Es besteht großes Interesse an der Entwicklung neuer Arzneimittel oder Methoden, die allergische Erkrankungen lindern, indem sie die molekularen IgE-Aktivitäten auf sichere, wirksame und bequeme Weise beeinflussen (Tabelle 1).
Methoden zur Neutralisierung von IgE im Blut
IgE ist ein wichtiges Ziel für die Therapie allergischer Erkrankungen. Die Hauptmethode der IgE-Neutralisierung besteht darin, eine spezifische Bindung und Neutralisierung von freiem IgE im Serum zu erreichen, um zu verhindern, dass es Rezeptoren an Zielzellen bindet, wodurch allergeninduzierte frühe / späte allergische Reaktionen gehemmt werden (Abb. 1).
Schema der Anti-IgE-Therapiestrategien für IgE-vermittelte allergische Erkrankungen. Durch Immunadsorption können freie IgEs im Serum spezifisch gebunden und neutralisiert werden, wodurch die IgE-Assoziation mit IgE-Rezeptoren auf Zielzellen verhindert und somit frühe / späte allergische Reaktionen unterdrückt werden. CTLA4Fce und ähnliche Mittel unterdrücken das Auftreten allergischer Reaktionen, indem sie die Anzahl der Effektorzellen und damit die Menge der allergischen Mediatoren reduzieren. Immunologische Medikamente wie Quilizumab lindern Allergien, indem sie IgE + B-Zellen unterdrücken und die IgE-Bildung kontrollieren
Immunadsorption
Immunadsorption (IA), auch Immunapherese genannt, wurde als wirksame Behandlung für Autoantikörper-vermittelte Erkrankungen eingesetzt . IA verwendet Plasmapherese, um Immunglobulin und Immunkomplexe und in der Zytapherese Immunzellen aus dem Kreislauf zu entfernen . Dementsprechend konnte IA erfolgreich bei Patienten mit schwerer atopischer Dermatitis und hohen Gesamtserum-IgE-Spiegeln angewendet werden . Es wurde ein IgE-spezifischer Adsorber namens IgEnio entwickelt . Die Pilotstudie zeigt, dass IgEnio zur Behandlung von polleninduziertem allergischem Asthma angewendet werden kann .
Omalizumab
Omalizumab, entwickelt von Novartis®, ist ein rekombinanter humanisierter monoklonaler Antikörper gegen IgE . Es bindet selektiv an die Ce3-Domäne des Fc-Fragments an der schweren Kette des freien IgE, wodurch die IgE-Verfügbarkeit signifikant verringert wird . Da die Ce3-Domäne die IgE-Bindung mit der α-Kette der IgE-Rezeptoren vermittelt, stört Omalizumab die IgE-FceRI-Interaktion, wodurch die Degranulation von Mastzellen / Basophilen verhindert und letztendlich die Aktivierung von Entzündungszellen und die Freisetzung von entzündungsfördernden Faktoren verringert werden . Darüber hinaus unterstützt die IgE-Bindung von FceRII an B-Zellen den Antigeneinfang und die Th2-Aktivierung. So kann Omalizumab IgE-vermittelte Antigen-präsentierende Prozesse blockieren und die Th2-Amplifikation von Entzündungsreaktionen hemmen .
Omalizumab ist jedoch mit Sicherheitsbedenken verbunden. Da es den IgE-Spiegel nicht schnell senken kann, ist ein langer (mehrere Wochen) kontinuierlicher Behandlungszyklus erforderlich . Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) warnt davor, dass die Langzeitanwendung von Omalizumab das Risiko einer arteriellen Thrombose leicht erhöht und negative Auswirkungen auf die Herz- und Hirndurchblutung haben kann . Da das Langzeitregime kostspielig ist, wird Omalizumab hauptsächlich für schwere Asthmafälle empfohlen . Darüber hinaus führte die Behandlung mit Omalizumab bei Patienten mit chronischer spontaner Urtikaria nach 12-wöchiger Behandlung zu klinischen Vorteilen, da die Spiegel der FceRI- und IgE-Expression auf peripheren Blutbasophilen schnell reduziert wurden .
Darüber hinaus wurde CMAB007, ein Biosimilar von Omalizumab, vom National Engineering Research Center of Antibody Medicine in China entwickelt. Es hat die gleiche Aminosäuresequenz wie Omalizumab und wurde in China von lokalen Abteilungen in Phase III der klinischen Studie abgeschlossen. Jetzt befindet sich das Medikament CMAB007 zur Behandlung von Patienten mit allergischem Asthma in China in groß angelegten klinischen Studien (NCT03468790), einer multizentrischen, randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Phase-III-Studie.
Ligelizumab (QGE031)
Ligelizumab, ebenfalls von Novartis® entwickelt, ist ein humanisierter monoklonaler IgG1-Antikörper, der auf die Ce3-Region von IgE abzielt . Wie Omalizumab hemmt Ligelizumab die Bindung von freiem IgE an Mastzellen und Basophile, wodurch die allergische Reaktionskaskade blockiert und Patienten mit IgE-vermittelten allergischen Erkrankungen klinische Vorteile gebracht werden.
Klinische Phase-II-Studien, die die Pharmakokinetik, Pharmakodynamik und Sicherheit von Ligelizumab untersuchten, zeigten, dass es die IgE-Spiegel durch Hemmung der IgE-FceRI-Bindung wirksamer senken kann als Omalizumab und dass es bessere Ergebnisse erzielen kann, wie die Reaktionen auf Hautstichallergene zeigen . Daher hat Ligelizumab das Potenzial, ein gutes Anti-IgE-Medikament für die Allergietherapie zu sein.
MEDI4212
MEDI4212, ein humanisierter monoklonaler IgG1λ-Antikörper, der durch Phagen-Display-Technologie erzeugt wird, neutralisiert freies IgE durch selektive Bindung an die Ce3- und Ce4-Domänen von IgE . Die Affinität von MEDI4212 zu menschlichem IgE wurde in vitro mit 1,95 pM nachgewiesen, was hundertmal höher ist als die von Omalizumab . Da die Ce3-Region für die IgE-Interaktion mit ihren Rezeptoren entscheidend ist, hemmt MEDI4212 die Bindung von IgE an FceRI / FceRII.
Eine klinische Phase-I-Studie (NCT01544348) zeigte, dass MEDI4212 die Serum-IgE-Spiegel bei Patienten mit IgE-Spiegeln ≥ 30 IE / ml wirksamer als Omalizumab senkt und dass die MEDI4212-Behandlung die FceRI-Expression auf dendritischen Zellen und Basophilen reduziert . Die pharmakokinetische Analyse zeigte jedoch, dass MEDI4212 in vivo schnell entfernt wird, was eine langfristige Einnahme wahrscheinlich für die Aufrechterhaltung der IgE-Suppression erforderlich macht .
Das MEDI4121 kann mutagenisiert werden, um die pharmakokinetischen Eigenschaften des Arzneimittels zu verbessern. Eine Variante von MEDI4121, bei der das Fc-Fragment verändert wurde, um die Affinität zu FcyRIIIa zu erhöhen, das die IgE-Expression durch B-Zellen herunterreguliert, bevor sie sich zu IgE-sekretierenden Plasmazellen differenziert haben . Daher sind MEDI4121-Varianten neue immuntherapeutische Kandidaten sowohl für die IgE-Neutralisation als auch für die IgE + B-Zellelimination.
Rekombinanter einkettiger variabler Fragment (scFv) -Antikörper
Rekombinantes scFv wird durch cDNA hergestellt, die für die schweren und leichten Ig-Ketten kodiert. Biosensor-basierte Studien haben gezeigt, dass rekombinantes scFv menschliches IgE schnell und effizient bindet (Affinität, 1,52 × 10-10 M) . Es kann sowohl zellgebundenes IgE (dh IgE + B-Zellen) als auch freies IgE in vivo binden. In-vitro-Experimente zeigten, dass rekombinantes scFv nicht mit IgE + -Effektorzellen vernetzt oder die Degranulation von Basophilen / Mastzellen auslöst. Rekombinantes scFv kann auch verwendet werden, um IgE-Aktivitäten sowohl unter gesunden als auch unter Krankheitsbedingungen zu untersuchen, was es zu einem hilfreichen Werkzeug für die Arzneimittelentwicklung macht.
IgE-Effektorzellhemmung
Immuneffektorzellen, einschließlich Mastzellen, Basophilen, Eosinophilen, die für die Eliminierung von Fremdstoffen und Antigenen entscheidend sind, sind die Hauptquellen entzündungsfördernde Faktoren. Insbesondere Mastzellen sind die Schlüsselzellen, die allergisches Asthma auslösen, und die Anzahl der Mastzellen bei Asthmatikern ist signifikant erhöht . Nach Stimulation von Allergenen sezernieren Mastzellen die autakoiden Mediatoren Histamin, Prostaglandin (PG) D2 und Leukotrien (LT) C4, die Bronchokonstriktion, Schleimsekretion und Schleimhautödem auslösen können, alles Merkmale von Asthma . Basophile degranulieren zur sofortigen Freisetzung von Histamin, erzeugen schnell LTC4 und produzieren Th2-Zytokine liefert die mechanistische Grundlage, wobei Basophile sofortige klinische Überempfindlichkeitssymptome verursachen können . Die erhöhte Anzahl von Basophilen ist während einer anaphylaktischen Reaktion häufig . Die Verringerung der Anzahl der Effektorzellen verringert somit die materielle Basis der Anaphylaxie und kann die grundlegende Entwicklung allergischer Reaktionen hemmen.
Anti-FceRI Fab-konjugierte Celastrol-beladene polymere Mizellen
Celastrol ist eine bioaktive Verbindung, die aus Tripterygium wilfordii (Donnergottrebe) extrahiert wird und die Apoptose von T-Zellen induzieren kann . Daher ist das gezielte Ansprechen von Celastrol auf Mastzellen in einer Weise, die auch seine Toxizität verringert, ein attraktiver potenzieller Weg für die Behandlung allergischer Erkrankungen. Dieser Ansatz wurde verfolgt, indem Celastrol mit Anti-FceRI-Fab vernetzt wurde, von dem gezeigt wurde, dass es Mastzellapoptose induziert, mit ihnen ihre proinflammatorische Faktorfracht eliminiert und die Celastrol-Toxizität begrenzt . Es wurde gezeigt, dass die Behandlung von allergischen Asthma-Modellmäusen mit Anti-FC-Fab-konjugierten polymeren Mizellen die Sekretion von Entzündungsfaktoren und die Infiltration von Eosinophilen schnell reduziert und zu einer Remission der Symptome von Ovalbumin-induzierten allergischen Entzündungssymptomen führt . Die Fähigkeit von Anti-FC-Fab-konjugierten Celastrol-beladenen polymeren Mizellen, sowohl die IgE-Bindung von Mastzellen zu blockieren als auch die Mastzellapoptose zu induzieren, macht es zu einem sehr attraktiven Arzneimittel für allergische Typ-I-Erkrankungen sowie für andere mastzellbedingte Erkrankungen.
Es wurde gezeigt, dass Anti-FC-Fab-konjugierte polymere Micellen allergische Reaktionen wirksamer reduzieren als Omalizumab . Die folgenden biochemischen Faktoren können dieser günstigen Wirksamkeit zugrunde liegen: (1) Erweiterung der Pharmakokinetik durch polymere Mizellen; (2) förderung der Arzneimittelaggregation in Zielgeweben und Zielzellen; und (3) kompetitive Bindung mit FceRI auf der Oberfläche von Mastzellen, was zu einer verringerten Degranulation von Mastzellen führt.
Synthetisches zytotoxisches T-Lymphozyten-assoziiertes Protein 4 (CTLA4) fusioniert mit Fce
CTLA4 (auch bekannt als CD152) ist ein Proteinrezeptor, der als Immun-Checkpoint die Immunantwort herunterreguliert. Es wird konstitutiv in CD4 + CD25 + Foxp3 + regulatorischen T-Zellen exprimiert, wird aber nur in konventionellen T-Zellen nach Aktivierung hochreguliert. CTLA4 ist homolog zum T-Zell-Costimulatorproteincd28, und beide Moleküle binden CD80 (B7-1) und CD86 (B7-2) an Antigen-präsentierende Zellen . Es bindet CD80 und CD86 mit größerer Affinität und Avidität als CD28, wodurch es CD28 um seine Liganden übertreffen kann . CTLA4 überträgt ein inhibitorisches Signal an T-Zellen, während CD28 ein stimulierendes Signal überträgt .
Forscher haben ein Fusionsprotein konstruiert, das die CD80 / CD86-Bindungsdomäne von CTLA-4 und die Fce-Rezeptor-Bindungsdomäne der IgE-H-Kette enthält . Dieses rekombinante Protein bindet sowohl FceRI / FceRII- als auch CTLA-4-Rezeptoren (d. h. CD80 und CD86) und unterdrückt dadurch Th2-Reaktionen. CTLA4 fcɛ und CD23-CD80 / CD86 verbinden sich zu einem mehrmolekularen Polymer, das als Spacer wirkt, um die Produktion von löslichem CD23 zu beeinflussen. In einem Experiment mit in vitro stimulierten mononukleären Zellproben aus menschlichem peripherem Blut reduzierte CTLA4 fcɛ die Rate der Lymphozytenproliferation in Gegenwart des Lektins Concanavalin A; im gleichen Experiment wurde auch gezeigt, dass CTLA4 fcɛ IgE-Rezeptoren an Effektorzellen bindet, wodurch die lösliche CD23-Biosynthese beeinflusst und die Lymphozytenproliferation gehemmt wird . Aufgrund seiner nachgewiesenen Fähigkeit, die IgE-Spiegel und die Bildung von IgE-sekretierenden Zellen zu beeinflussen, kann das rekombinante Fusionsprotein ctla4fcɛ ein wirksames Arzneimittel zur Bekämpfung von IgE-vermittelter Immunschwäche und anderen verwandten Krankheiten sein .
Zielgerichtete IgE+ B-Zellen
IgE+ B-Zellen sind entscheidend für die Kontrolle der IgE-Produktion. Sowohl vorübergehendes IgE, das durch Plasmablasen im Blut ausgeschieden wird, als auch langlebiges IgE, das durch Plasmazellen im Knochenmark ausgeschieden wird, werden von IgE + B-Zellen beeinflusst.
Tizizumab (h47H4)
Membrangebundenes IgE auf der Oberfläche von B-Lymphozyten ist für die IgE-Produktion von großer Bedeutung. Es hat ein zusätzliches 52-Aminosäure-langes CemX-haltiges Fragment zwischen der CH4-Domäne von IgE und seinem B-Zell-Membran-Ankersegment . CemX ist die Antigen-Bindungsstelle der IgE-Synthese in B-Zellen . CemX ist sowohl zielspezifisch als auch zellspezifisch, was es zu einem sehr geeigneten Wirkstoffziel macht.
Quilizumab, entwickelt von Genentech®, ist ein neuer künstlicher monoklonaler Antikörper, der auf CEMX auf IgE+ B-Zellen abzielt. Es erzeugt eine Vernetzung von membrangebundenen IgE-Antigen-Rezeptoren auf B-Zellen, die IgE + B-Zell-Apoptose induziert, wodurch freie IgE-Spiegel reduziert und die Erzeugung von IgE + B-Zellen gehemmt wird. Da die Halbwertszeit von freiem IgE ziemlich kurz ist, stellt dieses Medikament ein wirksames Mittel dar, um IgE zu reduzieren, indem die Zellen eliminiert werden, die Membran-IgE exprimieren .
Eine klinische Phase-II-Studie zeigte, dass Quilizumab ein wirksamer Kandidat für die sichere und hochspezifische Behandlung allergischer Erkrankungen ist . Es wurde gezeigt, dass Quilizumab die Gesamt-IgE- und spezifischen IgE-Spiegel im Serum von Patienten mit Asthma senkt, und dieser Effekt hielt 6 Monate an . Es ist zu hoffen, dass Quilizumab zur Behandlung und Vorbeugung einiger IgE-vermittelter Krankheiten nützlich sein wird, insbesondere solcher, für die derzeit keine Arzneimittel verfügbar sind . Die Behandlung mit Quilizumab ergab jedoch keinen klinisch bedeutsamen Nutzen bei Patienten mit allergischem Asthma, die durch die Standardtherapie unzureichend kontrolliert wurden, trotz ihrer hohen Fähigkeit zur Senkung der Serum-IgE-Spiegel und des guten Verträglichkeitsprofils .
Bispezifischer (bsc) IgE-CD3-Antikörper
Es gibt verschiedene Arten von IgE + B-Zellen, einschließlich Plasmablasten, Plasmazellen und IgE + -Speicher-B-Zellen . Das früheste Experiment zur Eliminierung von IgE + B-Zellen zielte speziell darauf ab, T-Zell-Rezeptoren in Kombination mit monoklonaler Antikörperaktivität gegen IgE zu modifizieren . Der bsc-IgE / CD3-Antikörper ist ein künstlich modifizierter Targeting-Antikörper, der sowohl für IgE als auch für CD3 spezifisch ist. Es bindet spezifisch an Zellen, die membrangebundenes IgE exprimieren, und kann die Zytotoxizität vorstimulierter humaner T-Zellen zumindest in vitro auf IgE + B-Zellen umleiten, ohne eine Degranulation von Mastzellen oder eine Freisetzung von freiem IgE zu verursachen. Bsc-IgE / CD3 ist ein Antikörper, der sowohl IgE + B-Zellen als auch freies IgE im Serum eliminieren kann. Daher ist bsc-IgE/CD3 ein Arzneimittelkandidat der neuen Klasse für IgE-vermittelte allergische Erkrankungen.
XmAb7195
FcyRIIß ist an der B-Zell-Homöostase beteiligt und FcyRIIß-Anomalien führen zu Autoimmunerkrankungen . Ein neuartiger Antikörper, bekannt als XmAb7195, wurde durch Humanisierung, Affinitätsreifung und Fc-Engineering unter Verwendung eines murinen Anti-IgE-Antikörpers als Template hergestellt. XmAb7195 kann freies IgE im Serum isolieren und Immunkomplexe mit FcyRIIß- und IgE-Rezeptoren auf B-Zellen bilden, die die Bildung von IgE + B-Zellen behindern und die freien und gesamten IgE-Spiegel senken, ohne die Antigenisotypen anderer B-Zellen zu beeinflussen . Da es die zusätzliche Fähigkeit hat, FcyRIIß zu binden, kann XmAb7195 die IgE + B-Zelldifferenzierung hemmen, wodurch die Anzahl der IgE-sekretierenden Plasmazellen verringert wird . Dieser zuverlässige doppelte Mechanismus kann verwendet werden, um Gesamt-IgE-Niveaus zu verringern, während das restliche freie IgE ununterbrochen und effektiv angestrebt werden kann. Eine klinische Phase-I-Studie (NCT02148744) zeigte, dass XmAb7195 die IgE-Aktivität wirksamer reduziert als Omalizumab .