Applications thérapeutiques des anticorps monoclonaux

Dr. Nicolas Congy

Faculté de médecine de Rangueil 2012

Introduction

Anticorps monoclonaux thérapeutiques

Anticorps monoclonaux thérapeutiquesmolécule bi-fonctionnelle

Fab

Fc

Ciblage de l’Ag

Fixation d’effecteurs de notre système immunitaire

Fab

Fc

ciblage de l’Ag

Fixation aux FcRn

•Fixation aux FcγRs cellulaires.

•Fixation du C1q.

Winter G & Milstein C. Nature 1991 349: 293

FcRn ou récepteur de Brambell

Fixe IgG à pH acide dans compartiments endocytairesendothéliaux.

- recycle IgG à la face luminale- protège IgG du catabolisme

Fonctions liées à la portion Fc: importance de la glycosylation

Asn 297 -

Fucosyl

NAGlu

MannosylGalactosyle

Ac sia

Molécules thérapeutiques

Industrie chimique Biomédicaments

Acth IgG1145 000 g.mol-1

Ciclosporine 1200g.mol-1

Bortezomib384g.mol-1

prednisone360g.mol-1

1/1000 1/3000 1/3000 / 1 (PM)

Anticorps monoclonaux thérapeutiques

l’hybridome

Kohler et Milstein 1975, Nature, 1975

Myélome – splénocyte de souris immunisée

Anticorps monoclonaux :

Humanisation

- momab - ximab - zumab - mumab

1975 19941984 1988

Ac murin Ac « full human »Ac « humanisé »Ac chimérique

Immunogénicité des Ac murins• Xénoantigene: HAMA (human anti mouse antibody)

• Il existe aussi HACA (chimériques), HAHA(humanisés)

• Technique existant pour les dépister (ELISA, HPLC) mais cible précise difficile à déterminer

Anti idiotypique

Anti xenotypique

Médicament

Anticorps monoclonaux thérapeutiquesRituximab Rituxan, Mabthera 1997 CD20Trastuzumab Herceptin 1998 ErbB2Gemtuzumab ozogamicine Mylotarg 2000 CD33Alemtuzumab Campath 2001 CD52Ibritumomab tiuxetan Zevalin 2002 CD20Tositumomab Bexxar 2003 CD20Bevacizumab Avastin 2004 VEGFCetuximab Erbitux 2004 EGFRPanitumumab Vectibix 2006 VEGF

Muromomab-CD3 OKT3 1986 CD3Daclizumab Zenapax 1997 CD25Basiliximab Simulect 1998 CD25Eculizumab Soliris 2007 C5

Efalizumab Raptiva 2002 CD11a

Abciximab Reopro 1994 GPIIb/IIIa

Infliximab Remicade 1998 TNF-αAdalimumab Humira 2002 TNF-αGolimumab Simponi 2009 TNFα

Natalizumab Tysabri 2006 VLA-4 Rc

Omalizumab Xolair 2004 IgE

Palivizumab Synagis 1998 RSVCatumaxomab Removab 2009 CD 3/EpCAMRanibizumab Lucentis 2006 VEGF

Cancérologie

Immunologie

Dermatologie

Cardiologie

Rhumatologie, gastrologie

Neurologie

PneumologieInfectiologieOphtalmologie

Allergologie

Ac approuvés et en développement

Abagovomab go(v) o Abciximab ci(r) xi

Adalimumab li(m) u Adecatumumab tu(m) u

Afelimomab li(m) o Alemtuzumab tu(m) zu

Altumomab tu(m) o Ananeuzumab neu(r) zu

Anatumomab mafenatox tu(m) o Anergrozumab ? zu

Anetumumab tu(m) u Anrulizumab li(m) zu Apolizumab li(m) zu Arcitumomab tu(m) o Aselizumab li(m) zu Atlizumab li(m) zu

Atorolimumab li(m) u Azulizumab li(m) zu Balizumab li(m) zu

Bapineuzumab neu(r) zu Basiliximab li(m) xi Bavituximab tu(m) xi Bectumomab tu(m) o Belimumab li(m) u Belizumab li(m) zu

Bertilimumab li(m) u Besilesomab le(s) o Betumumab tu(m) u Bevacizumab ci(r) zu

Biciromab brallobarbital ci(r) o Bivatuzumab mertansine tu(m) zu

Campath - Redirects to alemtuzumab tu(m) zu Canakinumab ki(n) u

Cantuzumab mertansine tu(m) zu Capromab pr(o) o

Catumaxomab tu(m) axo Cedelizumab li(m) zu

Certolizumab pegol li(m) zu Cetforlimumab li(m) u Cetinlimumab li(m) u Cetlalimumab li(m) u Cetolimumab li(m) u Cetuximab tu(m) xi

Cidfusituzumab tu(m) zu Cidtuzumab tu(m) zu Citilimumab li(m) u

Ibalizumab li(m) zu Ibritumomab tiuxetan tu(m) o Igovomab go(v) o Imciromab ci(r) o Infliximab li(m) xi Inolimomab li(m) o Inotuzumab ozogamicin tu(m) zu Intumumab tu(m) u Ipilimumab li(m) u Iratumumab tu(m) u Keliximab li(m) xi Labetuzumab tu(m) zu Lemalesomab le(s) o Lebrilizumab li(m) zu Lerdelimumab li(m) u Lexatumumab tu(m) u Lexitumumab tu(m) u Libivirumab vi(r) u Lintuzumab tu(m) zu Lucalizumab li(m) zu Lucatumumab tu(m) u Lumiliximab li(m) xi Mapatumumab tu(m) u Maslimomab li(m) o Matenazumab ? zu Matuzumab tu(m) zu Mepolizumab li(m) zu Metelimumab li(m) u Minretumomab tu(m) o Mitumomab tu(m) o Morolimumab li(m) u Motavizumab vi(r) zu Muromonab-CD3 monoclonal antibody ? o Nacolomab tafenatox co(l) o Naptumomab estafenatox tu(m) o Natalizumab li(m) zu Nebacumab ba(c) u Nerelimomab li(m) o Nimotuzumab tu(m) zu Nofetumomab merpentan tu(m) o Nolovizumab vi(r) zu Numavizumab vi(r) zu Ocrelizumab li(m) zu Odulimomab li(m) o Ofatumumab tu(m) u Omalizumab li(m) zu Oregovomab go(v) o Oteliximab li(m) xi Otelixizumab li(m) xizu Pagibaximab ba(c) xi Palivizumab vi(r) zu Panitumumab tu(m) u Pascolizumab li(m) zu

Clenoliximab li(m) xi Cynosumab o(s) u Cynotumumab -Dacetuzumab tu(m) zu Dacliximab - Denosumab o(s) u Denotumumab -Destilimumab li(m) u Detumomab tu(m) o Doraglizumab li(m) zu Dorlimomab aritox li(m) o Dorlixizumab li(m) xizu Dorlizumab li(m) zu Drinalizumab li(m) zu Duntumumab tu(m) u Durimulumab mu(l) u Durlizumab li(m) zu Durmulumab mu(l) u Ecromeximab me(l) xi Eculizumab li(m) zu Edobacomab ba(c) o Edrecolomab co(l) o Efalizumab li(m) zu Efungumab fu(ng) u Elsilimomab li(m) o Enlimomab pegol li(m) o Enlimomab li(m) o Epitumomab cituxetan tu(m) o Epitumomab tu(m) o Epkizumab ki(n) zu Epratuzumab tu(m) zu Erlizumab li(m) zu Ertumaxomab tu(m) axo Etaracizumab ci(r) zu Etaratuzumab tu(m) zu Exbivirumab vi(r) u Extumumab tu(m) u Efalizumab li(m) zu Fanolesomab le(s) o Faralimomab li(m) o Felvizumab vi(r) zu Fontolizumab li(m) zu Futumumab tu(m) u Galiximab li(m) xi Gantenerumab ? u Gavilimomab li(m) o Gemtuzumab ozogamicin tu(m) zu Genosumab o(s) u Golimumab li(m) u Gomiliximab li(m) xi Hylizumab li(m) zu

Pecfusituzumab tu(m) zu Pectuzumab tu(m) zu Pemtumomab tu(m) o Pertuzumab tu(m) zu Pexelizumab li(m) zu Pintumomab tu(m) o Priliximab li(m) xi Pritumumab tu(m) u Quartuzumab tu(m) zu Quetumumab tu(m) u Ralivizumab vi(r) zu Ranibizumab ? zu Raxibacumab ba(c) u Regavirumab vi(r) u Resatumumab tu(m) u Restumumab tu(m) u Reslivizumab vi(r) zu Reslizumab li(m) zu Resyvizumab vi(r) zu Rilotumumab tu(m) u Rituximab tu(m) xi Rosutumumab tu(m) u Rovelizumab li(m) zu Ruplizumab li(m) zu Satumomab tu(m) o Sevirumab vi(r) u Sibrotuzumab tu(m) zu Siplizumab li(m) zu Sontuzumab tu(m) zu Stamulumab mu(l) u Sulesomab le(s) o Synosumab o(s) u Tacatuzumab tetraxetan tu(m) zu Tadocizumab ci(r) zu Talineuzumab neu(r) zu Talizumab li(m) zu Taneuzumab neu(r) zu Tanirazumab ? zu Taplitumomab paptox tu(m) o Tefibazumab ba(c) zu Teglizumab li(m) zu Telimomab aritox li(m) o Teneliximab li(m) xi Teplizumab li(m) zu Ticilimumab - Redirects to tremelimumab li(m) u Tiratumumab tu(m) u Tocilizumab li(m) zu Tolizumab li(m) zu Toralizumab li(m) zu Tositumomab tu(m) o Tralizumab li(m) zu Trastuzumab tu(m) zu Treglizumab li(m) zu

Trelizumab li(m) zu Tremelimumab li(m) u Trilizumab li(m) zu Tritumumab tu(m) u Trixatumumab tu(m) u Tucotuzumab celmoleukin tu(m) zu Tucusituzumab tu(m) zu Tuvirumab vi(r) u Ubrelizumab li(m) zu Umavizumab vi(r) zu Urtoxazumab tox(a) zu Valtumumab tu(m) u Vapaliximab li(m) xi Vepalimomab li(m) o Vexatumumab tu(m) u Visilizumab li(m) zu Volociximab ci(r) xi Votumumab tu(m) u Xalizumab li(m) zu Zalutumumab tu(m) u Zanolimumab li(m) u Ziralimumab li(m) u Zolimomab aritox li(m) o Zulizumab li(m) zu

- Quasi-semblables aux IgG endogènes, et mélangés à elles après injection.

- Empruntent voies métaboliques physiologiques,

et ne dépendent pas d’enzymes détoxifiantes comme d’autres médicaments

Et pourtant…variabilité inter-individuelle de leurs effets

Bons répondeursRéduction complète

de la tumeur

Mauvais répondeurs :stagnation voire

croissance tumorale

Répondeurs intermédiaires

Grillo-Lopez et al. 2003

Variabilité inter-individuelle

IgG1 humaine Fragment Fab

Anticorps « nus » Anticorps armés

Protéine de fusion

abciximab

etanerceptabetacept

- rituximab

- infliximab

Ibritumomab Y90

Tositumomab I131

Gemtuzumab ozogamicin

- radioisotopes

- cytotoxique

Panitumumab (IgG2)

Natalizumab (IgG4)

Congy-Jolivet et al., Crit Rev Oncol Hematol, 2007.

Neutralisation d’Ag solublesbevacizumab: Avastin®

Congy-Jolivet et al., Crit Rev Oncol Hematol, 2007.

ranibizumab: Lucentis®

Neutralisation d’Ag solubles

Traitement de la forme humide de la DMLA

(dégénérescence maculaire liée à l’âge)

Prolifération de néovaisseaux derrière la rétine, responsables

d’hémorragie et de cécité.Avant

traitementAprès

traitement

Ranibizumab: Lucentis®

Congy-Jolivet et al., Crit Rev Oncol Hematol, 2007.

12

3

IL 2

CPA

Ly T

calcineurine

1

2

3

L'interaction CMH+peptide / TCR : activation de facteurs de transcription qui transloque vers le noyau: voie d’activation impliquant la calcineurine.

Interactions entre les molécules de co-stimulation amenant la translocation nucléaire de nouveaux facteurs de transcription déclanchant la synthèse de cytokines comme l’IL2.

Interaction IL2 avec son récepteur conduisant à l’activation des cyclines par des voies d’activation M-TOR dépendantes. Aboutis à l’expansion clonale.

M-TOR

Bases azotésTCR

/CD3

Cl II

CD25 Expansion clonale

Ag

Blocage de récepteurs membranaires

IL 2

M-TOR

Bases azotés

CD25

Cibles des immuno-suppresseurs.

Cicloclosporine, Tacrolimus

Stéroïdes

Sérums anti-lymphocytaires

calcineurine

Basiliximab, Daclizumab

Azathioprime, Mycophénolate

mophétil

Dérivés de la rapamycine:

sirolimus

Abatacept, belataceptMuromomab

Blocage de récepteurs membranaires

Fixation du cetuximab (Erbitux®)sur des cellules exprimant erbB1 : antagonisme classique.

Prolifération cellulaireinduite par l’EGF

TK TK

EGF

erbB1 (EGFR)

Antagonisation de récepteurs

Blocage de la fixation de l’EGF

TK TK

EGF

Cetuximab: Erbitux®

• Affinité 10 fois supérieure à celle de l’EGF.• Blocage de la conformation permettant la

dimérisation et déclenchement de l’internalisation.

Panitumumab (Vectibix®): isotype IgG2.Différence avec cetuximab: meilleur affinité + isotype.

Beaucoup de réaction cutanée, mais semble moins forte

L’antagonisme n’est donc pas dépendant de l’isotype.

Fixation du trastuzumab (Herceptin®) sur erbB2

Prolifération autonome si surexpression d’erbB2

TKTK

Inhibition de prolifération, internalisation

TKTK

Pas de ligand connu

erbB2

Trastuzumab

Effet secondaires cutanés des anti-EGFR

folliculite acnéiforme = rash: (fréquent)•Arrêt du traitement possible•Souvent reflet d’efficacité

Peu avec l’Herceptin®/ anti-EGFR1:Forte expression d’EGFR1 sur les kératinocytes basaux + rôle dans l’homéostasie cutanée.

Effet secondaires cutanés des anti-EGFR

Erythème faciale

Xérose paronychies alopécie

Trichomégalie ciliaire

Mateus, Rev Med Int 2009

Mucites

Effets secondaire particulièrement intenses quand association d’un traitement par radiothérapie (cancer ORL).

Effets agonistessur un antigène membranaire

« Cytokine Storm in a Phase 1 Trial of the Anti-CD28 Monoclonal Antibody TGN1412 . » (Suntharalingam, NEJM, 2006)

TGN1412

• Le TGN1412 est un Ac superagoniste qui va mimer l’action du CD80/86 en se fixant sur le CD28 et entraîner une activation du lymphocyte T (C).

ACTIVATION

C

Ly T

CPA

CD80/86

ACTIVATION

CMH II

TCRCD28

A

CPA

Ly T

• 1er signal: interaction TCR avec le peptide présenté par le CMH de classe II + 2è signal de co-stimulation: interaction du CD28 avec le complexe CD80/86 (A).

CTLA-4

INHIBITION

B

CPA

Ly T

• Un contrôle de cette activation peut être réalisé par l’intéraction entre ce même CD28 et la molécule CTLA-4 (B).

• Régions variables VH et VL d’un Ac anti-CD20 murin: IDEC-2B8

• Anticorps anti CD20 utilisé dans le traitement du LMNH de la LLCB, du rejet de greffe et de la PR.

• Effet pro-apoptotique

Rituximab: Mabthera®

Congy-Jolivet et al., Crit Rev Oncol Hematol, 2007.

Fixation de l’Ac sur un Ag membranaire

Activation du complément

FcγRIIIa

Cellules NKC1q

CDC: cytotoxicité dépendante du complément

ADCC: cytotoxicité dépendante des Ac

Voie classique du complément

C1q

Ig

Ig

ADCC: cytotoxicitédépendante des Ac

Cellules NK

Réponse cytotoxique:

Dégranulation: granzymes, perforine

Réponse cytokinique:

IFN γ

CD20

Exemple: rituximab Mabthéra®

Ly B

FcγRIII

Nouvelles générations d’Ac thérapeutiques: exemple du CD20

Mofication de la partie Fc : GA101

Mofification du Fab: ofatumumab,

GA101

• Afucolsylation• Potentialisation

de l’ADCC

adalimumab.015

0 1 2 3 4

cetuximab.014

0 1 2 3 4

0 1 2 3 4

Témoin

CD107

3.35%

Cetuximab (anti-EGFR)21.4%

CD56

Adalimumab (anti-TNF)

11.4%GA101.003

0 1 2 3 4

GA101 (anti-CD20)

36%

0 1 2 3 4

Infliximab (anti-TNF)

16.7%ritux.007

11.6%

Rituximab (anti-CD20)

CD107

Ofatumab: Arzerra®

• Séparation plus lente /rituximab

• Epitope différent plus proche

• CDC++

• Pas d’apoptose

Associations d’anti-CD20?

Réaction immunitaires à l’injection

• 3 mécanismes:• Réaction anaphylactique médié par IgE• Tumor lysis syndrome (TLS)• Cytokine release syndrome (CRS)

• Maladie sérique (++chimériques)

Effets indésirables:Cytokine storm

Notamment décrit pour le Muromomab, Alemtuzumab, TGN1412, rituximab

1) Inflammation systémique par cytokine élevée dans le sang: vasodilatation, érythème, myalgie, nausée

2) infiltrat pulmonaire, CIVD

3) lympho et monocytopénie

4) choc cardiovasculaire et détresse respiratoire

+++ ATTENTION à la 1er injection

• Hydratation / diurèse

• Prémédication :

– corticoïdes,

– anti histaminiques

Réaction immunitaires « bloquante »

• Syntheses d’Ac anti-médicaments:• Partie murine• +++l’idiotype

• Intérêt du monitoring immunologique (anti-TNFα)

• Risque des modification structurale pour potentialiser l’activité = potentialiser aussi l’immunogénicité.

Effets indesirables: infections

• +++ les Ac anti-TNFα: infliximab adalimumab etanercept golimumab

• réactivations de tuberculoses latentes

• Dépistage systématique par le Quantiferon®

Réactivation de tuberculose

Effets indésirables: infections

• Très grave

• Maladie démyelinisante post réactivation d’infections dans le SNC (JC virus)

• Cause de suspension temporaire du natalizumab. Risque de 1/1000 traité

• Rituximab, efalizumab

Leuco-encephalopathie multifocale progressive

Effets indésirables: thromboses

• Thrombocytemies induites par rituximab et infliximab notamment: mécanismes?

• Cas particulier de l’abciximab: anti GPIIbIIIa: thrombocytopenie fréquentes, parfois retardée, Ac anti-murin

• Alemtuzumab et sclérose en plaque: sévère thrombocytopenie

• Bevacizumab et thrombose artérielle

Effets indésirables:maladie auto-immune

• Immunomodulation =risque de maladie auto-immune

• Anti-TNFα: Ac anti-DNA et syndrome lupique, vascularite.

• Alemtuzumab et troubles thyroïdiens

Effets indésirables:cardiotoxicité du trastuzumab

• Lié a l’efficacité du traitement

• Cause: perméabilisassions membranaire mitochondriale

• Potentialisé avec la cardiotoxicité des anthracyclines

CONCLUSION

• Mécanisme d’action très dépendant:

– de l’antigène reconnu

– de la structure de l’Ac

• Attention aux effets indésirables pouvant être intenses : importance de la pré-médication et de la surveillance à la première injection.

• Schémas thérapeutiques encore peu optimisés: développement du monitoring immunologique