Расщепляемый линкер ADC: классификация и механизм действия

Nov 29, 2023

ADC представляет собой моноклональное антитело, ковалентно связанное с цитотоксическими химическими веществами (полезной нагрузкой) через линкер. Линкер ADC играет ключевую роль в терапевтическом эффекте ADC, и его характеристики существенно влияют на терапевтический индекс, фармакодинамику и фармакокинетику ADC. Например, связь между линкером и mAb определяет соотношение лекарственное средство-антитело (DAR), которое определяет гомогенность и стабильность ADC. Чтобы обеспечить селективность и эффективность ADC, линкер должен стремиться к достижению трех ключевых характеристик:

(1) Высокая стабильность цикла: полезная нагрузка не будет выпущена до того, как достигнет цели, что сводит к минимуму эффекты отклонения от цели.

(2) Высокая растворимость в воде: способствует связыванию и позволяет избежать образования неактивных агрегатов ADC.

(3) Эффективное высвобождение: обеспечение эффективного высвобождения высокоцитотоксичных метаболитов полезной нагрузки линкера.

Расщепляемый и нерасщепляемый линкер

Линкер ADC можно разделить на расщепляемый линкер и нерасщепляемый линкер. Механически, когда нерасщепляемый линкер достигает лизосомы, моноклональное антитело метаболизируется по протеолитическому механизму, и полезная нагрузка, линкер и аминокислотные придатки высвобождаются. Существенные модификации полезной нагрузки также могут привести к появлению мощных АЦП, таких как Кадсила®, если не будет затронут ключевой фармакофор полезной нагрузки. Однако нерасщепляемые линкеры часто неспособны оказывать эффект свидетеля из-за отсутствия клеточной проницаемости придатков заряженных аминокислот. Поэтому область применения АЦП, содержащих нерасщепляемые линкеры, ограничена, и в основном их используют для лечения гематологических раковых заболеваний или опухолей с высокой экспрессией антигена.

По сравнению с нерасщепляемыми линкерами, расщепляемые линкеры используют особые условия для высвобождения лекарств в клетках-мишенях. Расщепляемые линкеры можно далее подразделить на химически расщепляемые линкеры или ферментативно расщепляемые линкеры. Хотя расщепляемые линкеры имеют более широкий спектр применения, чем нерасщепляемые линкеры, они более нестабильны в кровообращении. Таким образом, эффективность расщепляемых линкеров зависит от их способности эффективно различать обстоятельства клеток-мишеней и условия кровообращения.

Химически расщепляемый линкер

Существует три основных типа химически индуцируемых расщепляемых линкеров: расщепляемые кислотой, расщепляемые в восстанавливающих условиях (дисульфид и т. д.) и линкеры, расщепляемые экзогенными стимулами.

Расщепляемые кислотой линкеры предназначены для использования кислотности эндосом (рН 5,5-6,2) и лизосом (рН 4,5-5,0), сохраняя при этом стабильность циркуляции в физиологических условиях при рН 7,4. Эта стратегия достигла самого раннего клинического успеха с помощью Mylotarg® (AcBut Linker) компании Pfizer. Хотя также используются восстанавливаемые дисульфиды, линкер содержит чувствительную к кислоте N-ацилгидразоновую связь. Таким образом, в условиях кислотного катализа Mylotarg® гидролизуется до кетона и гидразида. Кроме того, при разработке Mylotarg® исследователи также проверили стабильность ряда гидразонсодержащих линкеров при pH 4,5 и pH 7,4, а также их стабильность in vitro и in vivo на мышах в составе ADC. Исследования показали, что линкер, стабильный при pH 7,4 и нестабильный при pH 4,5, обеспечивает наиболее эффективный ADC. Этот вид компоновщика также применяется к Besponsa®.

В дополнение к упомянутой выше гидразонной связи карбонатный линкер, используемый Trodelvy®, также является своего рода линкером кислотного расщепления. Хотя эфирные связи теоретически более стабильны в кровообращении, чем карбонаты, экспериментальные результаты показывают, что ADC, построенные на основе первых, менее стабильны в сыворотке человека. Стабильность ADC в сыворотке была значительно улучшена (t1/2=36 часов) введением п-аминобензилового (PABC) спейсера, который показал некоторую селективность в отношении кислого лизосомального компартмента, с t1/2 при pH 5,2 в течение 10 часов.

Несмотря на клинический успех Mylotarg®, Besponsa® и Trodelvy®, расщепляемые кислотой линкеры больше не являются вариантом для большинства методов лигирования ADC. Требование Линкера строго различать среды с pH 5 и pH 7,4 очень сложно. Хотя в некоторых случаях медленное высвобождение полезной нагрузки может дать положительные результаты, этот метод обычно позволяет использовать только полезную нагрузку умеренной цитотоксичности, а высокотоксичная полезная нагрузка, которую предпочитает ADC, теперь требует более стабильного линкера.