15 VRSTE ONKOLOŠKIH TAR ČNIH ZDRA VIL Doc. dr. Boštjan Šeruga, dr. med. Onkološki inštitut Ljubljana, Sektor internisti čne onkologije bseruga@onko-i.si IZVLE ČEK Do nedavnega sta temelj sistemskega zdravljenja raka predstavljali kemote- rapija in hormonska terapija. V zadnjih letih pa so v onkologiji na voljo tudi tar čna zdravila, ki so bodisi monoklonska protitelesa ali majhne molekule. Monoklonska protitelesa pridobivajo s pomo čjo zapletenih biotehnoloških postopkov, majhne molekule pa s kemi čno sintezo. Medtem ko majhne mo- lekule lahko prodrejo v samo rakavo celico in se tam vežejo na svoje tar če, se monoklonska protitelesa zaradi svoje velikosti lahko vežejo le na tar če na površini ali zunaj rakave celice. Rakavi bolniki tar čna zdravila pogosto prejemajo v kombinaciji s kemoterapijo ali hormonsko terapijo. Po izteku patentnih zaš čit za majhne molekule so se na trgu že pojavila prva generi čna zdravila, v primeru monoklonskih protiteles pa v bližnji prihodnosti pri ča- kujemo dostop do podobnih bioloških zdravil. Klju čne besede: tar čna zdravila, majhne molekule, monoklonska protitelesa UVOD Ve č desetletij sta kemoterapija in hormonska terapija predstavljali sinonim za sistemsko zdravljenje raka. Kemoterapija u činkuje tako na hitro dele če se rakave celice kot tudi na zdrave celice v telesu (npr. kostni mozeg, črevesna sluznica in lasni meši čki) (Malhotra, Perry, 2003). Posledi čno je zdravljenje s kemoterapijo povezano z dobro poznanimi neželenimi u činki, kot so zavora kostnega mozga (mielosupresija), gastrointestinalne težave in izguba las (alo- pecija). Idealno protirakavo zdravilo bi bilo takšno, ki bi uspešno uni čevalo rakave celice, na zdrava tkiva pa ne bi imelo vpliva. Žal takšno zdravilo še ni na voljo, smo pa se mu v dobri meri približali z nekaterimi tar čnimi zdravili. Tudi 16 hormonska terapija, ki jo v zdravljenju raka dojk in raka prostate uporabljamo že vrsto let, je neke vrste tar čna terapija, saj z njo neposredno ali posredno vpli- vamo na dobro defi nirane tar če, v tem primeru hormonske receptorje. S tar čnimi zdravili poskušamo vplivati na strukture v rakavi celici in/ali nje- ni okolici, ki so klju čne za njeno preživetje in agresivno obnašanje. Z nji- mi lahko zavremo znotrajceli čno signaliziranje, spodbujamo lahko procese, ki vodijo v smrt rakave celice, zaviramo nastanek novega žilja v tumorju (angiogenezo), spodbujamo imunski sistem in omogo čamo dostavo drugih učinkovitih zdravil v rakavo celico. Kaj je prava tar ča za tar čno zdravilo? V vsaki rakavi celici se nahajajo številne celi čne strukture, ki bi vse lah- ko bile potencialne tar če za nova zdravila. Za razvoj u činkovitega tar čnega zdravila je treba najprej najti pravo tar čo, to je tisto celi čno strukturo, ki je klju čna za preživetje rakave celice. Pri nekaterih rakih so dolo čene celi čne strukture, ki so pomembne za preži- vetje rakave celice, mo čneje izražene v primerjavi z normalnimi celicami. Na tak na čin je bil odkrit HER2-pozitiven rak dojk, za katerega je zna čilna prekomerna izraženost receptorske tirozin kinaze HER2 na površini raka- ve celice (Slamon, Clark, 1988). Proti proteinu HER2 je bilo izdelanih ve č učinkovitih tar čnih zdravil (kot so trastuzumab, pertuzumab in lapatinib), ki jih danes uporabljamo v klini čni praksi. Pri nekaterih rakih pa celi čne strukture, ki so pomembne za preživetje, niso pomnožene, ampak so samo spremenjene. Preživetje in agresivno obnašanje rakave celice lahko omogo či spremenjen (mutiran) protein, ki je rezultat mutiranega gena, ali novonastali fuzijski protein, ki je posledica translo- kacije kromosomov v jedru. Na tak na čin so bile odkrite aktivirajo če mu- tacije v receptorju za epidermalni rastni dejavnik (angl. Epidermal Growth Factor Receptor; EGFR) pri nedrobnoceli čnem plju čnem raku, mutacije v znotrajceli čnem proteinu BRAF pri melanomu in fuzijski protein BCR-ABL pri kroni čni mieloi čni levkemiji (KML) (Paez, Jänne, Lee, 2004). Proti tem spremenjenim proteinom so bila razvita u činkovita tar čna zdravila, kot so gefi tinib in erlotinib za zdravljenje plju čnega raka, vemurafenib za zdravlje- nje malignega melanoma in imatinib za zdravljenje KML. 17 VRSTE TAR ČNIH ZDRA VIL Tar čna zdravila delimo na skupini monoklonskih protiteles in majhnih mole- kul (Gerber, 2008). V splošnem velja, da so monoklonska protitelesa velike molekule, ki v samo rakavo celico ne morejo prodreti, lahko pa se vežejo na tar če na površini celici ali v zunajceli čnem prostoru. Za razliko od mo- noklonskih protiteles pa majhne molekule lahko prodrejo v notranjost celice in v primerjavi z monoklonskimi protitelesi tudi lažje prodirajo v centralni živ čni sistem. Transmembranski receptorji, ki prenašajo signale iz okolico v celico, so lahko tar ča za oboje, tako za monoklonska protitelesa kot majh- ne molekule Na primer, monoklonsko protitelo proti EGFR cetuksimab je veliko približno 150 kDa, majhna molekula gefi tinib, usmerjena prav tako proti EGFR, pa je velika približno 500 Da, torej je približno 300-krat manjša (Imai, Takaoka, 2006) (Slika 1). Tar čna zdravila lahko uporabljamo sama (v monoterapiji) ali v kombinaciji s kemoterapijo ali hormonskimi zdravili. Slika 1. Shematski prikaz prijemališ ča monoklonskih protiteles in majhnih molekul, VIR: lasten Monoklonsko protitelo cetuksimab se veže na zunanji del transmembranske- ga receptorja EGFR. Majhna molekula gefi tinib se veže na znotrajceli čni del transmembranskega receptorja EGFR, kjer se obi čajno nahaja encim tirozin kinaza. Monoklonska protitelesa (npr. bevacizumab) se zunaj celice lahko vežejo na rastne dejavnike (npr. rastni dejavnik za žilni endotelij, VEGF). Ostale majhne molekule (npr. everolimus) se lahko vežejo na kinaze, ki se nahajajo v citoplazmi rakave celice (npr. mTOR). monoklonsko protitelo npr. cetuximab majhna molekula npr. gefitinib monoklonsko protitelo npr. bevacizumab majhna molekula npr. everolimus Celi no jedro 18 Monoklonska protitelesa Monoklonska protitelesa spadajo med t. i. biološka zdravila, ki v najožjem pomenu vklju čujejo izdelke, ki so nastali z uporabo živih organizmov ozi- roma njihovih sistemov (npr. mikroorganizmov, rastlin ali živali) ter jih se- stavljajo relativno velike in kompleksne molekule. S časoma so postopke za pridobivanje bioloških zdravil izboljšali in danes so monoklonska protite- lesa in ostala sodobna biološka zdravila ve činoma pridobljena s pomo čjo biotehnoloških postopkov, s pomo čjo tehnologije rekombinantne DNK. To so postopki, ki so strogo dolo čeni ter nadzorovani in jih je nemogo če v celoti posnemati. Poleg monoklonskih protiteles spadajo med biološka zdravila še hormoni, imunomodulatorji (interlevkini, interferoni), rastni dejavniki, encimi in cepiva. Ker so monoklonska protitelesa glikoproteini, jih je tre- ba aplicirati parenteralno, torej v obliki infuzij ali injekcij. Na ta na čin se izognemo prebavnemu traktu, kjer bi monoklonsko protitelo razgradili pre- bavni sokovi. Monoklonska protitelesa se ne presnavljajo v jetrih in zato pri njihovi uporabi ni interakcij z drugimi zdravili, ki se presnavljajo v jetrih (Gerber, 2008). Prva monoklonska protitelesa, ki so se uporabljala kot zdravila, so bila v celoti glodavska (mišja). Z glodavskimi protitelesi je bilo tveganje za razvoj infuzijskih reakcij visoko, poleg tega pa so se ob njihovem injiciranju v člo- veško telo tvorila tudi nevtralizirajo ča protitelesa, ki so izni čila njihov tera- pevtski u činek. Danes je s posebnimi postopki genskega inženiringa mogo če gene za protitelesa v nehumanih celi čnih kulturah spremeniti tako, da so proizvedena monoklonska protitelesa lahko bolj ali manj podobna humanim protitelesom. Če je monoklonsko protitelo v približno 65 % oziroma 95 % podobno humanemu, govorimo o himernem oziroma humaniziranem pro- titelesu (Carter, 2001). S postopki rekombinantne DNA je možno pridobiti tudi protitelesa, ki so povsem humana. Imena vseh monoklonskih protiteles, ki jih uporabljamo v onkologiji, se kon čujejo z –mab (angl. monoclonal an- tibody): če so protitelesa povsem glodavska, se ime kon čuje z –momab (npr. tositumomab), himerna s -ksimab (npr. rituksimab), humanizirana z –zumab (npr. trastuzumab) in povsem humana z –mumab (npr. panitumumab). V tabeli 1 so predstavljena monoklonska protitelesa, ki jih uporabljamo pri zdravljenju malignih bolezni. Mehanizem delovanja monoklonskih protiteles je kompleksen. Pomembno vlogo igrajo imunski mehanizmi, saj monoklonsko protitelo z vezavo na 19 rakavo celico slednjo ustrezno «ozna či» in jo tako imunske celice lažje pre- poznajo in uni čijo. Tar čna zdravila tudi zavirajo pomembne znotrajceli čne signalne poti in prepre čujejo tvorbo novih žil v tumorju. Nekatera mono- klonska protitelesa so konjugirana, kar pomeni, da imajo na svojo strukturo pripet bodisi citostatik (npr. trastuzumab emtansin) ali radioaktivni element ( 90 Y-ibritumomab). Ob vezavi na ustrezno tar čo na rakavi celici se u činek monoklonskega protitelesa tako oja ča s pomo čjo citostatika ali sevanja (Gerber, 2008). Tabela 1. Seznam monoklonskih protiteles, ki se uporabljajo v onkologiji. VIR: lasten Monoklonsko protitelo Ta r ča Izvor protitelesa Tip protitelesa Na čin aplikacije Indikacije Bevacizumab (Avastin ® ) VEGF Ovarijske celice kitajskega hr čka Humanizirano nekonjugirano iv Kolorektalni rak, plju čni rak (neskvamozni), rak dojk, rak jaj čnikov, rak ledvic Brentuksimab vedotin (Adcetris ® ) CD30 Ovarijske celice kitajskega hr čka Himerno, konjugirano iv Hodgkinov limfom, anaplasti čni velikoceli čni limfom Cetuksimab (Erbitux ® ) EGFR Sp2/0 celi čna linija Himerno, nekonjugirano iv Kolorektalni rak, rak glave in vratu Denosumab (Xgeva ® ) RANKL Ovarijske celice kitajskega hr čka Humano, nekonjugirano sc Zdravljenje kostnih zasevkov Gemtuzumab ozogamicin (Mylotarg ® ) CD33 NS0 celi čna linija Humanizirano konjugirano s toksinom iv Akutna mieloi čna levkemija 90 Y-ibritumomab (Zevalin ® ) CD22 Ovarijske celice kitajskega hr čka Glodavsko, konjugirano z radioaktivnim itrijem iv Ne-Hodgkinov limfom Ipilimumab (Yervoy ® ) CTLA-4 Ovarijske celice kitajskega hr čka Humano, nekonjugirano iv Maligni melanom 20 Ofatumumab (Arzerra ® ) CD20 NS0 celi čna linija Humano, nekonjugirano Kronična limfati čna levkemija Panitumumab (Vectibix ® ) EGFR Ovarijske celice kitajskega hr čka Humano, nekonjugirano iv Kolorektalni rak Pertuzumab (Perjeta ® ) HER-2 Ovarijske celice kitajskega hr čka Humanizirano, nekonjugirani iv Rak dojk Rituksimab (Mabthera ® ) CD 20 Ovarijske celice kitajskega hr čka Himerno, nekonjugirano iv Ne-Hodgkinov limfom, kroni čna limfati čna levkemija 131 J-tositumomab (Bexxar ® ) CD20 Sesalska celi čna linija Glodavsko, konjugirano z radioaktivnim jodom iv Ne-Hodgkinov limfom Trastuzumab (Herceptin ® ) HER-2 Ovarijske celice kitajskega hr čka Humanizirano, nekonjugirano iv, sc Rak dojk, rak želodca Trastuzumab emtansin (Kadcyla ® ) HER-2 Ovarijske celice kitajskega hr čka Humanizirano. konjugirano iv Rak dojk Majhne molekule Majhne molekule so pridobljene s kemi čno sintezo, ki je manj zahteven in cenejši postopek kot so biotehnološki procesi, potrebni za izdelavo mono- klonskih protiteles. Zavirajo aktivnost znotrajceli čnih molekul, ki sodelujejo v pomembnih signalnih poteh znotraj rakave celice (npr. tirozin in serin/ treonin kinaze). Obi čajno so majhne molekule manj specifi čne kot mono- klonska protitelesa in delujejo na ve č tar č hkrati. Ker majhne molekule niso proteini, jih je mogo če v telo vnesti peroralno, in ker se pretežno presnavlja- jo v jetrih, so možne interakcije z drugimi zdravili. Majhne molekule imajo krajši razpolovni čas kot monoklonska protitelesa, zato jih je za razliko od monoklonskih protiteles treba odmerjati vsakodnevno (Gerber, 2008; Imai, Takaoka, 2006). Tabela 2 prikazuje majhne molekule, ki jih uporabljamo v onkologiji. 21 Tabela 2. Majhne molekule, ki jih uporabljamo v onkologiji. VIR: lasten Majhna molekula Tar če Na čin aplikacije Indikacije Bortezomib (Velcade ® ) 26S proteasom iv Multipli mielom. limfom plaš čnih celic Dabrafenib (Tafi nlar ® ) B-RAF po Maligni melanom Dasatinib (Sprycel ® ) BCR-ABL, SRC, c-KIT, PDGFR po Kronična limfati čna levkemija, akutna limfoblastna levkemija Erlotinib (Tarceva ® ) EGFR po Nedrobnoceli čni plju čni rak Everolimus (Afi nitor ® ) mTOR po Rak ledvi čnih celic, rak dojk nevroendokrini tumor trebušne slinavke Gefi tinib (Iressa ® ) EGFR po Nedrobnoceli čni plju čni rak Imatinib (Glivec ® ) (Imatinib Accord ® ,Imatinib Actavis ® , Imatinib Teva ® , Imatinib Medac ® ) BCR-ABL, c-KIT, PDGFR po Kronična limfati čna levkemija, akutna limfoblastna levkemija, gastrointestinalni stromalni tumor, hipereozinofi lni sindrom, sistemska mastocitoza, dermatofi brosarkom Lapatinib (Tyverb ® ) EGFR, HER-2 po Rak dojk (HER2-pozitiven) Pazopanib (Votrient ® ) VEGFR, PDGFR c-KIT Rak ledvi čnih celic, mehkotkivni sarkomi Regorafenib (Stivarga ® ) VEGFR, PDGFR, c-KIT, RET, Raf-1 Kolorektalni rak, gastrointestinalni stromalni tumor Sorafenib (Nexavar ® ) B-RAF, VEGFR, PDGFR po Rak ledvi čnih celic, hepatocelularni karcinom 22 Sunitinib (Sutent ® ) VEGFR, PDGFR, c-KIT, FLT3 po rak ledvi čnih celic, gastrointestinalni stromalni tumor, nevroendokrini tumor trebušne slinavke Temsirolimus (Torisel ® ) mTOR iv Rak ledvi čnih celic, limfom plaš čnih celic Trametinib (Mekinist ® ) MEK Maligni melanom Vemurafenib (Zelboraf ® ) B-RAF po Maligni melanom BOLNIKU PRILAGOJENO ZDRA VLJENJE V onkologiji vse bolj stremimo k zdravljenju, ki je bolniku prilagojeno. To pomeni, da za vsakega posameznega bolnika poskušamo izbrati najbolj učinkovito zdravljenje, ki je hkrati tudi čim manj toksi čno. Čeprav je na voljo ve č t. i. tar čnih zdravil, so le nekatera od teh «tar čna» v polnem pome- nu besede. Primer dobrih tar čnih zdravil so agensi, usmerjeni proti HER2 (trastuzumab, pertuzumab, lapatinib). S temi zdravili ne zdravimo vseh bol- nic z rakom dojk, ampak le tiste, katerih tumorji prekomerno izražajo HER2. Nasprotno pa za mnoga tar čna zdravila nimamo na voljo diagnosti čnih tes- tov, s pomo čjo katerih bi vnaprej identifi cirali bolnike, ki bi od dolo čenega tar čnega zdravljenja imeli najve č koristi (npr. zaviralci angiogeneze, zavi- ralci mTOR). Dokazano je, da imajo tar čna zdravila, ki jih predpišemo na osnovi dolo čenega diagnosti čnega testa, boljšo u činkovitost in manjšo tok- sičnost kot tar čna zdravila, pri katerih bolnikov za zdravljenje ne izberemo na osnovi diagnosti čnega testa (Niraula et al., 2012; Amir et al., 2011). GENERI ČNA IN BIOLOŠKO PODOBNA TAR ČNA ZDRA VILA Pri proizvodnji majhnih molekul lahko drug proizvajalec s pomo čjo kemi č- ne sinteze izdela identi čno zdravilno u činkovino kot je originator. V tem primeru govorimo o generi čnih zdravilih. Na primer, imatinib trenutno v Evropi prodaja pet razli čnih farmacevtskih proizvajalcev. Pri proizvodnji monoklonskih protiteles pa je zaradi same kompleksnosti postopka in zahte- vanih posebnih pogojev nemogo če izdelati identi čno monoklonsko protitelo, zato v tem primeru ne govorimo o generi čnih zdravilih, ampak o podobnih 23 bioloških zdravilih. Podobno biološko zdravilo je torej podobno in ne enako originalnemu oziroma referen čnemu biološkemu zdravilu. Evropska agen- cija za zdravila je izdala jasna navodila, v katerih navaja, da za odobritev podobnega biološkega zdravila ne zadoš ča le dokazana bioekvivalenca z ge- neri čnimi zdravili, ampak mora proizvajalec podobnega biološkega zdravila opraviti tudi klini čne raziskave, s katerimi dokaže varnost in u činkovitost zdravila (Guideline, 2015). ZAKLJU ČEK V onkologiji imamo danes na voljo številna tar čna zdravila, ki so ali majhne molekule ali monoklonska protitelesa. Medtem ko so za zdravljenje z neka- terimi tar čnimi zdravili ustrezni le bolniki z dolo čenimi tumorskimi patohis- tološkimi ali molekularnimi zna čilnostmi, za številna druga tar čna zdravila še ne znamo izbrati bolnikov, ki bi od takega zdravljenja imeli najve č koristi. Po izteku patentnih zaš čit za majhne molekule so se na trgu že pojavila prva generi čna zdravila, v bližnji prihodnosti pa se bomo soo čili tudi s podobnimi biološkimi zdravili. LITERATURA Amir E, Seruga B, Martinez-Lopez J et al. Oncogenic targets, magnitude of benefi t, and market pricing of antineoplastic drugs. J Clin Oncol 2011; 29(18): 2543-9. Carter P . Improving the effi cacy of antibody-based cancer therapies. Nat Rev Cancer 2001; 1(2): 118-29. Gerber DE. Targeted therapies: a new generation of cancer treatments. Am Fam Physician 2008; 77(3): 311-9. Guideline on similar biological medicinal products. European Medicines Agency. Do- stopno na: http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientifi c_guideli- ne/2014/10/WC500176768.pdf (21.1.2015). Imai K, Takaoka A. Comparing antibody and small-molecule therapies for cancer. Nat Rev Cancer 2006; 6(9): 714-27. 24 Malhotra V , Perry MC. Classical chemotherapy: mechanisms, toxicities and the therapeutic window. Cancer Biol Ther 2003; 2(4 Suppl 1): S2-4. Niraula S, Seruga B, Ocana A et al. The price we pay for progress: a meta-analysis of harms of newly approved anticancer drugs. J Clin Oncol 2012; 30(24): 3012-9. Paez JG, Jänne PA, Lee JC. EGFR mutations in lung cancer: correlation with clinical re- sponse to gefi tinib therapy. Science 2004; 304(5676): 1497-500. Slamon DJ, Clark GM. Amplifi cation of c-erbB-2 and aggressive human breast tumors? Science 1988; 240 (4860): 1795-8.