Le terapie farmacologiche che utilizzano anticorpi monoclonali stanno diventando sempre più diffuse e ottengono successi terapeutici crescenti. Tuttavia, la natura proteica di questi farmaci e la loro suscettibilità alla degradazione del principio attivo, impone alle aziende farmaceutiche di fornire un report esaustivo, incluso nel Riassunto delle Caratteristiche del Prodotto (RCP), riguardante le condizioni di conservazione e la stabilità di questi farmaci. Prima di essere somministrate ai pazienti, le formulazioni di anticorpi monoclonali vengono diluite in farmacia ospedaliera, sia in monoterapia che in combinazione con altri principi attivi, al fine di allestire le sacche per l'infusione endovenosa (IV Bags). Durante tale operazione, gli anticorpi monoclonali vengono sottoposti a diversi stress, quali sbalzi di temperatura, agitazione, stress meccanici (shear stress durante la diluizione) ed esposizione alla luce ambientale circostante. Tuttavia, gli effetti che tali stress producono sulle proteine terapeutiche nella real-life sono scarsamente studiati e possono avere un grosso impatto sulla loro attività farmacologica, nel caso specifico la modifica chimica aminoacidica e/o conformazionale, come anche la formazione di aggregati potenzialmente immunogenici. L'obiettivo di questa tesi è fornire una panoramica esaustiva delle possibili modificazioni indotte dall'esposizione alla luce solare ambientale sull'anticorpo monoclonale Durvalumab (Imfinzi®), farmaco approvato per il trattamento in monoterapia o in associazione del carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) e per il carcinoma polmonare a piccole cellule (SCLC), oltre al trattamento del carcinoma epatocellulare e del cancro dei dotti biliari. Questo mAb appartiene alla classe degli inibitori degli immuno-checkpoint, agendo specificamente sull'inibizione del legame tra il ligando PDL-1, espresso sulla superficie delle cellule tumorali, e il recettore PD-1, che si trova sulla membrana dei linfociti T. Questo meccanismo di azione mirato consente di ripristinare la sorveglianza del sistema immunitario; di conseguenza, le cellule tumorali diventano più facilmente riconoscibili e bersagliabili dalle difese naturali dell'organismo. Per poter rilevare gli effetti prodotti sul farmaco durante la manipolazione in farmacia ospedaliera, l’anticorpo è stato diluito in soluzione fisiologica alle concentrazioni terapeutiche indicate in RCP ed esposto successivamente ad una dose di luce corrispondente a circa 10 ore di luce solare. In particolare, sono state studiate le alterazioni della struttura primaria, secondaria e terziaria attraverso metodi spettroscopici (spettroscopia UV/Vis in derivata seconda, dicroismo circolare nel lontano e vicino UV), le modifiche di carattere chimico attraverso spettrometria di massa (LC-MS/MS), e la tendenza all’aggregazione attraverso metodi elettroforetici (SDS-PAGE) . Inoltre, è stata valutata la conservazione della capacità di riconoscimento del target di Durvalumab utilizzando il kit Promega PD-1 PDL-1 Blockade Bioassay, oltre al suo potenziale immunogenico. Considerando i dati ottenuti, è stato possibile concludere che l’irradiazione con luce solare simulata non ha indotto alterazioni della struttura secondaria e terziaria dell’anticorpo monoclonale. Per quanto riguarda invece la struttura primaria, l’analisi LC-MS/MS ha evidenziato la presenza di ossidazioni e deamidazioni, di cui alcune a livello del sito di riconoscimento col target (CDR). È stata invece riscontrata una riduzione del riconoscimento per la proteina target (PD-L1) nei saggi cellulari, mentre la presenza minima di aggregati di anticorpo non ha avuto effetti sulla maturazione delle cellule dendritiche, potenzialmente indicando l’assenza di immunogenicità.

Modifiche indotte dalla luce nella real-life dell'anticorpo monoclonale Durvalumab (Imfinzi®): conseguenze sull'attività terapeutica

GALLON, NICOLA LUIGI
2023/2024

Abstract

Le terapie farmacologiche che utilizzano anticorpi monoclonali stanno diventando sempre più diffuse e ottengono successi terapeutici crescenti. Tuttavia, la natura proteica di questi farmaci e la loro suscettibilità alla degradazione del principio attivo, impone alle aziende farmaceutiche di fornire un report esaustivo, incluso nel Riassunto delle Caratteristiche del Prodotto (RCP), riguardante le condizioni di conservazione e la stabilità di questi farmaci. Prima di essere somministrate ai pazienti, le formulazioni di anticorpi monoclonali vengono diluite in farmacia ospedaliera, sia in monoterapia che in combinazione con altri principi attivi, al fine di allestire le sacche per l'infusione endovenosa (IV Bags). Durante tale operazione, gli anticorpi monoclonali vengono sottoposti a diversi stress, quali sbalzi di temperatura, agitazione, stress meccanici (shear stress durante la diluizione) ed esposizione alla luce ambientale circostante. Tuttavia, gli effetti che tali stress producono sulle proteine terapeutiche nella real-life sono scarsamente studiati e possono avere un grosso impatto sulla loro attività farmacologica, nel caso specifico la modifica chimica aminoacidica e/o conformazionale, come anche la formazione di aggregati potenzialmente immunogenici. L'obiettivo di questa tesi è fornire una panoramica esaustiva delle possibili modificazioni indotte dall'esposizione alla luce solare ambientale sull'anticorpo monoclonale Durvalumab (Imfinzi®), farmaco approvato per il trattamento in monoterapia o in associazione del carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) e per il carcinoma polmonare a piccole cellule (SCLC), oltre al trattamento del carcinoma epatocellulare e del cancro dei dotti biliari. Questo mAb appartiene alla classe degli inibitori degli immuno-checkpoint, agendo specificamente sull'inibizione del legame tra il ligando PDL-1, espresso sulla superficie delle cellule tumorali, e il recettore PD-1, che si trova sulla membrana dei linfociti T. Questo meccanismo di azione mirato consente di ripristinare la sorveglianza del sistema immunitario; di conseguenza, le cellule tumorali diventano più facilmente riconoscibili e bersagliabili dalle difese naturali dell'organismo. Per poter rilevare gli effetti prodotti sul farmaco durante la manipolazione in farmacia ospedaliera, l’anticorpo è stato diluito in soluzione fisiologica alle concentrazioni terapeutiche indicate in RCP ed esposto successivamente ad una dose di luce corrispondente a circa 10 ore di luce solare. In particolare, sono state studiate le alterazioni della struttura primaria, secondaria e terziaria attraverso metodi spettroscopici (spettroscopia UV/Vis in derivata seconda, dicroismo circolare nel lontano e vicino UV), le modifiche di carattere chimico attraverso spettrometria di massa (LC-MS/MS), e la tendenza all’aggregazione attraverso metodi elettroforetici (SDS-PAGE) . Inoltre, è stata valutata la conservazione della capacità di riconoscimento del target di Durvalumab utilizzando il kit Promega PD-1 PDL-1 Blockade Bioassay, oltre al suo potenziale immunogenico. Considerando i dati ottenuti, è stato possibile concludere che l’irradiazione con luce solare simulata non ha indotto alterazioni della struttura secondaria e terziaria dell’anticorpo monoclonale. Per quanto riguarda invece la struttura primaria, l’analisi LC-MS/MS ha evidenziato la presenza di ossidazioni e deamidazioni, di cui alcune a livello del sito di riconoscimento col target (CDR). È stata invece riscontrata una riduzione del riconoscimento per la proteina target (PD-L1) nei saggi cellulari, mentre la presenza minima di aggregati di anticorpo non ha avuto effetti sulla maturazione delle cellule dendritiche, potenzialmente indicando l’assenza di immunogenicità.
2023
Light-induced modifications on the monoclonal antibody Durvalumab (Imfinzi®): consequences on its therapeutic activity
mAbs
Durvalumab
Real-Life
Photostability
Modifications
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