Inhibice kontrolních bodů imunitní odpovědi – co leží za horizontem monoklonálních protilátek?

Kontrolní body imunitní odpovědi jsou klíčovým regulačním nástrojem organismu pro prevenci autoimunitních reakcí a zachování tolerance vůči vlastním antigenům. Mechanismus jejich fungování je zpravidla zprostředkován interakcemi mezi povrchovými receptory imunitních buněk a jejich specifickými ligandy, které tlumí nadměrnou imunitní aktivaci, a chrání tak tkáně před poškozením.

Nádorové buňky však tyto kontrolní body využívají k tomu, aby unikly imunitnímu dohledu a staly se pro imunitní buňky „neviditelnými“. Proto jsou kontrolní body imunitní odpovědi významným cílem protinádorové imunoterapie.

Mezinárodní odborný časopis Medical Oncology ve svém červnovém vydání zveřejnil na dané téma rozsáhlou publikaci vypracovanou Mohammadrezou Zamanim Gharehchamanem, M.Sc., M.Sc., a RNDr. Pavlem Šáchou, Ph.D., z výzkumné skupiny prof. Jana Konvalinky při Ústavu organické chemie a biochemie (ÚOCHB) AV ČR, která je součástí Národního ústavu pro výzkum rakoviny (NÚVR). Vybíráme z ní ty nejdůležitější informace.

Imunoterapie dnes a zítra

Autoři úvodem připomínají, že zavedení inhibitorů imunitních kontrolních bodů (checkpoint inhibitorů) do klinické praxe přineslo zásadní proměnu onkologické léčby a monoklonální protilátky cílené na cytotoxický T‑lymfocytární antigen 4 (CTLA‑4) či na protein programované buněčné smrti 1 (PD‑1) a jeho ligand (PD‑L1) vykazují výrazný klinický přínos.

Léčbu monoklonálními protilátkami však provází řada nevyřešených problémů – od imunitně podmíněných nežádoucích účinků přes primární a získanou rezistenci až po vysoké náklady na léčbu. Studují se proto nové, alternativní přístupy k inhibici imunitních checkpointů na jiné bázi, než jsou monoklonální protilátky.

Pozornost výzkumu se nyní od klinicky již využívaných cílů, jako jsou zmíněné CTLA‑4, PD‑1 či PD‑L1, obrací k dalším receptorům s podílem na imunoregulačních funkcích, na které by bylo možno terapeuticky zamířit – například LAG‑3 (lymphocyte activation gene 3), TIM‑3 (T‑cell immunoglobulin and mucin‑domain containing‑3,), TIGIT (T‑cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains) či VISTA (V‑domain Ig suppressor of T‑cell activation).

Autoři se ve svém přehledu věnují poznatkům ze studia malých syntetických molekul, peptidů, aptamerů, RNA terapie, genové editace, bispecifických a multispecifických molekul a buněčné terapie. Intenzivně se studují také chiméry cílené na lysozomy (LYTACs) a chiméry cílené na proteolýzu (PROTACs) nebo transportní systémy na bázi polymerních nosičů pro internalizaci kontrolních bodů a cílené doručování léčiv se záměrem zabránit jejich degradaci a prodloužením účinku imunitní aktivace zvýšit terapeutickou účinnost.

Checkpoint inhibitory na bázi malých molekul

Malé organické sloučeniny (s molekulovou hmotností pod 1 000 g/mol) představují perspektivní alternativu k monoklonálním protilátkám. Mezi jejich hlavní výhody patří možnost perorálního podání, snadnější a levnější syntéza, lepší stabilita během skladování a transportu, vyšší schopnost prostupovat tkáněmi, nižší riziko imunogenicity a lepší farmakokinetika s možností snížit nežádoucí účinky na jiné než cílové tkáně.

Autoři ovšem připomínají, že vývoj checkpoint inhibitorů na bázi malých molekul komplikují strukturální charakteristiky cílových proteinů (např. již zmíněných PD‑1/PD‑L1 a CTLA‑4), které vyžadují velmi přesné navázání. Malé molekuly obtížně obsáhnou rozsáhlá interakční rozhraní mezi proteiny – zatímco peptidy obvykle pokrývají 1 500–3 000 angströmů čtverečních (Ų, 1 angström = 0,1 nanometru), malé molekuly pokrývají jen 300–1 000 Ų. Výzvou je také krátký biologický poločas malých molekul.

Aktuálně se v různých stadiích vývoje nachází několik slibných checkpoint inhibitorů na bázi malých molekul, z nichž minimálně jeden velmi silný inhibitor s označením ARB‑272572 dosáhl ve volných buněčných testech při koncentraci 400 pikomolů na litr (pM) snížení biologické aktivity PD‑1/PD‑L1 o 50 procent (IC₅₀), což je výsledek běžně nevídaný u standardních velkých molekul cílených na protein–proteinové interakce.

Peptidové checkpoint inhibitory

Představují další alternativu k malým molekulám a monoklonálním protilátkám. Jsou navrženy tak, aby napodobovaly vazebná místa proteinů, jako jsou PD‑1 nebo PD‑L1, čímž blokují jejich vzájemnou interakci a posilují aktivitu T lymfocytů vůči rakovinným buňkám. Kromě osy PD‑1/PD‑L1 jsou peptidy rovněž zkoumány jako inhibitory dalších kontrolních bodů – např. LAG‑3, TIM‑3 nebo TIGIT.

Autoři uvádějí, že ačkoli peptidy přinášejí určité výhody, jako je vysoká specifita a snadnější výroba oproti monoklonálním protilátkám, jejich terapeutické využití je omezeno několika zásadními faktory. Jedná se o jejich nízkou stabilitu, protože peptidy složené z L‑aminokyselin jsou náchylné k rychlé degradaci proteolytickými enzymy, dále o krátký biologický poločas a nižší vazebnou afinitu. V porovnání s komplexními strukturami protilátek mají peptidy často slabší vazebné vlastnosti.

Navzdory tomu již minimálně jeden peptidový checkpoint inhibitor postoupil do klinického testování u lidí. Jedná se o makrocyklický peptid BMS‑986189 cílený na PD‑L1. V klinickém hodnocení fáze I byl pacienty s pokročilými solidními nádory dobře tolerován a vykazoval předvídatelné farmakokinetické chování. Předběžné výsledky naznačily protinádorovou aktivitu a podpořily další vývoj této molekuly.

Peptidové checkpoint inhibitory zatím sice, co se klinického pokroku týče, zaostávají za jinými terapeutickými modalitami, ale jejich specificita a strukturální flexibilita je činí atraktivními pro další výzkum a budoucí využití jako partnerů do kombinací s jinými léky.

Checkpoint inhibitory na bázi aptamerů

Autoři v další části své publikace vysvětlují, že aptamery jsou krátké jednořetězcové sekvence RNA nebo DNA, obvykle o délce menší než 100 nukleotidů, které vykazují vysokou afinitu a specificitu k cílovým molekulám. Pro své vlastnosti bývají označovány jako „chemické protilátky“ a díky své vysoké strukturální flexibilitě jsou schopny vytvářet složité vazebné konformace. To jim teoreticky umožňuje přesnější interakce s cílem než rigidní struktury protilátek.

Stejně jako protilátky dokážou aptamery selektivně vázat specifické proteiny, např. receptory kontrolních bodů imunitní odpovědi nebo jejich ligandy, a tím narušovat inhibiční signály, které tlumí protinádorovou imunitní odpověď.

Také klinické využití aptamerů zatím naráží na určitá omezení. Jsou např. náchylné k degradaci nukleázami, pokud nejsou chemicky upraveny, mají nízkou biologickou dostupnost a krátký biologický poločas, obtížná je i jejich distribuce do cílových tkání.

Tato omezení lze částečně překonat chemickými modifikacemi zvyšujícími stabilitu, použitím nanočástic pro cílené doručování a pečlivým sestavováním sekvencí pro minimalizaci nežádoucích účinků off‑target (mimo cílové tkáně).

Bispecifický aptamer BiApt cílený na PD‑1 a nukleolin (vysoce exprimovaný na mnoha nádorových buňkách) prokázal účinnou inhibici růstu nádoru a zvýšení infiltrace T lymfocytů ve zvířecím modelu kolorektálního karcinomu. Aptamer zaměřený na beta podjednotku receptoru pro destičkový růstový faktor (PDGFRβ) zase vykázal synergii s anti‑PD‑L1 protilátkou ve zvířecím modelu triple‑negativního karcinomu prsu – potlačil migraci buněk, snížil růst tumoru a zvýšil imunitní odpověď.

Terapie založené na RNA

K inovativním nástrojům cíleným na kontrolní body imunitní odpovědi se v posledních letech zařadily také terapie využívající malé interferující RNA (siRNA) a mikroRNA (miRNA). Tyto molekuly modulují expresi genů na post­trans­krip­ční úrovni a mohou zásadně ovlivnit imunitní odpověď proti nádorům.

Autoři ve své publikaci uvádějí, že ačkoli RNA terapie nabízejí jedinečné možnosti, i ony čelí v porovnání s monoklonálními protilátkami několika zásadním výzvám. Pro efektivní doručení do nádoru se zdá být nezbytné použití sofistikovaných doručovacích systémů, které ochrání RNA před degradací a zajistí její vstup do cílových buněk. Problémem je i imunogenicita, protože RNA může indukovat nespecifické imunitní odpovědi. Molekuly RNA navíc mohou zasahovat do více buněčných drah současně, což komplikuje předvídatelnost jejich účinku.

V preklinických modelech již některé miRNA prokázaly účinnost v inhibici kontrolních bodů imunitní odpovědi, ale jejich precizního zacílení výhradně na nádorové buňky bez postižení zdravých tkání zatím nebylo dosaženo. Úspěšná klinická aplikace terapie RNA v onkologii tedy bude vyžadovat další technologický pokrok v oblasti doručování, stability a bezpečnosti.

Genové editace pro inhibici imunitních checkpointů

V další části své práce se autoři z výzkumné skupiny ÚOCHB AV ČR věnují technikám genové editace, umožňujícím cílené a přesné modifikace genů, které kódují imunitní kontrolní body, a to jak v nádorových buňkách, tak v buňkách imunitního systému. Pomocí moderních nástrojů, jako je systém CRISPR‑Cas9, je možné selektivně narušit expresi molekul jako PD‑1, PD‑L1 nebo CTLA‑4, čímž lze potenciálně zesílit protinádorovou imunitní odpověď.

Tato technologie nabízí vysokou přesnost, nicméně její bezpečnost zůstává hlavní prioritou. Nezbytné je zejména dlouhodobé sledování kvůli detekci nežádoucích účinků, např. off‑target mutací a mozaicismu, a ověření délky trvání léčebného efektu.

Z již uskutečněných klinických hodnocení se autoři zmiňují o klinické studii NCT02793856, která ověřovala bezpečnost a proveditelnost infuze T buněk s cíleným vypnutím (knockoutem) PD‑1 pomocí CRISPR‑Cas9 u 17 pacientů s pokročilým nemalobuněčným karcinomem plic. Medián doby jejich celkového přežití dosáhl 42,6 týdne. Léčba se obešla bez závažné toxicity, všechny zaznamenané nežádoucí účinky byly stupně 1–2 a frekvence off‑target mutací byla velmi nízká (medián 0,05 %).

Pilotní studie NCT03747965 testovala CAR‑T buňky cílené na mezotelin s deaktivovaným PD‑1. U čtyř ze sedmi hodnotitelných pacientů bylo dosaženo stabilizace onemocnění a u dalších dvou částečné odpovědi. Úprava PD‑1 však významně nezlepšila expanzi a perzistenci CAR‑T buněk.

Další studie (MPTK‑CAR‑T) se zaměřila na dvojitý knockout PD‑1 a T‑buněčného receptoru (TCR) současně. Terapie byla dobře tolerována a vykazovala protinádorovou aktivitu (dosažení stabilní nemoci či částečné odpovědi), byť bez kompletních remisí. Inaktivace TCR navíc snížila riziko reakce štěpu proti hostiteli.

Z uvedených studií plyne obecný poznatek o tom, že precizní úpravy mohou zvýšit odolnost T buněk vůči vyčerpání a zlepšit jejich přežití v nádorovém mikroprostředí.

Bispecifické a multispecifické terapeutické látky

Představují vysoce sofistikovaný přístup k cílení na kontrolní body imunitní odpovědi. Jsou navrženy tak, aby současně rozpoznávaly více různých antigenů nebo inhibičních receptorů, a tím zesilovaly protinádorovou imunitní odpověď. Spojením více cílů v jednom molekulárním komplexu umožňují tyto látky účinnější mobilizaci imunitních efektorových mechanismů, často s vyšší přesností než monospecifické protilátky.

Tato strategie však přináší i nové výzvy k řešení. Patří k nim složitá konstrukce a výroba, které prodlužují vývoj a zvyšují náklady, vyšší riziko toxicity vyplývající ze současné aktivace více imunologických drah, obtížně předvídatelná farmakokinetika, která může ovlivnit stabilitu a distribuci léčiva, a imunogenicita, protože organismus může vnímat tyto komplexní molekuly jako cizí.

Na tomto poli probíhá, alespoň jak vyplývá z práce Mohammadrezy Zamaniho a Pavla Šáchy, v současnosti čilý výzkum. Například bispecifická protilátka cílená na PD‑1 a CTLA‑4 vudalimab byla v klinické studii fáze I testována u pokročilých solidních tumorů rezistentních vůči standardní léčbě. Objektivní léčebný efekt byl pozorován u 13 procent pacientů, včetně úplné remise u jednoho pacienta s melanomem.

Bispecifická protilátka cílená na PD‑1 a TIM‑3 lomvastomig v klinických studiích prokázala dobrou snášenlivost a aktivitu u pacientů, kteří již byli léčeni některým ze stávajících checkpoint inhibitorů. Nejvýraznější odpovědi byly pozorovány u pacientů s vysokou expresí PD‑L1, což naznačuje možnost budoucí léčby vedené podle biomarkerů.

Bispecifická protilátka ABL501 zaměřená na LAG‑3 a PD‑L1 v preklinických modelech remodelovala nádorové mikroprostředí, aktivovala dendritické buňky, podpořila prezentaci antigenu a silnější aktivaci CD8+ T lymfocytů než kombinace dvou monospecifických protilátek.

Tetravalentní bispecifická protilátka cílená na PD‑1 a CTLA‑4 bez Fc domény kadonilimab, jejíž konstrukce zabraňuje mechanismům, jako je buněčně zprostředkovaná cytotoxicita závislá na protilátkách, a snižuje sekreci prozánětlivých cytokinů (např. IL‑6, IL‑8), čímž přispívá k nižší toxicitě, v časných studiích vykazovala příznivý bezpečnostní profil a účinnost u různých pokročilých solidních nádorů (např. cervikálního karcinomu, nemalobuněčného karcinomu plic či hepatocelulárního karcinomu). Kadonilimab je již zkoušen v klinické studii fáze III u recidivujícího nebo metastatického cervikálního karcinomu. Také v kombinaci s modifikovaným chemoterapeutickým režimem mXELOX (kapecitabin plus oxaliplatina) u pacientů s pokročilým karcinomem žaludku nebo gastroezofageální junkce kadonilimab prokázal míru dosažených celkových léčebných odpovědí 60 procent a kontroly onemocnění 93 procent.

Degradace namísto inhibice?

Klasické přístupy v imunoterapii se zaměřují na inhibici imunitních kontrolních bodů s cílem posílit protinádorovou odpověď. Autoři připomínají, že nově se rozvíjejí technologie, které jdou ještě dále – nesnaží se checkpointy pouze blokovat, ale rovnou je degradovat.

Chiméry cílené na lysozomy (­LYTACs) využívají mechanismus cílené degradace transmembránových nebo extracelulárních proteinů prostřednictvím lysozomálního systému. Na rozdíl od monoklonálních protilátek checkpointy neblokují, ale označují je jako určené k degradaci v lysozomu, čímž mohou navodit robustnější a déletrvající terapeutický efekt.

Chiméry cílené na proteolýzu (­PROTACs) jsou malé bifunkční sloučeniny, které spojují cílový protein s E3 ubiquitin‑ligázou, čímž indukují jeho značení a degradaci v proteazomu.

Transportní systém na bázi kopolymeru HPMA N‑(2‑hydroxypropyl)methakrylamidu (HPMA) se široce studuje pro cílené doručování léčiv. V oblasti imunoterapie slouží k blokádě PD‑L1 i k jeho vnitrobuněčné internalizaci a degradaci, umožňuje vícevalentní vazbu a indukci imunogenní buněčné smrti a prokázal účinnost in vitro i in vivo srovnatelnou s monoklonálními protilátkami,

Všechny uvedené nové přístupy mohou podle autorů publikace nabídnout alternativní způsoby modulace imunitních checkpointů s prodlouženým účinkem a nižší pravděpodobností rozvoje rezistence, zejména u nádorů s omezenou odezvou na klasické inhibitory.

Nové platformy založené na CAR‑NK buňkách a onkolytických virech

Novou generaci imunoterapie zesilující účinek blokády imunitních checkpointů a překonávající některá omezení monoklonálních protilátek představují buněčné a virové imunoterapie, zejména NK buňky s chimérickým antigenním receptorem (CAR‑NK) a onkolytické viry (OVs).

CAR‑NK buňky oproti CAR‑T buňkám (T buňkám s chimérickým antigenním receptorem) nabízejí řadu výhod. Snižují riziko reakce štěpu vůči hostiteli a umožňují alogenní (off‑the‑shelf) podávání, protože nevyžadují kompatibilitu histokompatibilního komplexu HLA. NK buňky disponují vlastní přirozenou cytotoxicitou, nezávislou na expresi CAR, prostřednictvím receptorů přirozené imunity. Mají kratší životnost, což snižuje riziko dlouhodobých nežádoucích účinků, včetně syndromu uvolnění cytokinů, a nevyčerpávají se tak rychle jako CAR‑T buňky. Navíc je lze posílit pomocí inhibitorů NK‑specifických kontrolních bodů (např. NKG2A nebo KIRs).

CAR‑NK buňky využívají mechanismus buněčně zprostředkované cytotoxicity závislé na protilátkách, při níž imunitní buňky ničí nádorové buňky, které byly označeny protilátkami, což rozšiřuje možnosti kombinace s monoklonálními protilátkami.

V preklinické studii u kastračně rezistentního karcinomu prostaty vedla kombinace CAR‑NK buněk cílených na prostatický specifický membránový antigen (PSMA) s anti‑PD‑L1 nebo anti‑PD‑1 protilátkou k překonání rezistence zprostředkované interferonem gama (IFNγ) a lepší kontrole nádoru.

U glioblastomu indukovaly HER2­‑CAR­‑NK buňky v kombinaci s anti­‑PD‑1 protilátkou regresi tumoru a remodelovaly mikroprostředí zvýšením infiltrace CD4+ T buněk a NKT buněk.

V modelech plicního karcinomu vykázaly CAR‑NK buňky dvojitě cílené (dual‑targeting) na PD‑L1 a stresové ligandy MICA/B výraznější cytotoxicitu.

U nazofaryngeálního karcinomu kombinace CAR‑NK buněk s nivolumabem zesílila aktivitu NK a CD8+ T buněk a vedla k synergickému účinku na utlumení aktivity nádoru.

Všechny uvedené výsledky podtrhují potenciál kombinace CAR‑NK buněk s inhibitory kontrolních bodů k překonání imunitní rezistence u solidních nádorů.

Onkolytické viry selektivně infikují nádorové buňky a replikují se v nich, přičemž vyvolávají imunogenní buněčnou smrt, spouštějí uvolňování nádorových antigenů, molekulární vzory spojené s poškozením (DAMPs) nebo s patogeny (PAMPs), což zvyšuje infiltraci imunitních buněk do nádoru, a přeměňují imunitně „chladné“ tumory na „horké“, čímž zvyšují odpověď na imunoterapii.

Kombinace užití onkolytických virů s checkpoint inhibitory je synergická, protože virová infekce často zvyšuje expresi PD‑L1, čímž zvyšuje citlivost nádoru k blokádě osy PD‑1/PD‑L1. Geneticky modifikované onkolytické viry navíc mohou lokálně produkovat imunostimulační cytokiny (např. GM‑CSF či IL‑12) a transportovat nanoprotilátky proti imunitním checkpointům přímo do nádoru, což zajišťuje cílenější a trvalejší imunomodulaci.

Například talimogen laherparepvec (T‑VEC), modifikovaný Herpes simplex virus typu 1 exprimující faktor stimulující kolonie granulocytů a makrofágů (GM‑CSF) v kombinaci s ipilimumabem nebo pembrolizumabem významně zlepšil výsledky léčby u pacientů s pokročilým melanomem.

Onkolytické viry tedy představují výjimečně flexibilní platformu, která kombinuje přímou lýzu nádorových buněk se stimulací imunitního systému a zvyšuje účinnost blokády kontrolních bodů imunitní odpovědi.

Mohammadreza Zamani a Pavel Šácha z ÚOCHB AV ČR a NÚVR ve své publikaci v recentním vydání časopisu Medical Oncology závěrem uvádějí, že byť monoklonální protilátky zůstávají základním nástrojem protinádorové imunoterapie, jejich přetrvávající omezení, včetně imunitně podmíněných nežádoucích účinků, vzniku rezistence a vysokých nákladů, vedou k intenzivnímu výzkumu alternativních přístupů. Malé molekuly a peptidy přinášejí možnost perorálního podání a snadnější výroby, zatímco RNA terapie a genové editace umožňují individualizované a přesné ovlivnění imunitní odpovědi a překonání rezistence.

Inovativní přístupy jako LYTACs, PROTACs a HPMA‑kopolymerní systémy fungují na principu degradace kontrolních bodů, nikoli jen jejich blokády. Tím mohou přinést trvalejší a silnější aktivaci imunitního systému.

Zároveň se objevují buněčné a virové platformy – CAR‑NK buňky a onkolytické viry –, které kombinují přímý protinádorový efekt s remodelací imunitního mikroprostředí.

Cílem všech těchto strategií je zvýšit terapeutickou účinnost při minimalizaci nežádoucích účinků, čímž se věda přibližuje k vytoužené vizi personalizované protinádorové terapie s významně lepšími výsledky pro pacienty.    

Zdroj: Zamani MR, Šácha P. Immune checkpoint inhibitors in cancer therapy: what lies beyond monoclonal antibodies? Med Oncol. 2025;42(7):273. doi: 10.1007/s12032‑025‑02822‑1.