Maria Elena Terlizzi

“Ruolo del recettore dell’ Interleuchina-2 nella terapia

immunosoppressiva: Basiliximab e Daclizumab”

Laurea Specialistica in Biotecnologie Mediche

II anno, I semestre

CORSO DI IMMUNOLOGIA MOLECOLARE

ClinicoMolecolare

... RIASSUMENDO

Target specifici Muronomab OrthocloneCD-3

Rigetto

Iperacuto

Acuto Cronico

www.sapiec.it

www.pathmicro.med.sc.edu

ATTIVITA’ BIOLOGICHE DELL’IL-2: Cellule del SI

Linfocita T

Linfocita B

Cellula NK

Interleuchina-2Proliferazione dei linfociti T (aumento della sintesi di

citochine come IL-4, IFNγ)

Soppressione della risposta T mediata (AICD)

Controllo funzione Treg

Proliferazione dei linfociti B e

produzione di anticorpi

Proliferazione delle cellule NK

ed aumento della loro

attività citolitica

Treg

Malek T.R. and Bayer A.L.; 2004

IL-2: “FATTORE DI CRESCITA DEI LINFOCITI T”

1976: scoperta dell’IL-2

Glicoproteina di 14-17 kD

Struttura globulare: 4 domini ad α-elica

Produzione transitoria: picco 8-12 h dall’attivazione

Gaffen S.L and Liu K.D; 2004

Gaffen S.L and Liu K.D; 2004

www.cmbi.bjmu.edu

SINTESI DELL’IL-2

IL-2

Treg

Gaffen S.L and Liu K.D; 2004

L’attivazione dei linfociti T scatena molteplici vie di segnalazione

5’

Produzione di fattori trascrizionali che agiscono sul

promotore del gene per l’IL-2

RECETTORE DELL’IL 2: Alfa (α), Beta (β) e Gamma common (γc)

www.ncbi.nlm.nih.gov

IL-2R α (CD25 o Tac)

Polipeptide di 55kD

Sintesi indotta da IL-2

Coinvolta nel legame con IL-2

Incapacità di signaling intracellulare

Timociti CD 4-/ CD 8- e midollo osseo

Poco espresso in T maturi (CD 4+/ CD 8+), NK, monociti, cellule B mature

IL-2R γc (p64)

Signaling intracellulare

In comune con IL-4/7/9/15/21R

Associata costitutivamente a JAK 3

Linee linfo-emopoietiche (NK, monociti e granulociti)

IL-2R β (CD122 o p75)

Legame al ligando e trasduzione del segnale (JAK 1)

Comune con il IL-15R

T maturi (CD 4+/ CD 8+), NK, monociti, cellule B mature, cellule dendritiche e neutrofili Gaffen S.L and Liu K.D; 2004; Kim H.P. et al., 2006

Gaffen S.L; 2001

Kim H.P. et al., 2006

RECETTORE DELL’IL 2: Caratteristiche

CD 4-/ CD 8-

Timo e midollo osseo

CD 4+/ CD 8+

Cellule NK

Cellule B mature

Cellule NK

Linfociti T circolanti

Linfociti T attivati

RECETTORE DELL’IL 2: Espressione della forma ad alta affinità

IL-2

IL-2α

Linfocita T

Stimolo Ag

INF α

EBNA 1

EBNA 2

IL-2IL-2α

Linfocita T attivo

IL-2

IL-2α

Linfocita T attivo

IL-2

IL-2α

Linfocita T attivo

IL-2

IL-2α

Linfocita T attivo

Kim H.P. et al., 2006

Kim H.P. et al., 2006

Kim H.P. et al., 2006

RECETTORE DELL’IL 2: Legame con il ligando

RECETTORE DELL’IL 2: Cascata di segnalazione

JAK 1

Assenza di ligando

Eterotrimero stabile

Malek T.R. and Bayer A.L.; 2004

CICLINE

IL-2Rαc-fosBcl-2

FasL/ ApoptosiParadosso “dose”-dipendente

IL-2Rα E L’IMMUNOSOPPRESSIONE

Waldmann TA, 2007

Costruzione di un MoAb anti CD-25

Perché IL-2Rα?

Espressa prevalentemente nei linfociti T attivati

Essendo specifica per l’IL-2 non inficia il signaling di altre citochine

“SCOPERTA” DELL’ANTI-TAC

Nel 1980 Uchiyama Takashi produsse, con la tecnica dell’ibridoma, un anticorpo monoclonale murino “anti CD4”

Utilizzò una linea cellulare ottenuta da un paziente con diagnosi di leucemia a cellule T (Sèzary Sindrome) con un pregresso di leucemia a cellule T HTLV-I correlata

L’anticorpo prodotto, oltre a non legare il CD4, era in grado di legare SOLO i linfociti T attivati

Analisi INDIRETTE per identificare il reale target

→ definire il sito di legame dell’IL-2 al suo recettore

→ clonaggio del recettore stesso e delle subunità

→ definire il “tropismo” delle subunità recettoriali

→ determinare i pathways da esso individuatiUchiyama T. et al., 1981

Waldmann TA, 2007

DALL’ANTI-TAC AL DACLIZUMAB E BASILIXIMAB

ANTI CD25

Buhaescu I. et al., 2005 Waldmann TA, 2007

ANTI-TAC:

Scarsi effetti terapeutici

Emivita di 25 h nel torrente ematico

Immunogenico

90% umano (IgG1) 10% murino (CDRs)

Anticorpo IgG1/anti-Tac umanizzato ricombinante

Linea cellulare di mieloma NSO murino Tecnologia del DNA

ricombinante: sistema di espressione glutaminsintetasi (NS GSO)

Proteina di 144kD

Queen C. et al., 1989

DACLIZUMAB

75% umano (IgG1K) 25% murino (CDRs)

Anticorpo IgG1K chimerico ricombinante

Ibridoma murino codificante per Ab murino RFT5 (variable region) e IgG1K umana (costant region)

Proteina di 144kD

BASILIXIMAB

www.upload.wikimedia.org

www.simulect.at

MECCANISMO D’AZIONE (1)

Goebel J. Et al., 2000

Ipotesi sull’interazione con il CD25:

Parziale deplezione dei linfociti per Antibody Dependent Cellular Citotoxicity (ADCC) e Complement-mediateD Citotoxicity (CDC)

Modulazione della trascrizione del CD25

Legame Fc-FcR sulla membrana dei linfociti T attivati

Saturazione dei CD25

www.upload.wikimedia.org

Epitopo comune CD25-MoAb sconosciuto

JAK1

JAK 3

STAT 5 a/b

P

P

P

Goebel J. et al., 2000 Tkaczuk J. et al., 2002

MECCANISMO D’AZIONE (2)

Binder M. et al., 2007

E116

V122

IL2

IL2γ IL2β IL2α

IL2-IL2Rα

(116) E R I Y H F V (122)

Phage peptide libraries display (CX7C)

Successive purificazioni

Controllo negativo (Rituximab)

Sequenziamento e confronto

Individuazione di residui aa cardine

DACLIZUMAB: caratteristiche

http://www.rocheusa.com/products/zenapax/

Approvato dall’FDA nel 1997 per il trapianto renale

Indicato nella profilassi del trapianto renale associato a corticosteroidi e ciclosporina

Pascula J. et al., 2001www.fda.gov/

www.redpoll.pharmacy.ualberta.ca

www.rocheusa.com/products/zenapax/

No informazioni sul trattamento prolungato

Trials clinici su trapianto di fegato, pancreas, pancreas-rene, cuore: diminuizione episodi acuti

Amministrazione e dosaggio

Pz adulti e pediatrici 1 mg/Kg (1,5 mg/Kg per TX midollo) per totale saturazione Amministrazione con 5 dosi: La prima 24h prima del TXLe rimanenti ogni 14h post TX

BASILIXIMAB: caratteristiche

Approvato dall’FDA nel 1998 per il trapianto renale

Lega con alta affinità il CD25 (Ka=1010M-1)

Indicato nella profilassi del trapianto renale associato a tripla terapia immunosoppressiva

www.fda.govwww.pharma.us.novartis.com

Ramirez CB et al., 2007

T1/2 (adulti) 13.4gg; T1/2 (pediatrici) 9.4gg

Completa saturazione dei recettori per 4-6 settimane (pediatrici 29gg)

Trials clinici su trapianto di fegato, pancreas, pancreas-rene, cuore, polmone: diminuizione episodi acuti

Amministrazione e dosaggio

Pz adulti e pediatrici (>35Kg) 2 dosi da 1 mg Pz pediatrici (<35Kg) 2 dosi da 2mg: La prima 2h prima del TX La seconda 4gg post TX

www.pharma.us.novartis.com/products/name/simulect.jsp

BASILIXIMAB E DACLIZUMAB: confronto

Henry ML. Et al., 2002 Boggi U. et al., 2004

Gelder TV. et al., 2004

No somministrazione in gravidanza

Verifica della funzionalità renale

Reazione da ipersensibilità

Trattamento con Simulect o Zenapax

USA ≈ 45.857 $

TRIALS CLINICI: Basiliximab e Daclizumab

Generalizzare →

Gruppo di controllo

Tipo di trapiantoTipo di paziente (CMV e TX renale)

Diverse variabili

Metodo di indagine

Elkhammas EA et al., 2000 Ramirez CB. Et al., 2007

ten Meulen CG. et al., 2004Vicenti F. et al., 2006

Csa: ciclosporine; St steroidi (ss) dose singola; MMF mofetil micofenolato

CONCLUSIONI

Immunosoppressione

TrapiantoTumori ematologici

1 - Completed ANTI-TAC THERAPY FOR UVEITIS

Condition: Uveitis

Intervention:Drug: Daclizumab (Zenapax)

2- Recruiting Basiliximab in Moderate to Severe Ulcerative Colitis

Condition:Ulcerative Colitis

Intervention:Drug: Basiliximab

Patologie autoimmuni

Patologie infiammatorie

croniche

www.clinicaltrials.gov

Bibliografia

1 Gaffen S.L. and Liu K.D. “Overview of interleukin-2 function, production and clinical applications” Cytochine 28 (2004) 109-123

2 Malek T.R. and Bayer A.L. “Tolerance, not immunity, crucially depends on IL-2” Nat. Rev. Immunol. 4 (2004) 665-674

3 Kim H.P. et al., “Both integrated and differential regulation of components of the IL-2/IL-2 receptor system” Cytokine and Growth Factor Reviews 17 (2006) 349-366

4 Gaffen S.L. “Signaling domains of the interleukin 2 receptor” Cytokine 14 (2001) 63-77

5 Uchiyama T. et al,” A monoclonal antibody (anti-Tac) reactive with activated and functionally mature human T cells; 1. Production of Anti-Tac Monoclonal Antibody and Distributiono f Tac (+) Cells” J. Immunol. 126 (1981) 1393-1398

6 Uchiyama T. et al, A monoclonal antibody (anti-Tac) reactive with activated and functionally mature human T cells; II. Expression of Tac Antigen on Activated Cytotoxic Killer T Cells,Suppressor Cells, and on One of Two Types of Helper T Cells” J. Immunol. 126 (1981) 1398-1403

7 Waldmann TA, “Anti-Tac (daclizumab, Zenapax) in the Treatment of Leukemia, Autoimmune Diseases, and in the Prevention of Allograft Rejection: A 25-Year Personal Odyssey” J. Clin. Immunol. 27 (2007) 1-18

8 Buhaescu I. et al., “New immunosoppressive therapies in renal transplantation: Monoclonal Antibodies” J. Nefrol. 18 (2005) 529-536

9 Tkaczuk J. et al., “Effect of Anti-IL-2Ra Antibody on IL-2-induced Jak/STAT Signaling” Am. J. Transpl. 2 (2002) 31-40

10 Queen C. et al., “A humanized antibody that binds to the interleukin 2 receptor” Proc. Nati. Acad. Sci. USA. 86 (1989) 10029-10033

11 Goebel J. Et al., “Daclizumab (Zenapax) inhibits early interleukin-2 receptor signal transduction events” Transpl. Immunol. 8 (2000) 153-15912 Binder M. et al., “Identification of Their Epitope Reveals the Structural Basis for the Mechanism of Action of the Immunosuppressive Antibodies

Basiliximab and Daclizumab” Cancer Res. 67 (2007) 3518-3521

13 Pascula J. et al., “Anti-interleukin-2 receptor antibodies: basiliximab and daclizumab” Nephrol. Dial.Transplant. 16 (2001) 1756-1760

14 Bolgi U. et al., “A benefit-risk assessment of basiliximab in renal transplantation” Drug Saf. 27 (2004) 91-106

15 Gelder VT. et al., “Anti-interleukin-2 receptor antibodies in transplantation” Drugs 64 (2004) 1737-1741

16 Elkhammas EA. et al., “Basiliximab versus OKT 3 in primary simultaneous pancreas-kidney transplant recipients” Transplantation 69 (2000) S407-S416

17 Ramirez C.B. and Marino I.R., “The role of basiliximab induction therapy in organ transplantation” Expert Opin. Biol. Ther. 7 (2007) 137-148

18 Henry ML. et al., 2002 ”The use of basiliximab in solid organ transplantation” Expert Opin. Pharmacother. 3 (2002) 1657-1663

19 ten Meulen CG. et al., “Steroid-withdrawal at 3 days after renal transplantation with anti IL-2 receptor a therapy: a prospective, randomised, multicenmter study” Am. J. Transplant. 4 (2004) 803-816

20 Vicenti F. et al., “Interleukin-2 receptor antagonist induction in modern immunosoppression regimens for renal transplant recipients” European Society of Organ transplantation 19 (2006) 446-457

Siti internet / Referenze immagini dei titoli

www.sapiec.itwww.pathmicro.med.sc.eduwww.cmbi.bjmu.edu www.upload.wikimedia.orgwww.fda.gov/www.redpoll.pharmacy.ualberta.ca www.rocheusa.com/products/zenapax/www.pharma.us.novartis.comwww.simulect.atwww.clinicaltrials.gov

www.sapiec.itwww.dmsg.dewww.images.encarta.msn.comwww.unm.eduwww.emisca.altervista.orgwww.images.google.it