RICERCA ITALIANA     

IMMUNOAGENTI UMANI ANTITUMORALI

Università degli Studi di Napoli "Federico II"

Abstract

L’immunoterapia è uno strumento di confermata efficacia nell’arsenale delle terapie anti-cancro, soprattutto per la sua selettività e l’assenza di resistenza ai farmaci (MDR, multi-drug resistance).

Uno dei bersagli più appropriati per la immunoterapia, come antigene-associato-a-tumori, è ErbB2, un recettore tirosina-chinasico super-espresso sulla superficie di vari tipi di carcinomi, in particolare di quello mammario.

L’immunoagente anti-ErbB2 di maggior successo nella terapia del carcinoma mammario è oggi Herceptin, un anticorpo umanizzato. Tuttavia Herceptin presenta vari svantaggi: non ha efficacia terapeutica nel 40-60% dei casi di carcinoma mammario ErbB2-positivo, ed è cardiotossico in una elevata percentuale di pazienti trattate, soprattutto se somministrata in combinazione con antineoplastici comuni.

L’Unità I ha preparato negli ultimi anni una serie di immunoagenti umani anti-ErbB2: Erbicin, un scFv (frammento di anticorpo a catena singola) e due EDIA (Erbicin-Derived-ImmunoAgents), denominati Erb-hcAb e Erb-hRNasi. Gli EDIA umani sono stati costruiti con Erbicin (umana) coniugata alla regione Fc di una IgG umana (Erb-hcAb), ovvero ad una RNasi umana (Erb-hRNasi). Saggiati su modelli animali di carcinoma mammario, gli EDIA sono risultati molto efficaci come agenti anti-neoplastici, con proprietà che indicano un loro elevato potenziale per l’immunoterapia del carcinoma mammario. Esperimenti preliminari in vitro eseguiti >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giuseppe D'alessio Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"

Obiettivo del Programma di Ricerca

I nuovi anti-ErbB2 EDIA (Erbicin-Derived-ImmunoAgents), Erb-hcAb e Erb-hRNasi, recentemente proposti dall’Unità I, sono dotati di potente azione antitumorale e di proprietà strutturali e funzionali con elevato potenziale per la immunoterapia di carcinomi ErbB2-positivi.

Prove in vitro hanno rivelato che gli EDIA non hanno effetti cardiotossici e inibiscono la crescita di cellule resistenti a Herceptin, oggi l’unico immunoagente anti-ErbB2 impiegato con successo nella terapia del carcinoma mammario. Ma spesso Herceptin produce dannosi effetti cardiotossici, e in una elevata percentuale di casi di carcinoma mammario ErbB2-positivi si riscontra resistenza a Herceptin. Sebbene sia stato dimostrato che l’epitopo sul recettore ErbB2 riconosciuto dagli EDIA è diverso da quello riconosciuto da Herceptin, non sono disponibili dati strutturali su EDIA.

Pertanto i principali obiettivi del progetto sono: la definizione delle proprietà strutturali e funzionali degli EDIA, con particolare riguardo al loro potenziale pre-clinico; la costruzione di nuovi immunoagenti di seconda generazione, dotati di caratteristiche antitumorali superiori a quelle degli immunoagenti noti; lo studio in dettaglio delle componenti strutturali e dinamiche responsabili del riconoscimento recettore-immunoagenti.

Gli obiettivi specifici sono:

per l’Unità I:

1. Verifica in vivo su topi dell'assenza/presenza di effetti cardiotossici >>>

Risultati parziali attesi

I risultati attesi dalla ricerca che si propone possono essere ricavati direttamente dal programma dettagliato da ciascuna Unità nel Modello B. Essi sono, per ciascuna Unità:

Unità I

- Risultati riproducibili sulla attività antitumorale degli EDIA (Erb-hcAb and Erb-hRNasi) su modelli animali basati su tumori resistenti a Herceptin.
- Dati conclusivi sulla presenza o assenza di effetti cardiotossici in topi trattati con EDIA.
- Mappa dell’epitopo riconosciuto su ErbB2 da Erbicin e dagli EDIA.
- Vettori adenovirali codificanti Erbicin o EDIA.
- ImmunoRNasi resistenti all’inibitore delle RNasi e citotossiche per cellule ErbB2-positive.
- Una variante dimerica di Erb-hRNasi resistente all’inibitore delle RNasi e citotossica per cellule ErbB2-positive.

Unità II
- Struttura tridimensionale degli EDIA (Erbicin-Derived-ImmunoAgents) sia liberi, sia complessati con il dominio extracellulare del recettore ErbB2.
- Modelli di EDIA ottenuti per omologia strutturale, basati sui dati strutturali disponibili per immunoagenti anti-ErbB2.
- Strutture tridimensionali delle ribonuclease usate per la preparazione di immunoRNasi di seconda generazione.
- Dati delle simulazioni di dinamica molecolare effettuate utilizzando le strutture della regione extracellulare di ErbB2 complessata a EDIA, o ad anticorpi monoclonali umanizzati anti-ErbB2 (trastuzumab and pertuzumab).

I >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Circa 20 anni fa furono preparati i primi anticorpi monoclonali diretti verso un antigene associato al carcinoma mammario, poi identificato come ErbB2 (o HER2), un membro della famiglia ErbB (1). ErbB2 è un recettore transmembrana TKR, per il quale non si conosce uno specifico ligando. Tuttavia, quando va incontro a etero-dimerizzazione con i recettori ErbB1 (EGFR), ErbB3 o ErbB-4, ErbB2 trasduce con grande efficienza segnali che stimolano la proliferazione cellulare. ErbB2 è dunque un bersaglio molto attraente per la immunoterapia, anche perché è super-espresso su molte cellule di carcinoma (1).

Nel 1998 la Federal Drug Admnistration degli USA ha approvato l’uso clinico di Herceptin, anche detta Trastuzumab (2), un anticorpo anti-ErbB2 umanizzato, impiegato con successo nella immunoterapia del carcinoma mammario. Tuttavia Herceptin provoca effetti cardiotossici in un significativo numero di pazienti (circa il 15%), e una elevata percentuale di carcinomi (40-60%) risulta resistente, o sviluppa resistenza a Herceptin (4). Va inoltre considerato che Herceptin non attiva il processo di citotossicità dipendente dal complemento (CDC).

L’Unità I ha isolato dalla Griffin.1 phage library un frammento di anticorpo (scFv) anti-ErbB2 chiamato Erbicin, con alta affinità per ErbB2, capace di essere internalizzato e di inibire la crescita delle cellule bersaglio ErbB2-positive (5). Erbicin è stato poi utilizzato per costruire immunoconiugati, gli EDIA >>>