Антиангиогенная терапия:

- терапия, направленная прямо на ингибирование процесса ангиогенеза.

Неоангиогенез – формирование сети капилляров из эндотелиальных клеток, выстилающих мелкие венулы - необходимое условие для дальнейшего роста опухолевого узелка, достигшего в диаметре 2-4 мм

- строго регулируемый процесс, сбалансированный действием ряда про- и антиангиогенных факторов, ведущий к формированию новой обширной сосудистой сети там, где ее раньше не было.

Нормальное сосудистое русло и опухоли.

Vascular endothelial growth factor (VEGF) – ключевой медиатор ангиогенеза

один из членов семейства структурно близких между собой белков, которые являются лигандами для семейства рецепторов VEGF . VEGF влияет на развитие новых кровеносных сосудов (ангиогенез) и выживание незрелых кровеносных сосудов (сосудистая поддержка), связываясь с двумя близкими по строению мембранными тирозинкиназными рецепторами (рецептором-1 VEGF и рецептором-2 VEGF ) и активируя их. Эти рецепторы экспрессируются клетками эндотелия стенки кровеносных сосудов . Связывание VEGF с этими рецепторами запускает сигнальный каскад, который в конечном итоге стимулирует рост эндотелиальных клеток сосуда, их выживание и пролиферацию. Эндотелиальные клетки участвуют в таких разнообразных процессах, как вазоконстрикция и вазодилатация, презентация антигенов, а также служат очень важными элементами всех кровеносных сосудов - как капилляров, так и вен или артерий. Таким образом, стимулируя эндотелиальные клетки, VEGF играет центральную роль в процессе ангиогенеза.

VEGF крайне важен в процессе развития

VEGF чрезвычайно важен для формирования адекватной функционирующей сосудистой системы в ходе эмбриогенеза и в раннем постнатальном периоде, однако у взрослых его физиологическая активность ограничена. Эксперименты на мышах показали следующее:

• Целенаправленное повреждение одной или двух аллелей гена VEGF приводит к гибели эмбриона
• Инактивация VEGF в период раннего постнатального развития также ведет к летальному исходу
• Повреждение VEGF у взрослых мышей не сопровождается какими-либо явными аномалиями, поскольку его роль ограничена развитием фолликулов, заживлением ран и репродуктивном циклом у самок.

Экспрессия VEGF стимулируется множеством проангиогенных факторов, включая эпидермальный ростовой фактор, основной фибробластный ростовой фактор, тромбоцитарный ростовой фактор и интерлейкин-1 б. Кроме того, уровни VEGF непосредственно регулируются такими факторами окружающей среды, как рН, давление и концентрации кислорода. Общее влияние этих различных факторов заключается в опосредованной через VEGF стимуляции важных для ангиогенеза факторов, включая антиапоптотические белки, молекулы клеточной адгезии и металлопротеиназы (ММР).

VEGF представляет собой выполнимую терапевтическую задачу.

VEGF поддерживает незрелые сосуды

Незрелые кровеносные сосуды существуют преимущественно на этапе развития, а у взрослых индивидуумов - лишь в некоторых ситуациях, например, в процессе заживления ран или заболеваний, характеризующихся аномальным ангиогенезом, таких как онкологические. В отсутствие ростовых сигналов эндотелиальные клетки этих незрелых кровеносных сосудов подвергаются программированной клеточной гибели (апоптозу). VEGF препятствует апоптозу эндотелиальных клеток в незрелых кровеносных сосудах, тем самым сохраняя их жизнеспособность. В отличие от этого, зрелые кровеносные сосуды, из которых сформирована сосудистая система взрослого, больше не нуждаются в VEGF для своего выживания и поэтому вряд ли будут страдать от подавления активности VEGF.

VEGF стимулирует проницаемость мелких кровеносных сосудов. Повышенная проницаемость ведет к подтеканию белков плазмы через стенку сосуда и формированию экстравазального фибринового геля. Этот гель представляет собой подходящую среду для роста клеток эндотелия. В присутствии высоких концентраций VEGF, характерных для онкологических заболеваний, сосуды приобретают чрезвычайно высокую проницаемость и склонность к подтеканию. Следствием этого является высокое интерстициальное давление в опухоли и неравномерная доставка в опухоль питательных веществ, кислорода и лекарственных препаратов. Эти нарушения можно устранить с помощью анти-VEGF терапии.

VEGF стимулирует опухолевый ангиогенез

В отсутствие сосудистой сети опухоли остаются мелкими (1-2 мм). Злокачественные опухоли подвергаются «ангиогенному переключению», что нарушает баланс между про- и антиангиогенными факторами, обычно благодаря усилению секреции ростовых факторов. Многие ростовые факторы, а также низкий рН и низкие концентрации кислорода, обнаруживающиеся в опухоли, стимулируют экспрессию VEGF, который затем активирует экспрессию других звеньев ангиогенеза, таких как металлопротеиназы и молекулы клеточной адгезии. Тем самым VEGF действует как ключевой медиатор опухолевого ангиогенеза, стимулируя рост новых кровеносных сосудов из близлежащих капилляров и давая опухоли доступ к кислороду и питательным веществам, в которых она нуждается для своего роста и метастазирования.

Продукция VEGF стимулируется несколькими внешними факторами.

Каскад VEGF состоит из ряда сложных и взаимосвязанных сигналов и процессов, которые запускают ангиогенез. Продукция VEGF может индуцироваться множественными факторами окружающей среды ( например, гипоксией и активацией HIV 1 альфа). Важными пусковыми факторами для усиления продукции VEGF опухолью служат также онкогены (такие как ras, VHL, bcl-2).

VEGF включает множественные пострецепторные сигналы способствующие процессу ангиогенеза. Существуют два разных, но структурно близких, рецептора VEGF, расположенных на поверхности эндотелиальных клеток сосудов. Эти рецепторы, известные как рецептор VEGF 1 типа и рецептор VEGF 2 типа представляют собой рецепторные тирозинкиназы, которые после связывания с лигандом VEGF подвергаются фосфорилированию. Активация этих рецепторов ведет к включению многочисленных внутриклеточных пост-рецепторных сигнальных каскадов, запускающих опухолевый ангиогенез.

Прерывание сигнального каскада VEGF.

Два основных подхода к анти – VEGF терапии включают блокаду либо лиганда, либо рецептора. Препараты, целенаправленно действующие на лиганд, связываются непосредственно с VEGF, продуцируемым опухолью и нейтрализуя его. К препаратам целенаправленного действия на лиганд относятся антитела к VEGF и растворимые рецепторы, такие как фузионные белки. Препараты, целенаправленно действующие на рецепторы, связываются с рецепторами VEGF в кровеносных сосудах, блокируя активацию рецепторов. К этим препаратам относятся антитела к рецепторам, рибозимы и низкомолекулярные ингибиторы тирозинкиназы.

Основные вехи в развитии антиангиогенной терапии:

• 1971 – Фолкмен публикует гипотезу ангиогенеза
• 1983 – Дворак демонстрирует, что опухоли секретируют фактор сосудистой проницаемости
• 1989 – Феррара из компании «Genentech» очищает и клонирует VEGF
• 1990-e – начинаются первые клинические испытания специфической антиангиогенной терапии у онкологических больных
• 2001 - настоящее время – завершены клинические исследования III фазы

Авастин (бевацизумаб)

- это рекомбинантное гуманизированное моноклональное антитело (мАТ) к васкулярному эндотелиальному фактору роста (VEGF), который является ключевым регулятором ангиогенеза опухоли.

Противоопухолевый препарат, представляет собой рекомбинантные гиперхимерные (гуманизированные, приближенные к человеческим) моноклональные антитела, которые избирательно связываются с биологически активным фактором роста эндотелия сосудов (VEGF) и нейтрализуют его. Авастин ингибирует связывание VEGF с его рецепторами на поверхности эндотелиальных клеток, что приводит к снижению васкуляризации и угнетению роста опухоли.

Бевацизумаб содержит полностью человеческие каркасные участки с определяющими комплементарность участками гиперхимерного антитела мыши, которые связываются с VEGF. Бевацизумаб получают по технологии рекомбинантной ДНК в системе для экспрессии, представленной клетками яичников китайского хомячка. Бевацизумаб состоит из 214 аминокислот и имеет молекулярный вес около 149 000 дальтон.

Введение бевацизумаба приводит к подавлению метастатического прогрессирования заболевания и снижению микрососудистой проницаемости при различных опухолях человека, включая рак ободочной кишки, молочной железы, поджелудочной железы и предстательной железы.

Моноклональные антитела

– это иммуноглобулины, полученные на основе гибридомной технологии, содержащие в структуре домен к соответствующему антигену.

Нативные МКА – это мышиные иммуноглобулины. Единственным препаратом на основе нативного МКА 17-1А является «панорекс», разрешенный для лечения колоректального рака 2В и 2С стадий в профилактическом режиме. Эффективность нативных МКА изучалась в профилактическом режиме при колоректальном раке. Нативные МКА просты в получении, но являются высокотоксичными, способными к индукции нейтрализующих антител. В связи с этим они были вытеснены модифицированными МКА, основное отличие которых заключается в комбинации человеческого и мышиного белков, в меньшей степени вызывающей образование нейтрализующих АТ. Так химерные МКА содержат 30-35% мышиного и 65-70% человеческого иммуноглобулина, гуманизированные - 10% мышиного, и 90% - человеческого белка. Иммуноконьюгаты представляют собой комплекс «АТ +дополнительный агент». Они действуют на опухолевые клетки за счет дополнительного агента комплекса – токсина, цитостатика и тд. Антитело находит опухолевый антиген, тем самым, доставляя действующее вещество к клетке-мишени. Поэтому в случае коньюгатов МКА играют роль транспортера. Одним из распространенных видов коньюгирования является сочетание радиоактивных изотопов и МКА. В последнее время спектр препаратов, полученных на основе коньюгирования, значительно расширился. Появились иммуноферменты ( фермент транспортируется к опухолевой клетке, на поверхности которой расщепляет введенный заранее химиопрепарат на активные метаболиты), иммунотоксины растительного происхождения, конъюгаты цитостатиков и антител (удобный способ целенаправленной доставки цитостатика к опухоли без влияния на здоровые клетки организма), разрабатываются методы слияния липосом с цитостатиком и МКА.

Для повышения иммуногенности и эффективности синтезированы биспецифичные и триспецифичные МКА. Биспецифичное АТ – одним доменом соединяется с опухолевой клеткой, а другим – с Т-лимфоцитом, сближая расстояние между эффектором и клеткой мишенью. Триспецифичные АТ – участвуют во взаимодействии опухолевой клетки, Т-лимфоцита и антиген-презентирующей клетки, тем самым осуществляя контакт между тремя компонентами одной цепи.

Анти – VEGF терапия оказывает важные эффекты как на новые, так и на недавно образовавшиеся сосуды.

Анти – VEGF терапия препятствует пролиферации и миграции клеток эндотелия. Это означает истинную антиангиогенную активность – подавление роста новых опухолевых сосудов и развития метастазов. Кроме того, анти – VEGF терапия оказывает существенный эффект на недавно образовавшиеся кровеносные сосуды опухоли, вызывая апоптоз клеток эндотелия сосудов, что ведет к снижению сосудистой проницаемости и внутриопухолевого давления. Эти временные изменения существующего сосудистого русла опухоли ( до их окончательной деструкции) могут повысить эффективность доставки цитотоксических препаратов по сосудистой сети в опухоль.

Изменения окружающего сосудистого русла могут сразу же отразиться на состоянии опухоли.

Редукция кровоснабжения опухоли вследствие обратного развития опухолевого сосудистого русла приводит к существенному падению поступления в опухоль кислорода и других питательных веществ. Это, в свою очередь, уменьшает способность опухоли к росту и метастазированию.

Блокада VEGF и подавление неоангиогенеза злокачественных опухолей:

• Анти - VEGF терапия подавляет рост новых опухолевых сосудов и вызывает обратное развитие недавно сформировавшегося сосудистого русла
• Анти - VEGF терапия уменьшает сосудистую проницаемость и внутриопухолевое давление, что может сделать опухоль более чувствительной к химиотерапии
• Нарушение кровоснабжения опухоли может подавить ее последующий рост