Анти-бета-амилоидная терапия.

Нейротоксичный бета-амилоид образуется из белка предшественника амилоида (APP), при агрегации растворимых олигомеров, что ведет к образованию «сенильных бляшек» (фибрилл), основному нейрогистологическому маркеру БА. APP - естественный мембранный гликопротеин нейронов, является субстратом для двух ферментов : альфа- и бета-секретазы. Эти ферменты вырезают экстрацеллюлярный домен APP,что ведет к образованию растворимых N-концевых пептидов (альфа-ратворимый APP и бета-растворимый APP соответственно), а так же С-концевых фрагментов (CTFальфа, СТFбета),которые соединены с мембраной клетки.При следующем шаге -протеолизе- трансмембранные пептиды CTFальфа, СТFбета проникают через мембану с помощью третьего фермента - гамма-секретазы.Это потенцирует высвобождение пептида р3 из CTFальфа или бета-амилоида из СТFбета.Растворимый р3 пептид не склонен аггрегировать.(неамилоидогенный путь).Напротив, процессинг СТFбета гамма-секретазой ведет к образованию нейротоксичного бета-амилоида.Согласно амилоидной теории БА , депозиты амилоида ответственны за развитие воспаления, оксидативного стресса и фосфорилирование тау-протеина.В любом случае, в последние годы роль сенильных бляшек в патогенезе БА пересмотрена.Многие доклады показали, что растворимые олигомеры более токсичны, чем фибриллы и, несомненно, БА связана с наличием олигомеров бета-амилоида и его агрегатов в головном мозге.Эта точка зрения подтверждается тем, что концентрация сенильных бляшек в головном мозге пациента не коррелирует с уровнем деменции, и снижение их концентрации определенными препаратами не ведет к остановке прогресирования болезни.

Семейство бета–амилоида содержит виды с разной длиной,от 37 до 42 аминокислот.В любом случае, наиболее проагрегирующими свойствами обладают бета-амилоиды с 42 остатками (бета-амилоид1-42).В большинстве клеток основной продукт бета-амилоида – это нетоксическая изоформа с 40 остатками (более 50% всех видов бета-амилоида), которая даже может ингибировать агрегацию бета-амилоида, тогда как оставшиеся виды (бета-амилоид1-37 ,бета-амилоид1-38, бета-амилоид1-39 ,бета-амилоид1-42 ) присутствуют в количестве 5-20% от всех форм бета-амилоида.Патологическое усиление образования бета-амилоида1-42 за исключением бета-амилоида 1-40 (который обычно рассматривается в ранне-дебютирующей форме болезни и связан с мутацией в АРР или пресенилина) 1 увеличивает вероятность БА. В таком контексте потенциальные стратегии поиска биоактивных веществ против БА сфокусированы на ингибировании образования и/или агрегации бета-амилоида,активации удаления токсического бета-амилоида или предотвращения формирования фибрилл бета-амилоида.Считается, что часто встречающаяся поздне-дебютирующая форма БА менее зависима от гиперпродукции бета-амилоида и наоборот сводится к медленному выведению бета-амилоида.Соответственно , разработка потенциальных видов терапии против бета-амилоида включает снижение уровн у с нерастворимыми фибриллами.

Имуннотерапия,направленная на бета-амилоид

Один из самых привлекательных подходов это имуннотерапия направленная на бета-амилоид. Этод подход включает как пассивную иммунизацию, которая предполагает инъекцию предварительно подготовленных антител, так и активную иммунизацию, где иммунная система стимулируется для образования собственных антител под воздействием вакцины.Одно из преимуществ анти-бета-амилоидной иммунотерапии это вариабельность молекул и многообразие механизмов, считающихся потенциальными биологическими мишенями.Готовые и собственные антитела могут быть направлены точно против АPP, мономерного бета-амилоида, растворимых олигомеров бета-амилоида, нерастворимых фибрилл бета-амилоида, а так же против переносчиков бета-амилоида и транспортных каналов. Это очень важно в связи с недостатком точных знаний о том, какие конкретно формы бета-амилоида вовлечены в патогенез БА, а так же о возможной физиологической роли мономеров бета-амилоида в нормальной ткани головного мозга.

Активная иммунизация

Активная иммунизация предполагает введение вакцины, содержащей определенные антигены.Такой подход имеет как преимущества, так и недостатки.Сила активной иммунизации зависит от удлиненного антительного ответа, со сниженным числом необходимых вакцинаций , основанных на образовании поликлональных антител с множественными свойствами в отношении бета-амилоида.Тем не менее , этот подход может оказаться слабым из-за побочных эффектов поликлональных антител - эти эффекты могут быть длительными или даже пожизненными.Потенциальным изъяном активной вакцинации является многообразие ответов.Стареющая иммунная система пожилых пациентов может вызвать аутоимунные побочные эффекты, вместо выработки нужных антител.

Первая активная вакцина против бета-амилоида протестированная на людях (начиная с 2000 года),названная AN-1792,содержала преагрегированный амилоидный пептид полной длины( бета-амилоид1-42 ) и иммуно-стимулирующий адъювант, QS21.Из-за тяжелых побочных эффектов,таких как асептических менингоэнцефалит, описанный примерно у 6% вакцинированных пациентов с БА , клиническое исследование было остановлено на фазе II в январе 2002 года.К тому же иммунологический ответ был слабым, только у 20% пациентов вырабатывались необходимые антитела-в целом исход был сопоставим с плацебо- контрольной группой.С другой стороны, при аутопсии головного мозга вакцинированных пациентов было выявлено снижение уровня нерастворимых амилоидных бляшек.Это дало важный материал для дальнейших клинических исследований, вовлекающих потенциальные вакцины.Вакцина CAD106 содержит бета-амилоид1-6 –фрагмент, в качестве иммуногенной последовательности АК, присоединенной к переносчику, сформированному из оболочечного белка бактериофага Q-бета являющемуся адъювантом.Клинические исследования на фазе II с CAD106 не привели к обнаружению побочных эффектов, выявленных в случае с AN-1792, и 75% пациентов ответили адекватной продукцией антител.Тем не менее, исследование не подтвердило клиническую эффективность относительно заметных изменений между пролеченной и контрольной группой.Фаза II клинических исследований завершилась в декабре 2012, но результаты так и не были опубликованы.Следующая вакцина, обозначенная как ACC-001,содержит последовательность из 6ти аминокислот бета-амилоида1-6 ,присоединенного к белку-переносчику с помощью поверхностно-активного cапонина - адъюванта QS-21.Клинические исследования в фазе II были остановлены из-за побочных эффектов, ассоциированных с сильным аутоимунным ответом. К другим вакцинам прошедшим фазу II клинических испытаний относятся Affitope AD-02(бета амилоид1-6 ) и V-950.

Пассивная иммунизация

Пассивная иммунизация в настоящее время наиболее широко разработанный подход в клинических испытаниях.Здесь применяемые антитела являются экзогенными и доставляются из отличного от иммунной система человека источника.Обычно это гуманизированные мышиные моноклональные антитела или донорские человеческие поликлональные антитела.Преимущество такого подхода заключается в манипулировании заранее известным количеством специфичесих антител , и в случае побочных эффектов возможно предпринять быстрое удаление антител.С другой стороны, такая терапия подразумевает повторные инфузии антител , правильного выбора антигенной мишени, проникновение через гематоэнцефалический барьер и развитие иммунного ответа на вводимые антитела.Первым гуманизированным моноклональным антителом был bapineuzumab, направленный против N-концевого участка бета-амилоида (бета амилоид1-5), который [bapineuzumab] связывается сильнее с отложенными амилоидными бляшками , чем с бета-амилоидными мономерами.Несмотря на то, что результаты фазы II клинических испытаний были неоднозначными, bapineuzumab проследовал на следующую фазу.Два крупных многоценцентровых рандомизированных двойных слепых плацебо-контролируемых с параллельными группами клинические исследования в фазе III не подтвердили эффективность препарата и выявили значительные побочные эффекты.Самыми опасными из них были ангионевротический отек и интрацеребральные микрогеморрагии , обнаруженные при помощи магнитно-резонансной визуализации (МRI-magnetic resonance imaging) и выглядящие как аномалии визуализации связанные с амилоидом(ARIA-amiloid-related imaging abnormalities).К тому же для обоих протестированных генотипов( аполипопротеин E эпсилон-4 носители и неносители; АпоЕ эпсилон-4 является сильнейшим генетическим фактором риска для поздне-дебютирующей болезни Альцгеймера и отвечает за усиленную продукцию бета-амилоида) не было выявлено значительных различий в клинической эффективности.Другие наблюдаемые побочные эффекты включали головную боль, спутанность сознания, а так же нейропсихиатрические и гастроинтестинальные симптомы.Основанные на таком материале, клинические разработки bapineuzumab были прекращены.Лучший исход оказался в случае solanezumab, гуманизированного моноклонального антитела.В отличие от bapineuzumab, он специфичен относительно среднего домена бета-амилоида(бета-амилоид16-24 ) и присоединяется селективно к мономерным растворимым токсическим видам бета-амилоида.Эти различия могут влиять на частоту побочных эффектов таких как ARIA , где solenazumab cопоставим преимущественно с bapineuzumab.Фаза II клинических испытания показала дозозависимое повышение уровней бета-амилоидов (включая бета-амилоид 1-42 ) в плазме и цереброспинальной жидкости , что указывало на удаление нерастворимых видов из сенильных бляшек.Результатом двух многоцентровых рандомизированных двойных слепых плацебо-контролируемых клиничеких ислледований в фазе III, включающих более 2000 пациентов из 16 стран с БА от мягкой до тяжелой формы выявило снижение когнитивной дисфункции на 34%; в любом случае только у пациентов с мягкой формой болезни.Это стало свидетельством того, что позитивный терапевтический эффект может быть только на ранних стадиях прогрессирования. По итогам этих результатов дополнительное исследование пациентов с мягкой БА началось в декабре 2010 и будет завершено в конце 2016(NCT01127633).

Другое анти-бета-амилоид антитело, gantenerumab, способно связываться с агрегированным бета-амилоидом в головном мозге.Gantenerumab обладает определенной конформацией и содержит два сайта связывания,один из которых взаимодействует с N-концевым участком бета-амилоида,тогда как второй связывается со средним доменом бета-амилоида.Результаты клинических исследований в фазе I выявили дозозависимое снижение бета-амилоидных бляшек в головном мозге.В настоящее время gantenerumab проверяется (с июля 2013 года) в фазе II/III клинических испытаний, которые, как ожидается, продлятся до 2016 года. Также идет набор для продолжающихся дальнейших исследований этого антитела в фазе II/III (NCT022051608, NCT01224106).Оба антитела (solanezumab и gantenerumab) в данный момент испытываются для предотвращения БА у носителей аутосомно-доминантной-БА мутации (у взрослых детей родителей с семейной формой БА) , как часть исследования «Dominantely Inherited Alzheimer’s Network(DIAN)» (Доминантно наследуемая Альцгеймеровская Сеть), которое строится на основании результатов предшествующих наблюдений ,предлагающих эффективную терапию антителами на ранних стадиях БА.

Crenezumab – это принципиально новый человеческий иммуноглобулин G4, моноклональное антитело нацеленное на бета-амилоид со сниженными эффекторными функциями.Это антитело связывается с олигомерами бета-амилоида, фибриллами и бляшками, ингибируя агрегацию и потенцируя дезагрегацию.Субкласс IgG4 характеризуется сниженной провоспалительной активностью,что в итоге снижает риск ангионевротического отека.В настоящее время клинические исследования crenezumab в фазе II (NCT01343966) продолжаются на пациентах с различными(от мягкой до тяжелой) формами БА.Сrenezumab также будет протестирован в профилактическом исследовании, как часть Программы профилактики Альцгеймера (Alzhemer Prevention Initiative) у носителей мутации пресенелина 1, для которых патологическая агггрегация бета-амилоида характерна примерно в возрасте 25 лет.

Другие испытываемые на текущий день антитела - это GSK933766 (фаза II;NCT014244306 завершено) и BAN-2401.Последнее является гуманзированным моноклональным антителом IgI, которое селективно присоединяется к крупным растворимым протофибриллам бета-амилоида и по задумке должно усиливать их удаление и / или нейтрализовывать нейротоксичность. В начальной фазе I клинических испытаний BAN-2401 не были выявлены побочные эффекты ( NCT02094729, длящийся в 2015).Продолжается набор для 18-месяного исследования в фазе II среди пациентов с мягкой формой БА.

Внутривенный иммуноглобулин (Intravenosus immunoglobulin – IVIG)

Еще один подход, тесно связанный с пассивной иммунотерапией БА, это применение антител естественного происхождения взятых из так называемого Внутривенного Иммуноглобулина (IVIG),который является смесью поликлональных антител , изготовленных из плазмы нескольких тысяч здоровых доноров. IVIG,как естественное антитело, уже использовался для лечения синдромов имунной недостаточности, рака , воспалительных и неврологических расстройств.Исследование, нацеленное на потенциальное лечение БА началось в 2002 году.Оно показало, что IVIG слабо присоединяется к мономерным формам бета-амилоида, и в то же время имеет высокую афинность к нейротоксичным олигомерам и фибриллам бета-амилоида.Более того, IVIG показал иммуномодулирующий и воспалительный эффекты, что важно для лечения БА.Начальные клинические исследования выявили снижение когнитивных расстройств.Исследования продолжили с использованием IVIG на пациентах с разными (от мягких до умеренных) формами БА (фаза II и III). К сожалению, недостаток положительных результатов в фазе III клинических испытаний (10% IVIG,Gammagard), проведенных в США в ноябре 2012 года, привел к прекращению исследования.Впрочем, лечение IVIG было в общем и целом безопасно, и хорошо переносилось пациентами. В субгруппах, особенно у носителей APOE-эпсилон4 и пациентов с умеренной слабой формой БА , были замечены некоторые положительнье результаты .Из-за многообещающих исходов ранних (первых) исследований, планируются дополнительные испытания с использованием IVIG,и в настоящее время уже идет набор для дальнейших испытаний в фазе III (NCT01561053).

Источник: "Therapeutic strategies for Alzheimer’s disease in clinical trials "Justyna Godyn´ , Jakub Jon´ czyk, Dawid Panek, Barbara Malawska *

Department of Physicochemical Drug Analysis, Faculty of Pharmacy, Jagiellonian University Medical College, Krako´w, Poland, 2015