen PM, Tuohy VK. Gene therapy in the treatment of autoimmune disease Immunol Today 19:103, 1998 Moreland LW et al. Biologic agents for treating rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 40:397, 1997 Parkinson DR. Biologic response modifiers: II Cancer. Amer J Med 99(Suppl 6A):54S, 1995 Weichselbaum RR, Kufe D. Gene therapy of cancer. Lancet 249(Suppl II):10, 1997
