La scommessa scientifica degli anticorpi monoclonali

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Cronistoria di una scoperta

Esiste un sentimento che accomuna tutte le scoperte scientifiche ed è la “curiositas”, esso segna da sempre, inesorabilmente, il destino delle biotecnologie in campo medico. Sin dagli anni venti del secolo scorso, l’estrazione di proteine biologiche a scopo terapeutico ha posto le basi per l’odierno sviluppo dei farmaci biotecnologici. Questa tipologia terapeutica, si basa su macromolecole ottenute mediante il loro prelievo da organismi procariotici ed eucariotici precedentemente manipolati geneticamente.

L’impiego di anticorpi a scopo curativo fa parte di questa categoria. Le prime sperimentazioni a riguardo, portarono allo sviluppo di una terapia che si basava su una miscela di anticorpi (detti perciò anticorpi policlonali), ottenuta dal siero di cavie immunizzate contro un determinato antigene. Lo svantaggio dell’impiego dei policlonali era legato al fatto che essendo un “cocktail” immunitario, perdeva in termini di specificità antigenica. La creazione di anticorpi monoclonali, noti anche con l’acronimo Mabs (monoclonal antibodies), si inserisce come risoluzione a questa problematica. L’idea alla base della loro creazione, fu appunto poter ottenere una linea immunitaria formata da anticorpi identici tra loro e prettamente specifica per uno ed un solo epitopo. Questa intuizione fu colta e sviluppata nel 1975, da Georges Kohler e Cesar Milstein.

Cesar Milstein e George Kohler, padri degli anticorpi monoclonali
Figura 1 – Cesar Milstein e George Kohler

La tecnica degli ibridomi

A Kohler e Milstein non si deve solo il merito della scoperta, ma anche quello della messa a punto della tecnica per ottenere gli anticorpi monoclonali: la tecnica degli ibridomi. La procedura prevede che una cavia venga immunizzata, iniettando per via parenterale uno specifico antigene contro cui si vuole ottenere l’anticorpo monoclonale. Scendendo a livello microscopico ciò che accade nell’animale è la produzione di plasmacellule, da cui derivano le cellule B dell’immunità prescelte per la terapia. Estraendo poi queste ultime dalla milza o dai linfonodi, e non più dal siero come avveniva per i policlonali, si ottiene un’unica progenie di anticorpi diretti esclusivamente contro l’antigene prescelto.

Per poter essere utilizzate in qualità di anticorpi monoclonali, le cellule B subiscono una fusione con cellule immortalizzate di mieloma che le rende per questo motivo ibride. Gli anticorpi monoclonali sono perciò tali, grazie alla presenza dei linfociti B e sono capaci anche di proliferazione in vitro grazie al contributo della linea cellulare di mieloma.

Per amplificare gli ibridomi, si procede coltivandoli su terreni selettivi e prima dell’isolamento per l’utilizzo su larga scala, subiscono un’ulteriore purificazione.

Descrizione delle fasi essenziali della tecnica degli ibridomi
Figura 2 – fasi essenziali della tecnica degli ibridomi

Classificazione degli anticorpi monoclonali

I primi anticorpi monoclonali ottenuti erano totalmente di origine murina. Con il passare del tempo ci si rese conto che la loro efficacia era però limitata alla prima somministrazione. Questo accadeva in quanto il nostro corpo, tendendo a riconoscerli come agenti estranei, attivava una particolare risposta immunitaria detta “Human Anti Mouse Antibodies” (HAMA).

Le biotecnologie sono giunte in soccorso per ovviare al problema, attraverso la tecnica del DNA ricombinante. Attraverso questa innovazione, si è pensato di sostituire le sequenze geniche che codificano per le regioni costituenti gli anticorpi nelle cavie murine con sequenze di origine umana; gli animali presentanti queste modifiche, sono stati poi definiti “Xenomouse”.

E’ stata così permessa, la creazione di una serie di anticorpi monoclonali, classificabili in base alla percentuale di contenuto umano nella struttura dell’anticorpo:

  • Anticorpi monoclonali chimerici, contengono il 65% di origine umana e sono identificati dal suffisso “-ximab”
  • Anticorpi monoclonali umanizzati, sono composti dal 90% di regioni umana ed individuati dal suffisso “-zumab”
  • Anticorpi monoclonali umani, al 100% di derivazione umana e riconosciuti per il suffisso â€ś-uma”

Terapie antitumorali

L’idea alla base della creazione degli anticorpi monoclonali, ha permesso ai campi di applicazione di ampliarsi sempre piĂą, come è accaduto per quello oncologico.  

I tumori esprimono, infatti, delle particolari componenti antigeniche, -note come “Tumor Specific Antigens” (TSA)- che stimolano la risposta del sistema immunitario. I ricercatori, sfruttando queste conoscenze, hanno creato degli anticorpi monoclonali diretti contro i TSA di alcuni tumori in modo da poter amplificare la risposta immunitaria di base e fornire così al paziente, un’arma più potente nei confronti del cancro. Questo trattamento prende il nome di “immunoterapia umorale passiva” e può essere svolto utilizzando anticorpi monoclonali nudi, in associazione a radioisotopi o immunotossine per aumentarne l’efficienza.

Un esempio di anticorpo monoclonale usato come antitumorale è Bevacizumab. Esso è diretto contro il fattore VEGF, che favorisce lo sviluppo di vasi sanguigni da parte delle formazioni neoplastiche. Bloccando l’angiogenesi, si indebolisce il tumore impedendogli di crescere e approvvigionarsi.

anticorpo monoclonale Bevacizumab in fiala  con il nome commerciale di "avastin"
Figura 3 – anticorpo monoclonale Bevacizumab in fiala con il nome commerciale “Avastin”.

Anticorpi monoclonali per combattere il Covid-19

Sono ormai noti i discreti risultati sperimentali ottenuti dall’utilizzo dell’anticorpo monoclonale Tocilizumab, su pazienti affetti da Covid-19. La somministrazione di Tocilizumab ha infatti ridotto l’utilizzo di ventilazione meccanica, il tasso di mortalità e la probabilità di un’evoluzione a forme più severe della malattia.

Questo anticorpo monoclonale è nato però, per il trattamento di un’altra patologia ossia l’artrite reumatoide avendo come target molecolare l’interleuchina 6, una citochina prodotta nella maggior parte dei processi infiammatori.

Partendo da queste evidenze scientifiche, e conoscendo i bersagli cellulari del virus, la ricerca si sta muovendo verso la creazione di anticorpi monoclonali specifici che possono dare un ottimo contributo al controllo della pandemia.

Ad oggi sono circa dieci i gruppi in tutto il mondo impegnati nella produzione su larga scala di anticorpi monoclonali contro SARS-CoV-2. Lo scorso 22 Novembre la FDA, ha approvato la terapia basata su un mix di Mabs proposta dall’azienda statunitense di biofarmaceutica “Regeneron”.

ricercatori impegnati nella sperimentazione clinica di anticorpi monoclonali
Figura 4 – ricercatori impegnati nella sperimentazione clinica

Gaia Bruno

Fonti

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