Conjugados de anticorpo-medicamento (Antibody drug conjugates – “ADCs”)
Conjugados de anticorpo e fármaco (ADCs) são moléculas complexas constituídas por anticorpos ligados a cargas citotóxicas bioativas. Os ADCs combinam a capacidade de direcionamento dos anticorpos com a capacidade de destruição tumoral dos fármacos citotóxicos. Os anticorpos ligam-se a antígenos na superfície das células tumorais. A reação bioquímica entre o anticorpo e a proteína-alvo (antígeno) desencadeia um sinal nas células tumorais, que então captam ou internalizam o anticorpo juntamente com a citotoxina aderida. Após a internalização, a citotoxina mata o tumor. Essa capacidade de direcionamento limita os efeitos colaterais e proporciona uma janela terapêutica mais ampla do que a de outros quimioterápicos.
O ADC consiste em três partes: um anticorpo que fornece o ADC para direcionar e potencialmente induzir uma resposta terapêutica, uma carga útil que induz a resposta terapêutica desejada e um ligante que liga a carga útil ao anticorpo. As cargas úteis de muitos ADCs antitumorais são moléculas baseadas em produtos naturais, algumas das quais interagem covalentemente com seus alvos. Cargas úteis comuns incluem os inibidores de tubulina monometilauritina A (MMAE) e monometilauritina F (MMAF), o agente de ligação ao DNA caliqueamicina e o inibidor da topoisomerase 1 (SN-38), e moduladores do receptor de glicocorticoide (GRMs). Além de cargas úteis de pequenas moléculas, outras moléculas, como o siRNA, também foram estudadas.
Para ligantes, é necessário garantir que a carga útil citotóxica seja liberada o mínimo possível antes de atingir a célula-alvo, melhorando assim a segurança e limitando as doses. Existem tipos cliváveis e não cliváveis, ambos testados em ensaios pré-clínicos e clínicos e comprovadamente seguros. O ligante não clivável manterá o fármaco dentro da célula e, quando todo o ADC entra na célula-alvo, o anticorpo é degradado em aminoácidos, e o complexo resultante de aminoácidos, ligante e fármaco citotóxico é considerado o fármaco ativo. Um ligante clivável é dissociado por uma enzima na célula-alvo. A carga citotóxica pode então escapar da célula-alvo e atacar células vizinhas em um processo conhecido como “morte por espectador”. Para este último, outro tipo atualmente em desenvolvimento adiciona uma molécula adicional entre a citotoxina e o sítio de clivagem, o que permitiria a criação de ADCs com maior flexibilidade sem alterar a cinética de clivagem.
Um parâmetro importante no design de ADCs é a DAR, a razão fármaco-anticorpo, que representa o nível de carga útil no ADC, o que tem um impacto significativo na potência e segurança do produto. Com o surgimento de vários novos produtos alternativos derivados de anticorpos, surgiu um novo conceito de ADC, chamado Conjugado Qualquer-Droga, que pode incluir vários pequenos fragmentos de anticorpos, como diacorpos, Fab, scFV e peptídeos bicíclicos.
Além das considerações para a preparação dos componentes do ADC, uma etapa importante em sua produção é a conjugação da carga útil do ligante ao anticorpo. Diversos métodos estão disponíveis para a conjugação ligante-carga útil ao anticorpo, incluindo acoplamento completo de cisteína, acoplamento de cisteína após redução das ligações dissulfeto intercadeias, por meio da introdução de aminoácidos não naturais para acoplamento sítio-específico e acoplamento enzimático sítio-específico à sequência do substrato introduzido.
Comparado à produção de anticorpos, a complexidade estrutural dos ADCs torna seu desenvolvimento e produção mais desafiadores, exigindo uma seleção cuidadosa de técnicas de purificação para remover carga útil ligante livre e impurezas, como agregados. A TFF é uma técnica comum para remover impurezas de pequenas moléculas, como estabilizantes, de amostras de anticorpos. A TFF também pode ser usada para trocar o tampão inicial por uma solução adequada para a reação de acoplamento. A modificação do anticorpo seguida por uma etapa de acoplamento produz uma solução primária bruta de ADC que pode ser purificada por TFF ou sua combinação com uma etapa cromatográfica apropriada. Normalmente, para simplificar a operação e melhorar o rendimento, uma única etapa de TFF pode ser selecionada, mas devido à existência de substâncias DAR não ideais e para atingir os requisitos de pureza alvo, a purificação industrial de ADC geralmente requer o uso de etapas cromatográficas, e a seleção adequada do modo cromatográfico é um dos principais desafios na purificação de ADC. Por exemplo, os ADCs teriam propriedades físico-químicas diferentes em comparação com o anticorpo original devido ao ligante-fármaco hidrofóbico acoplado covalentemente, então a cromatografia de interação hidrofóbica foi explorada para a separação de tais misturas, e a cromatografia de exclusão de tamanho também foi testada. Para a remoção de impurezas não proteicas, como cargas úteis e agregados. Além disso, a cromatografia de modo misto, como troca iônica e hidroxiapatita, também foi relatada para a purificação de ADCs.