Palstaa pitkään ja oman mielenterveyden rajamailla seuranneena täytyi itsekin tehdä lopulta tili ja tulla kommentoimaan. Kaikella kunnioituksella, biologia EI toimi noin. Palataan nyt perusasioiden äärelle ja väännetään näitä nyt rautalangasta heille, jotka eivät asiaa muuten ymmärrä:
RO, TMDD ja Clever-1
RO = receptor occypancy = se osuus jonkin lääkkeen/molekyylin/whatever reseptoreista, jotka ovat täytettyinä esim. tietyllä lääkeannoksella.
TMDD = Target-mediated drug disposition = ilmiö, jossa sellainen lääke, jonka reseptoreja on vapaana paljon ja joihin lääke sitoutuu todella tiukasti ja joka itse (se kohde siis) poistuu tehokkaasti (esim. verenkierrosta soluvälitilaan, tai solujen pinnalta solujen sisälle, ym), poistuu verenkierrosta nopeammin kuin ”perinteiset pienimolekyylinen lääke” yleensä tai kuten ns. PK-malli ennustaa (matemaattinen malli, jolla voidaan laskea lääkkeen poistumista elimistöstä, tarkempi avaaminen ei ole tarpeen tämän ymmärtämiseksi). Olennaista on, että TMDD = lääkkeen pitoisuuden lasku verenkierrossa ei kuvasta 1:1 lääkkeen poistumista elimistöstä eikä siten myöskään lääkkeen biologista vaikutusta.
TMDD sotkee perinteistä RO-logiikkaa. Lääkkeen antamisen jälkeen sen pitoisuus verenkierrossa laskee nopeasti kun runsaat vapaat reseptorit imevät sitä kuin alkoholistin suu oluttuoppia. Lääke on edelleen kuitenkin elimistössä ja vaikutusmekanismistaan riippuen potentiaalisesti aktiivinen. Mitä pienempi annos, sitä ”vähemmän” lääkettä katoaa suhteellisesti samassa ajassa, ts. pitoisuus-aika-käyrä ei ole lineaarinen.
Clever-1:stä on sekä solujen pinnalla (esim makrofageissa) oleva muoto sekä liukoinen muoto (sClever-1), joka siis lilluu vapaana verenkierrossa. Molemmat näistä sitovat bexiä, bex ei tiedä kumpaan sitoutuu. Mitä enemmän sClever-1:stä, sitä enemmän bex:stä todennäköisesti ”kuluu” siihen ja vähemmän jää makrofageille ja päinvastoin.
Tässä tilanteessa, kun vasta-aineen (bex) antamisen jälkeen sClever-n määrä verenkierrossa esim. putoaa, se voi johtua joko siitä, että bex sitoutui sClever-1:een, minkä jälkeen se imunologisesti tuhoutui, tai clever/sClever-1 mittaamiseen käytetty ELISA (tunnistamiseen käytetty menetelmä) ei tunnista sClever-1-bex-kompleksia. Tai se voi johtua siitä, että bexin sitoutuminen solujen pintojen clever-1:iin johtaa clever-1 ekspression vähentymiseen jonkin kaskadin kautta, minkä seurauksena myös liukoisen muodon tuotanto vähenee ja sClever-1 verenkierrossa vähenee. Tai sitten bex:n sitoutuminen clever-1:een solujen pinnalla voi vaikuttaa sClever-1:en vapautumiseen soluista, jolloin se jääkin bex:n targetoimien solujen sisälle eikä siten näykään verenkierrossa. Joka tapauksessa lopputulos on, että kun kohteesta (bex:n kohdalla clever-1:stä) on sekä liukoinen että solun pinnalla oleva muoto, RO tai liukoisen reseptorin määrä verenkierrossa ei heijasta lääkkeen biologista vaikutusta, koska se on ihan herran haltuun, mitkä reseptorit lääkkeen imivät ja millä millä mekanismilla liukoinen muoto poistui. Sen pohtiminen on vähän kuin viisi alkoholistia sunnuntaiaamuna riitelemässä siitä, kuka joi viimeiset kaljat.
Liukoinen sClever-1 joka tapauksessa toimiinee ”puskurina” bexiä vastaan. Se imee bexiä, jolloin pienempi osa päätyy sinne itse kohteeseen makrofagin pinnalle. Biologisista lääkkeistä esim VEGF inhibiittori bevasitsumabin tapauksessa VEGF toimii tehokkaasti tällaisena puskurina ja liian pienellä annoksella ei saada minkäänlaista vastetta, koska puskuri imee kaiken lääkkeen. Tästä saadaan käytännössä jonkinlainen minimitaso annokselle, joka täytyy ylittää, jotta lääke pääsee kohteeseensa ja voi vaikuttaa.
Näin ollen sClever-1 on vain epäsuora markkeri bex:n toiminnasta bex:n käyttämisen yhteydessä, mutta se voi olla hyvä markkeri bex:stä hyötyvien (syöpä)potilaiden tunnistamisessa. Paljon sClever-1 = tod näk paljon myös Clever-1 ekpressiota (vrt VEGF-biologia) = tod näköisemmin Clever-1 välitteinen immunosupressio syövässä aktiivinen. Mutta sClever-1 muutosta hoidon aikana EI voi käyttää indikaattorina vasteesta lääkkeelle!
PD-1-estäjissä nähdään, kuten sanoit, jopa monisatakertaisia nousuja sPD-1:ssä. Tästä huolimatta kukaan ei väitä, että nivolumabin/ pembrolitsumabin PD olisi “epäkelpoa”, vaan dynamiikka on vain monimutkainen. Oleellista on kokonaiskuva: kliininen teho + johdonmukaiset immunologiset muutokset. Se, meneekö liukoisen targetin käyrä juuri siihen suuntaan kuin yksinkertaisessa oppikirjakaaviossa, on alkoholistien sunnuntaiaamun riitelyä.
Clever-1-puolelta tiedossa on, että bexin on toistuvasti osoitettu kääntävän makrofageja M2-tyyppisestä immunosuppressiivisestä tyypistä kohti immuunivastetta tukevia M1-tyyppisiä. Tämä lisää HLA-DR:ää (= makrofagit esittelevät kohtaamiaan antigeenejä toisille immuunipuolustuksen soluille, käytännössä siis maalittavat tässä tapauksessa syöpäsoluja). Tiedetään, että samalla nähdään CD8+ T-solujen aktivoitumista ja tunkeutumista kasvaimiin ja luuytimeen, sekä kliinisesti merkittäviä vasteita MATINSissa ja erityisesti BEXMABissa MDS-potilailla.
On liioittelevaa väittää, että PD-datan vertaaminen muihin onnistuneisiin immunoterapioihin olisi “täysin perusteetonta”, kun prekliininen ja translationaalinen data piirtää hyvinkin samanlaista kuvaa immunologisen järjestelmän aktivoitumisesta.
HLA-DR-vaihtelu (0-1000 %) ei yllätä lainkaan, kun puhutaan monosyytteihin ja makrofageihin vaikuttavasta lääkkeestä heterogeenisessa syöpäpopulaatiossa. Monosyyttien HLA-DR on tunnetusti herkkä systeemiselle tulehdustasolle, kortikosteroideille, infektiolle, kemoterapialle ym. Bexille altistuneet makrofagit eivät ole “binaarisesti” ON/OFF, vaan siirtyvät vähitellen kohti antigeeniä paremmin esittelevää M1-tyyppiä. Osa potilaista saa ison siirtymän ja osa pienemmän. Jos datasetin n on pieni ja esitys on posteri, ei ole mikään ihme, ettei keskiarvoa tai mediaania ole piirretty. Olennaista on, että kliiniset vastaajat painottuvat ryhmään, jossa HLA-DR ja siihen liittyvä antigeenin esittely korostuvat. Sillä ei ole väliä, että kaikki datapisteet eivät asetu kauniiseen kapeaan kaistaan. Sitä tapahtuu lähinnä oppikirjoissa ja niissäkin ainoastaan, jotta konsepti saadaan ajettua opiskelijoiden päihin. Systeemitasolla biologia/lääketiede ei koskaan mene niin potilailta tehtävissä mittauksissa.
CD8±data luuytimestä kärsii samasta ongelmasta: olisi tietysti kiva saada erikseen GZMB+PRF1+ “killeri-CD8”-subpopulaatiot, mutta käytännössä prekliinisissä malleissa Clever-1-estä lisää nimenomaan CD8+ T-solujen infiltraatiota ja toimintaa kasvaimessa.
Lisäksi uudemmissa aineistoissa (Rannikko, Aakko ym.) nähdään CD8±soluissa aktivaation ja sytotoksisuuteen viittaavia muutoksia geeniekspressiossa, ei pelkkää “tyhjää” CD8-kasvua.
Sitten siirrytään rautalangasta ratakistoon ja käytetään esimerkkinä dopamiinin ja opioidien signalointia. Siinä kohtaa reseptorifarmakologia on nimittäin hyödyllinen analogia bex:n toiminnan ymmärtämisen kannalta.
D2-dopamiinireseptori ja aripipratsoli (osittaisagonisti):
Aripipratsoli toimii dopamiini-signaloinnin “stabiloijana”. Se sitoutuu reseptoriinsa tiukasti (hienosti sanottuna sillä on korkea affiniteetti), mutta alhainen aktiivisuus (se aktivoi reseptoria vain vähän). Kun dopamiinia on paljon, se käyttäytyy antagonistina (vaimentaa dopamiinin vaikutuksia), vastaavasti ”matalassa” tilassa se toimii taas heikkona agonistina (tehostaa dopamiinin vaikutuksia hieman, koska se sitoutuu reseptoriin ja aktivoi sitä). Tämän seurauksena se on kliinisesti turvallisempi ja hallittavampi kuin täysi antagonisti: vähemmän ekstrapyramidaalisia oireita, vähemmän prolaktiinipiikkejä, kokonaisuudessaan pehmeämpi säätömekanismi.
Opioidireseptori ja buprenorfiini (osittaisagonisti / antagonisti):
Vastaavasti buprenorfiinilla on kattovaikutus hengityslamaan ja se toimii tehokkaana kipu- ja korvaushoitolääkkeenä, mutta on selvästi turvallisempi kuin täysagonistit (esim fentanyyli). Tässäkin osittainen agonismi tuottaa lääkkeelle omanlaisensa, järjestelmätason ominaisuuden. Lääkkeellä on parempi kliininen turvallisuusprofiili, jota ei näe katsomalla pelkkää in vitro Emax-arvoa.
Bentsodiatsepiinit ja GABA-A-reseptori:
Bentsot ovat positiivisia allosteerisia modulaattoreita (= ei mitä sitoudu reseptorin aktiiviseen kohtaan vaan muualle), eivät suoria agonisteja. Ne tehostavat GABA:n omaa signaalia, mutta eivät aktivoi reseptoria ilman ulkopuolista ligandia. Tämän takia niillä on barbituraatteihin verrattuna merkittävästi parempi akuutti turvallisuusmarginaali.
Miten tämä liittyy bexiin ja Clever-1:een?
Bex ei ole klassinen g-proteiiniin kytkeytyneen reseptorin osittaisagonisti, mutta konseptuaalisesti puhumme samasta asiasta. Clever-1 ei ole yksinkertainen ON/OFF-kytkin, vaan osa laajempaa immunologista säätelyä, jossa makrofagit, endoteelisolut ja liukoinen Clever-1, muut immuunipuolustuksen solut jne muodostavat suuremman kokonaisuuden. Täydellinen 100 % ja pysyvä “target shutdown” joka kudoksessa ei todennäköisesti olisi optimaalinen. Se voisi johtaa liialliseen systeemiseen tulehdukseen, kudosvaurioon tai homeostaasin hajoamiseen. Osittainen ja kudosvalikoiva modulointi, joka riittää kallistamaan makrofagien tasapainon immunosuppressiosta immunostimulaatioon on turvallisempi ja terapeuttisesti parempi kuin brutaali maksimaalinen RO.
Toisin sanoen se, että emme näe “täydellistä” RO:ta tai oppikirjan suoraa sClever-1-käyrää ei kerro epäonnistumisesta, vaan siitä, että ollaan tekemisissä monimutkaisen järjestelmän kanssa, jossa osittainen modulointi tuottaa verkostotason vaikutuksia, aivan kuten dopamiini-, opioidi- ja GABA-esimerkeissä.
VEGF-analogiat (verisuonen endoteelin kasvutekijät)
VEGF-biologiassa tämä ajattelutapa on jo tuttua. VEGF-perheen tekijöiden vaikutus on täysin kontekstiriippuvainen ja riippuu annoksesta, isoformista, paikallisesta pitoisuudesta (vrt systeeminen pitoisuus verenkierrosta) ja ajoituksesta. Näistä riippuu, aiheuttaako lisääntynyt VEGF:n määrä hyödyllisen terapeuttinen verisuonten uudismuodostuksen vai vuotavia putkenpaloja.
Sama homma clever-1 kanssa. Emme halua räjäyttää koko Clever-1-verkkoa, vaan säätää sitä sen verran, että kasvaimen immunosuppressiivinen tila poistuu, makrofagien antigeenin esittely alkaa ja T-solut pääsevät toimimaan, mutta samalla säilytetään systeeminen tasapaino. Bexin annostelulla pyritään juuri tähän kontrolloituun modulaatioon.