Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка терапевтических антител к интерлейкину-11 для лечения онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта

Номер контракта: 14.607.21.0097

Руководитель: Пермяков Евгений Анатольевич

Должность руководителя: Директор

Докладчик: Пермяков Сергей Евгеньевич, руководитель группы Исследования белков ИБП РАН

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
терапевтическое человеческое антитело, интерлейкин 11, рецептор интерлейкина 11, сигналинг, ингибитор, метастаз, рак молочной железы, рак кишечно-желудочного тракта, рак поджелудочной железы, воспаление, gp130, stat3, цитокин

Цель проекта:
Разработка новых эффективных противораковых лекарственных средств представляет собой одну из приоритетных задач в области биомедицинских разработок, имеющую важное социально-экономическое значение. Многочисленные исследования на животных моделях свидетельствуют об эффективном подавлении онкогенеза путём ингибирования сигналирования интерлейкина-11 (IL-11) через его рецепторы IL-11RA и gp130. Усиленное сигналирование через IL-11 наблюдается при раке кости, молочной железы, толстого кишечника, матки, яичника, печени, легкого, поджелудочной железы, простаты, почки, желудка, и др. Описанные в литературе средства ингибирования сигналинга IL-11 не дошли до этапа клинических исследований, причем часть из них малопригодна для терапевтического применения. В этой связи, целью проекта является разработка инновационного таргетного препарата на основе моноклонального человеческого антитела, специфичного к IL-11, предназначенного для лечения онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта путем ингибирования сигналирования через IL-11.

Основные планируемые результаты проекта:
1) Экспериментальные образцы 2-3 полностью человеческих моноклональных антител класса IgG (подкласса IgG1 или IgG4), высокоспецифичных к IL-11 человека (сродство ниже 2 нМ), кроссреактивных с его обезьяньим ортологом, эффективно ингибирующих связывание IL-11 с рецептором IL-11RA (EC50 ниже 2 нМ), тем самым блокирующих сигналирование IL-11.
2) Отчет о патентных исследованиях, оформленный в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
3) Промежуточные и заключительный отчеты о результатах ПНИЭР в соответствии с ГОСТ 7.32-2001.
4) Предложения и рекомендации по коммерциализации результатов ПНИЭР, вовлечению их в хозяйственный оборот.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Многочисленные исследования на животных моделях свидетельствуют об эффективном подавлении онкогенеза путём ингибирования сигналирования IL-11 через рецепторы IL-11RA и gp130. Усиленное сигналирование через IL-11 наблюдается при раке кости, молочной железы, толстого кишечника, матки, яичника, печени, легкого, поджелудочной железы, простаты, почки, желудка, и др. Конечный продукт проекта - экспериментальные образцы 2-3 полностью человеческих моноклональных антител подкласса IgG1 или IgG4, высокоспецифичные к IL-11 человека, кроссреактивные с его обезьяньим ортологом, эффективно ингибирующие связывание IL-11 с рецептором IL-11RA, тем самым блокирующие сигналирование IL-11. Разработанные на сегодняшний день антитела, специфичные к IL-11 или к его рецепторам, способные ингибировать сигналинг IL-11, не достигли стадии клинических исследований. Часть из этих антител не являются моноклональными, человеческими и специфичны к белкам мыши, что препятствует их терапевтическому применению. Другие варианты ингибирования сигналинга IL-11 (например, использование мутантных форм IL-11, либо применение низкомолекулярных веществ), также не дошли до стадии клинических испытаний. Отметим, что ингибирование связывания IL-11 с рецептором gp130 сопряжено с вероятностью нежелательного подавления сигналинга многих других членов семейства IL-6. В сравнении с низкомолекулярными лекарствами, лекарственные средства на основе антител обладают рядом преимуществ, обеспечивая более высокий уровень сродства к мишени (вплоть до 0,01 пМ) и селективности действия, а также существенно большие периоды полувыведения из организма (от дней до недель). Таким образом, проводимая в проекте разработка ингибиторов сигналинга IL-11 на основе моноклональных человеческих антител, специфичных к IL-11, актуальна и обеспечивает создание перспективных кандидатных терапевтических антител.
Разработка терапевтических антител, специфичных к IL-11, ведется на основе технологии фагового дисплея, хорошо зарекомендовавшей себя при решении задач такого рода. Используемые для этого фаговые библиотеки Fab-фрагментов антител, разработанные ООО «АНТЕРИКС», были успешно применены при выполнении ряда подобных проектов. Совокупность используемых в проекте технологий и подходов, а также обширного опыта коллектива проекта в области разработки терапевтических антител, позволяет рассчитывать на беспрепятственное достижение заявленных результатов. К рискам дальнейшей разработки конечного продукта проекта следует отнести возможность временного отставания разработки от доклинических/клинических испытаний, проводимых конкурирующими научными коллективами и компаниями.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемые моноклональные антитела, специфичные к IL-11, предназначены для проведения дальнейших этапов разработки лекарственного средства, включая формулирование и проведение доклинических исследований. Доведение конечного продукта проекта до рынка потребует его успешного прохождения доклинических и клинических исследований. В этой связи, потребителем конечного результата проекта должны стать фармацевтические компании, имеющие финансовые (технологические) возможности, позволяющие эффективно заниматься проведением доклинических/клинических исследований. Привлечение в качестве индустриального партнера проекта ведущей отечественной фармацевтической компании «Р-Фарм» позволяет рассчитывать на проведение всех стадий дальнейшей разработки лекарственного средства, а также коммерциализации конечного продукта с выводом на отечественный рынок фармпрепаратов.
Поскольку усиленное сигналирование через IL-11 наблюдается при целом спектре онкологических заболеваний (рак кости, молочной железы, толстого кишечника, матки, яичника, печени, легкого, поджелудочной железы, простаты, почки, желудка, и др.), а данные многочисленных исследований на животных моделях свидетельствуют об эффективном подавлении онкогенеза путём ингибирования сигналирования IL-11 через его рецепторы, высокоселективное блокирование сигналирования IL-11 разрабатываемыми в проекте моноклональными антителами способно стать основой инновационного подхода к лечению самых различных онкозаболеваний. Предположительно, разрабатываемый препарат будет наиболее эффективен в отношении метастазирующих форм опухолей. В случае отсутствия на момент вывода конечного продукта на рынок лекарственных средств, действующих по принципу ингибирования сигналирования IL-11, конечный продукт проекта имеет прекрасные перспективы на глобальном рынке онкопрепаратов, исчисляющемся десятками миллиардов долларов США и имеющем устойчивую тенденцию к росту (около 6% в год, по данным Business Insights Ltd).

Текущие результаты проекта:
Проведены патентные исследования, подтвердившие перспективность проекта. Разработаны программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов. Получены генетические конструкции, рекомбинантные белки и клеточные линии, необходимые для выполнения проекта, включая рекомбинантные формы IL-11 человека, макаки и мыши, а также внеклеточного домена IL-11RA и gp130 человека; получена стабильная линия клеток HEK-Blue IL-6, экспрессирующая рецептор IL-11RA человека, демонстрирующая IL-11-зависимую активацию STAT3 сигналинга. Проведены селекции из пяти коммерческих фаговых библиотек Fab-фрагментов антител человека кандидатов, специфичных к IL-11: три раунда селекции фаговых частиц, специфичных к IL-11 человека (2 раунда) и макаки (1 раунд); использованы две схемы селекции с разным порядком презентации антигенов. Скринированы по специфичности к IL-11 человека свыше 1200 Fab-фрагментов. Получены свыше 80 позитивных кандидатов, из которых свыше 10 уникальны по CDR-участкам тяжелой цепи. Сродство уникальных Fab-фрагментов к IL-11 человека достигает 0,2 нМ; показана способность 7 кандидатов ингибировать взаимодействие IL-11 с внеклеточным доменом IL-11RA. Функциональные Fab-фрагменты переведены в формат полноразмерного антитела подкласса IgG1. Сродство полученных 7 антител к IL-11 человека и макаки достигает 8 пМ и 16 пМ, соответственно. Все антитела демонстрируют способность ингибировать взаимодействие IL-11 с внеклеточным доменом IL-11RA (эффект от 40% до 76%). Полученные антитела составляют основу для дальнейшей разработки терапевтических анти-IL-11 антител. Результаты выполнения проекта доложены на V Съезде биофизиков России (Ростов, 2015) и опубликованы в журнале BBRC (doi: 10.1016/j.bbrc.2015.11.024).