Độc tố miễn dịch

Độc tố miễn dịch là các phân tử protein lai, được tạo ra bằng các liên kết giữa hai thành phần kháng thể/yếu tố sinh trưởng và một loại độc tố.

Theo cách kết hợp trên, phân tử lai có được các đặc tính của cả hai thành phần cho các mục đích nhận dạng/gắn kết và giết tế bào đích1. Như vậy, đích để nhận độc tố miễn dịch có thể là tế bào ung thư hoặc tế bào mang các mầm bệnh khác nhau... Hiện tại có thể phân loại 4 phương pháp trị liệu bề mặt tế bào đích. Loại thứ nhất là trị liệu sinh học trên bề mặt đích sử dụng các kháng thể đơn dòng MAbs không đánh dấu. Ví dụ rituximab và alemtuzumab có khả năng giết các tế bào ung thư sau khi gắn vào chúng. Các kháng thể đơn dòng có nguồn gốc từ người đạt hiệu quả điều trị lâm sàng đối với 1/2 số bệnh nhân thông qua các cơ chế: 1) Gây cảm ứng quá trình apoptosis , 2) Gây độc tế bào phụ thuộc kháng thể và 3) Gây độc tế bào phụ thuộc bổ sung. Để giết chết các tế bào một cách trực tiếp không thuộc các cơ chế này, loại trị liệu bề mặt đích thứ hai đã được sử dụng, trong đó kháng thể đơn dòng được gắn với các hạt phóng xạ. Các yếu tố này được coi là phương pháp trị liệu miễn dịch phóng xạ có tác dụng làm tăng sự đáp ứng của bệnh nhân kháng các kháng thể đơn dòng không đánh dấu. Tuy nhiên, trị liệu miễn dịch phóng xạ bị hạn chế bởi hiệu lực của các hạt phóng xạ và một lượng nhỏ các phân tử phóng xạ có thể gắn thêm vào mỗi phân tử kháng thể đơn dòng. Với phương thức trị liệu này các bệnh nhân thường phải chịu đựng độc hại đối với tủy xương do các kháng thể đơn dòng được đưa vào cơ thể một cách không đặc hiệu gây ra sự đáp ứng không hoàn toàn trong khối u. Loại thứ ba của trị liệu bề mặt đích là hóa trị liệu đích, trong đó các phân tử kháng thể đơn dòng được gắn với các phân tử hóa học có tác dụng gây độc tế bào, trong nhiều trường hợp có hiệu lực mạnh hơn và dẫn đến cả các tổn thương không đặc hiệu hơn các hạt phóng xạ. Các ví dụ minh họa là gemtuzumab ozogamicin, một dạng kết hợp giữa anti-CD33 MAb và calcheamicin đối với leukemia cấp dòng tủy và auristan E monomethyl–anti CD30 kết hợp với cAC10-vcMMAE đối với bệnh Hodgkin và lymphoma không Hodgkin. Trong trường hợp gemtuzumab ozogamicin, các tế bào đa kháng thuốc sẽ kháng với trị liệu hóa học đích. Gần đây đã phát triển loại thứ tư là trị liệu tế bào đích sử dụng các protein độc tố liên kết với các kháng thể đơn dòng tạo độc tố miễn dịch tái tổ hợp. Các độc tố miễn dịch dạng này có điểm khác ở chỗ độc tố sử dụng có bản chất là một protein lai và có khả năng giết tế bào ung thư bằng các phân tử protein độc tố. Các protein có độ độc cao này bao gồm các độc tố từ thực vật như Ricin, Saporin, các protein kháng virus Pokeweed (PAP) có khả năng làm bất hoạt các ribosome; các độc tố từ vi khuẩn mạch đơn như diphtheria toxin (DT) và Pseudomonas exotoxin (PE) có khả năng ức chế quá trình sinh tổng hợp protein do adenine diphosphate (ADP) được ribosyl hóa với yếu tố kéo dài 2 (EF-2).

Như vậy, ưu điểm nổi bật của IT là khả năng nhận biết và giết các tế bào đích một cách chọn lọc. IT được thiết kế dựa trên các kháng nguyên bề mặt đặc hiệu của các tế bào đích. Việc tìm kiếm và xác định các kháng nguyên này có thể giúp tạo các kháng thể đơn dòng cho việc gắn kết với các tế bào đích. Ngược lại, ở các tế bào bình thường (không phải đích) các kháng nguyên này không có hoặc nếu có thì với số lượng rất ít so với tế bào đích. Việc thâm nhập vào tế bào đích của các độc tố phụ thuộc rất nhiều vào sự phân bố của các kháng nguyên trên bề mặt tế bào đích. Tuy nhiên, trong khi các kháng nguyên protein đặc hiệu có thể dễ dàng xác định bằng các kỹ thuật DNA array và proteomics, thì khả năng phân tích các kháng nguyên không phải là protein còn đang rất hạn chế. Để khắc phục nhược điểm này, toàn bộ tế bào đích đã được dùng như một kháng nguyên để gây miễn dịch trên chuột và tạo các kháng thể đơn dòng. Việc xây dựng thư viện phage hiển thị kháng thể người có thể giúp nhanh chóng phát hiện kháng thể cần tìm. ITs có thể được tạo ra bằng các phương pháp liên kết hóa học hoặc bằng công nghệ protein tái tổ hợp. Tuy nhiên, IT tạo được bằng liên kết hóa học thường có phân tử lượng lớn, gây cản trở cho việc thâm nhập của chúng vào tế bào. Do vậy, kỹ thuật protein tái tổ hợp cho phép tạo các IT với kích thước và cấu trúc phân tử thích hợp hợp hơn, hiện đang được coi là kỹ thuật chủ đạo cho hướng nghiên cứu tạo các IT mới.

Thực tế, kháng nguyên và bệnh đích là các yếu tố quyết định hiệu quả của độc tố miễn dịch. Các độc tố dung hợp tái tổ hợp nhỏ chứa cả yếu tố sinh trưởng hoặc các đoạn Fv như các chất gắn. Bệnh nhạy cảm nhất đối với độc tố miễn dịch là các dạng ung thư máu. Trong vòng 3 đến 4 thập kỉ gần đây, các độc tố miễn dịch đã được thử nghiệm rộng rãi để giết các tế bào ung thư ở mức độ tế bào nuôi cấy, trên mô hình động vật và bệnh nhân. Với các kết quả thử nghiệm trên bệnh nhân, chúng ta có thể dự đoán tương lai hứa hẹn của việc sử dụng các độc tố miễn dịch. Trong tương lai có thể phối hợp sử dụng độc tố miễn dịch với các liệu pháp điều trị bệnh ung thư khác để khắc phục những vấn đề như sự thâm nhập của thuốc vào khối u, độ độc của thuốc và đặc tính sinh miễn dịch.

Tài liệu tham khảo

• Akhtar S, Maghfoor I. Rituximab plus CHOP for diffuse large-B-cell lymphoma, N Engl J Med, 2002
• Keating MJ, Flinn I, Jain V, Binet J-L, Hillmen P, Byrd J, Albitar M, Brettman L, Santabarbara P, Wacker B, Rai KR, Therapeutic role of alemtuzumab (Campath-1H) in patients who have failed fludarabine: results of a large international study, Blood , 2002
• Cheson B Bexxar (Corixa/GlaxoSmithKline), Curr Opin Investig Drugs 3, 2002
• Nabhan C, Tallman MS, Early phase I/II trials with gemtuzumab ozogamicin (Mylotarg(R)) in acute myeloid leukemia. Clin Lymphoma 2, 2002
• Hursey M, Newton DL, Hansen HJ, Ruby D, Goldenberg DM, Rybak SM Specifically targeting the CD22 receptor of human B-cell lymphomas with RNA damaging agents: a new generation of therapeutics. Leuk Lymphoma, 2002
• Kreitman RJ, Immunotoxins in cancer therapy, CurrOpinion in Immunol 1999
• Naito K, Takeshita A, Shigeno K, Nakamura S, Fujisawa S, Shinjo K, Yoshida H, Osnishi K, Mori M, Terakawwa S, Ohno R Calicheamicin-conjugated humanized anti-CD33 monoclonal antibody (Gemtuzumab zogamicin, CMA-676) shows cytocidal effect on CD33-positive leukemia cell lines, but is inactive on P-glycoprotein-expressing sublines. Leukemia, 2000
• Eiklid K, Olsnes S, Pihl A., Entry of lethal doses of Abrin, Ricin and Modeccin into the cytosol of HeLa cells. Exp Cell Res, 1980
• Yamaizumi M, Uchida T, Okada Y, Furusawa M., Neutralization of diphtheria toxin in living cells by microinjection of antifragment A contained within resealed erythrocyte ghosts. Cell 13(2), 1978