Blog

Τι είναι και πώς φτιάχνονται

Από την αρχή της πανδημίας του νέου κορωνοϊού, ακούμε για πιθανές θεραπείες που βρίσκονται υπό μελέτη, με τις περισσότερες από αυτές, δυστυχώς, να καταρρίπτονται, ενώ κάποιες άλλες να εμφανίζουν θετικά αποτελέσματα. Μία από εκείνες που ακούμε πιο έντονα είναι τα μονοκλωνικά αντισώματα. Δεν θα σας κρύψω πως η ανάγκη μου για να συντάξω αυτό το άρθρο προέκυψε τη στιγμή που συνειδητοποίησα πως άνθρωποι που φέρονται φανατικά κατά του εμβολιασμού, αντιδρούν με τον ίδιο φανατισμό υπέρ των μονοκλωνικών αντισωμάτων. Αναρωτήθηκα αν συνειδητοποιούν τις ουσιαστικές διαφορές της πρόληψης (εμβόλια) και της διαχείρισης (αντισώματα) μίας ασθένειας καθώς και τους σημαντικούς περιορισμούς των μονοκλωνικών που δεν τους επιτρέπουν να συστηθούν ως μόνιμη και αποτελεσματική λύση για την πανδημία.

Τι είναι τα μονοκλωνικά αντισώματα;

Τυπικά, σε μία αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος, ο οργανισμός παράγει πολλές σειρές Β λεμφοκυττάρων, καθεμία από τις οποίες παράγει αντισώματα που στοχεύουν διαφορετικά επίτοπα πάνω στο αντιγόνο-στόχο. Τα μονοκλωνικά αντισώματα είναι κλάσματα αντισωμάτων με πανομοιότυπες περιοχές καθορισμού συμπληρωματικότητας (CDR) που είναι ειδικά για ένα συγκεκριμένο αντιγόνο. Προέρχονται από κύτταρα που αποτελούν κλώνους ενός συγκεκριμένου αρχικού Β λεμφοκυττάρου, του οποίου οι απόγονοι παράγουν μόνο ένα συγκεκριμένο αντίσωμα. Μία κυτταρική σειρά που έχει την ικανότητα να παράγει ένα καθαρό κλάσμα αντισώματος για μία συγκεκριμένη πρωτεΐνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορους σκοπούς όπως για μεθόδους ανίχνευσης της παρουσίας του αντιγόνου (π.χ. Elisa), την ανίχνευση μεταστατικών κυττάρων, τη θεραπεία λοιμώξεων αλλά και τη θεραπεία του καρκίνου^1,2.

Πώς παράγονται τα μονοκλωνικά αντισώματα;

 Όλα συνήθως ξεκινούν από ένα ποντίκι το οποίο ανοσοποιείται έναντι ενός συγκεκριμένου αντιγόνου. Αν, για παράδειγμα, θέλουμε να δημιουργήσουμε μονοκλωνικά αντισώματα για τον Sars-CoV-2, τότε μολύνουμε το ποντίκι με τον ιό και περιμένουμε να αναπτύξει ανοσία. Όταν αυτό επιτευχθεί, απομονώνουμε το πλασματοκύτταρο (ενεργοποιημένο Β-λεμφοκύτταρο) που μας ενδιαφέρει και που παράγει αντισώματα για ένα συγκεκριμένο επίτοπο του αντιγόνου (π.χ. ένα συγκεκριμένο σημείο πάνω στην πρωτεΐνη-ακίδα). Στη συνέχεια δημιουργούμε μία καλλιέργεια με κλώνους αυτού του αρχικού κυττάρου. Το πρόβλημα εδώ είναι πως τα πλασματοκύτταρα μπορούν να επιβιώσουν μόνο δύο περίπου εβδομάδες^1,2.

Τη λύση σε αυτό το πρόβλημα δίνουν κύτταρα που έχουμε απομονώσει από μυελώματα (καρκινικά Β-λεμφοκύτταρα) τα οποία είναι, στην ουσία, αθάνατα αλλά δεν έχουν την ικανότητα να παράξουν αντισώματα. Τοποθετώντας τα δύο είδη κυττάρων σε κοινή καλλιέργεια, αναμένουμε κάποια από αυτά να ενωθούν και να δημιουργήσουν υβριδώματα. Τα υβριδώματα είναι νέα κύτταρα που διατηρούν την αθανασία των κυττάρων του μυελώματος αλλά και την ικανότητα των πλασματοκυττάρων να παράγουν τα αντισώματα που επιθυμούμε. Αφού καθαρίσουμε την καλλιέργεια από τα κύτταρα που δεν έχουν συνενωθεί και μας είναι άχρηστα, καταλήγουμε με τα υβριδικά κύτταρα που παράγουν τα μονοκλωνικά αντισώματα^1,2.

Τα μειονεκτήματα των μονοκλωνικών αντισωμάτων  

Μπορεί η παραπάνω διαδικασία να φαίνεται απλή, αλλά στην πραγματικότητα είναι δύσκολη, περίπλοκη, πολυέξοδη και δεν έχει πάντα επιτυχία. Για παράδειγμα, μπορεί τα υβριδώματα που δημιουργούνται να μην παράγουν αντισώματα με ικανοποιητικό ρυθμό και να χρειαστεί να επέμβουμε για να τα επιταχύνουμε. Επιπλέον, θα πρέπει να προστατέψουμε τις κυτταρικές καλλιέργειες από επιμολύνσεις για να κρατήσουμε τα κύτταρα ζωντανά. Θα πρέπει, ακόμα, να εξασφαλίσουμε πως το παραγόμενο αντίσωμα δεν θα εμφανίσει μεταλλάξεις ή συμπεριφορά που δεν επιθυμούμε. Αν όλα αυτά πάνε καλά, τότε καταλήγουμε με μεγάλους αριθμούς πολύ σημαντικών και ακριβών μονοκλωνικών αντισωμάτων.

Στον αντίποδα της άμεσης προστασίας που προσφέρουν τα μονοκλωνικά αντισώματα από επικίνδυνες λοιμώξεις, έρχεται να προστεθεί το υψηλό κόστος αλλά και τρία ακόμη βασικά μειονεκτήματα. Το ένα από αυτά είναι πως τα μονοκλωνικά αντισώματα προσφέρουν παθητική ανοσία. Σε αντίθεση με την ενεργητική ανοσία, η παθητική ανοσία είναι άμεση αλλά με μικρή διάρκεια διότι δεν οδηγεί στη δημιουργία κυττάρων μνήμης. Αυτό σημαίνει πως, λίγους μήνες μετά τη χορήγηση των μονοκλωνικών αντισωμάτων έναντι του Sars-CoV-2, ο οργανισμός θα είναι εκ νέου επιρρεπής σε λοίμωξη και ενδεχομένως να χρειαστεί εκ νέου χορήγηση αντισωμάτων για θεραπεία. Εδώ έρχεται να προστεθεί το δεύτερο μειωνέκτημα που αφορά το φαινόμενο της ορονοσίας^1,2.

Η ορονοσία (serum sickness) είναι μία αντίδραση υπερευαισθησίας τύπου ΙΙΙ που εμφανίζεται μετά από συνεχόμενη έκθεση του οργανισμού σε ξένες πρωτεΐνες όπως είναι τα ξένα μονοκλωνικά αντισώματα. Στην πραγματικότητα, το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει τα μονοκλωνικά αντισώματα ως αντιγόνα και δημιουργεί αντισώματα εναντίον τους. Η ορονοσία αναπτύσσεται συνήθως 7-10 ημέρες μετά την επανέκθεση στο αντιγόνο και τα συμπτώματά της περιλαμβάνουν πυρετό, εξανθήματα, κρυάδες, αρθρίτιδα, κνησμό και σπανιότερα σπειραματονεφρίτιδα. Η ορονοσία, αν αναπτυχθεί, μπορεί να γίνει απειλητική για τη ζωή αλλά αποτελεί αυτοπεριοριζόμενη αντίδραση καθώς τα αντιγόνα θα απομακρυνθούν από τον οργανισμό μετά από λίγο καιρό. Για να περιορίσουν την πιθανότητα εμφάνισης ορονοσίας, οι επιστήμονες συχνά επεμβαίνουν στο Fc τμήμα του μονοκλωνικού αντισώματος και το κάνουν να ομοιάζει περισσότερο αυτό των ανθρώπινων αντισωμάτων παρά εκείνων του ποντικού. Παρόλα αυτά, αν αναπτυχθεί, καθιστά αδύνατο για τον ασθενή να λάβει ξανά τα αντισώματα^1–6.

Το τελευταίο μειονέκτημα αφορά τη χορήγηση των αντισωμάτων. Η θεραπεία χορηγείται με τη μορφή ενδοφλέβιας ένεσης και είναι αποτελεσματική μόνο στα αρχικά στάδια μίας λοίμωξης. Αυτό προϋποθέτει πρόσβαση σε νοσοκομείο, πιθανή νοσηλεία και παρακολούθηση, καθώς και έγκαιρη αναγνώριση της ανάγκης για χορήγηση των αντισωμάτων μετά από έλεγχο και αξιολόγηση των παραγόντων κινδύνου που συνηγορούν σε βαριά νόσηση.  

Συμπερασματικά, παρόλο που η αξία των μονοκλωνικών αντισωμάτων είναι ανεκτίμητη, δεν αποτελούν σε καμία περίπτωση μόνιμη λύση.

Μονοκλωνικά αντισώματα και COVID-19

Αρκετά μονοκλωνικά αντισώματα έχουν χρησιμοποιηθεί για τη διαχείριση της νόσου COVID-19 με ορισμένες διαφορές μεταξύ των αρμόδιων αρχών (EMA, FDA και MHRA) ενώ όλα τα εμπορικά σκευάσματα βρίσκονται υπό συνεχή παρακολούθηση από τα αρμόδια τμήματα φαρμακοεπαγρύπνησης. Μία συνοπτική λίστα είναι η παρακάτω:

• Casirivimab + Imdevimab: δύο ανασυνδυασμένα ανθρώπινα μονοκλωνικά αντισώματα με μη τροποποιημένο Fc τμήμα. Συνδέονται σε διαφορετικά επίτοπα στην περιοχή δέσμευσης υποδοχέα της πρωτεΐνης ακίδας του Sars-CoV-2 αποτρέποντας την είσοδο του ιού στα ανθρώπινα κύτταρα⁷.
• Regdanvimab: ένα IgG1 μονοκλωνικό αντίσωμα που συνδέεται σε ένα επίτοπο στην περιοχή δέσμευσης υποδοχέα της πρωτεΐνης ακίδας του Sars-CoV-2 αποτρέποντας την είσοδο του ιού στα ανθρώπινα κύτταρα⁸.
• Bemlanivimab + Etesevimab: δύο ανασυνδυασμένα ανθρώπινα μονοκλωνικά αντισώματα. Συνδέονται σε διαφορετικά επίτοπα στην περιοχή δέσμευσης υποδοχέα της πρωτεΐνης ακίδας του Sars-CoV-2 αποτρέποντας την είσοδο του ιού στα ανθρώπινα κύτταρα^9,10.
• Sotrovimab: ένα τεχνητό ανθρώπινο IgG1 μονοκλωνικό αντίσωμα που συνδέεται σε ένα επίτοπο στην περιοχή δέσμευσης υποδοχέα της πρωτεΐνης ακίδας του Sars-CoV-2 αποτρέποντας την είσοδο του ιού στα ανθρώπινα κύτταρα¹¹.
• Tocilizumab: μονοκλωνικό αντίσωμα που συνδέεται στους μεμβρανικούς υποδοχείς της IL-6 και αναστέλλει μονοπάτια σηματοδότησης κατά τη φλεγμονώδη απάντηση. Είναι εγκεκριμένο για χρήση στη θεραπεία της ρευματοειδούς αρθρίτιδας, όμως χορηγείται βοηθητικά off-label και σε ασθενείς της COVID-19 που νοσηλεύονται σε ΜΕΘ^12,13.

Με την εμφάνιση και την επικράτηση της μετάλλαξης Όμικρον του νέου κορωνοϊού – όπως ήταν αναμενόμενο εξαιτίας του πλήθους των μεταλλάξεων που εμφανίζει στην περιοχή σύνδεσης με υποδοχέα – τα περισσότερα μονοκλωνικά αντισώματα που χρησιμοποιούσαμε έχασαν την αποτελεσματικότητά τους^13,14.

Αξίζει να αναρωτηθεί κανείς, για ποιον λόγο ορισμένοι άνθρωποι αντιστέκονται τόσο σθεναρά ενάντια σε  μία ασφαλή και αποτελεσματική μέθοδο πρόληψης, όπως είναι τα εμβόλια, και επιμένουν τόσο έντονα για τη χρήση των μονοκλωνικών αντισωμάτων, δεδομένων των περιορισμών που αναφέραμε παραπάνω. Ελπίζω αυτό το άρθρο να σας έδωσε μία γερή βάση για την καλύτερη κατανόηση της επιστήμης και αυτή η γνώση να αποτελέσει τη δύναμη για να κάνετε τις σωστές επιλογές στο μέλλον.

Γιάννης Οικονόμου
25/01/2022

Βιβλιογραφία

1.             Murphy, K. & Weaver, C. Janeway’s Immunobiology. (GS Garland Science, Taylor & Francis Group, 2017).

2.             Doan, T. Lippincott’s Illustrated Reviews: Immunology. (2013).

3.             Harrison, R. G., MacRae, M., Karsh, J., Santucci, S. & Yang, W. H. Anaphylaxis and serum sickness in patients receiving omalizumab: reviewing the data in light of clinical experience. Ann. Allergy. Asthma. Immunol. 115, 77–78 (2015).

4.             Karmacharya, P. et al. Rituximab-induced serum sickness: A systematic review. Semin. Arthritis Rheum. 45, 334–340 (2015).

5.             Le Guenno, G., Ruivard, M., Charra, L. & Philippe, P. Rituximab-induced serum sickness in refractory immune thrombocytopenic purpura: Brief Communications. Intern. Med. J. 41, 202–205 (2011).

6.             Schaeffer, T. H., Khatri, V., Reifler, L. M. & Lavonas, E. J. Incidence of Immediate Hypersensitivity Reaction and Serum Sickness Following Administration of Crotalidae Polyvalent Immune Fab Antivenom: A Meta-analysis: FABAV HYPERSENSITIVITY REACTIONS AND SERUM SICKNESS. Acad. Emerg. Med. 19, 121–131 (2012).

7.             Roche GmbH. Ronapreve – Summary of Product Characteristics.

8.             FDA. Bamlanivimab – Emergency Use Authorization Fact Sheet.

9.             Celltrion Healthcare. Regkirona – Summary of Product Characteristics.

10.          Lilly, E. EMA Assessment report – Eli Lilly and Company Limited use of bamlanivimab and etesevimab for the treatment of COVID-19. 71 (2021).

11.          GlaxoSmithKline UK Ltd. Xevudy – Summary of Product Characteristics.

12.          Roche Ltd. RoActemra – Summary of Product Characteristics.

13.          FDA – Federal Response to COVID-19 Therapeutics Clinical Implementation Guide. (2021).

14.          VanBlargan, L. A. et al. An infectious SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omicron virus escapes neutralization by therapeutic monoclonal antibodies. Nat. Med. (2022) doi:10.1038/s41591-021-01678-y.