Иммуноглобулины

Иммуноглобулины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к иммуноглобулинам, специфически связывающимся с интерлейкином-13 (IL-13), в частности с человеческим IL-13 (hIL-13). В одном из своих вариантов настоящее изобретение относится к антителам, специфически связывающимся с hIL-13. Настоящее изобретение также относится к способам лечения заболеваний или расстройств с использованием указанных иммуноглобулинов, к фармацевтическим композициям, содержащим указанные иммуноглобулины, и к способам их получения. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания.

Предшествующий уровень техники

Интерлейкин-13 (IL-13)

IL-13 представляет собой секретируемый цитокин размером 12 кДа, который первоначально был описан как Т-клеточный цитокин и который ингибирует продуцирование воспалительных цитокинов. Исследования его структуры показали, что он представляет собой четырехспиральный пучок, связанный двумя дисульфидными связями. Хотя IL-13 имеет четыре потенциальных сайта гликозилирования, однако анализ нативного IL-13, выделенного из легких крыс, показал, что он продуцируется в виде негликозилированной молекулы. Экспрессия человеческого IL-13 в клетках NSO и СОS-7 подтверждает это наблюдение (Eisenmesser et al., J. Mol. Biol. 2001, 310(1):231-241; Moy et al., J. Mol. Biol. 2001, 310(1):219-230; Cannon-Carlson et al., Protein Expression and Purification, 1998, 12(2):239-248).

IL-13 представляет собой плейотропный цитокин, продуцируемый клетками различных типов, включая активированные Th2-клетки, тучные клетки, базофилы, дендритные клетки, кератиноциты и NKT-клетки. Он может также продуцироваться Th0-клетками, Th1-клетками, CD8-клетками и “необученными” CD45RA⁺-T-клетками. IL-13 обладает иммунорегуляторной активностью, которая частично перекрывается с активностью IL-4, и такое дублирование может быть объяснено наличием общих компонентов в рецепторах IL-4 и IL-13. IL-13 передает сигналы посредством рецептора IL-4 типа II, который представляет собой гетеродимер, состоящий из IL4Rα- и IL-13Rα1-цепей. IL-13Rα1 связывается с IL-13 с низкой аффинностью (Kd = 2-10 нМ), но при спаривании с IL4Rα он связывается с IL-13 с высокой аффинностью (Kd = 400 пМ) и образует функциональный рецептор IL-13 (человеческий рецептор, далее обозначаемый “hIL-13R”), который передает сигналы, приводящие к активации путей JAK/STAT- и IRS-1/IRS-2. Была также охарактеризована и другая цепь рецептора IL-13 (IL-13Rα2), которая связывается с IL-13 c высокой аффинностью (Kd = 250 пМ), но не передает сигнал, а вместо этого она, вероятно, действует как рецептор-ловушка. Функциональные рецепторы IL-13 экспрессируются на клетках широкого ряда, включая клетки эпителия дыхательных путей, клетки гладких мышц, тучные клетки, эозинофилы, базофилы, В-клетки, фибробласты, моноциты и макрофаги. Т-клетки не имеют функциональных рецепторов для IL-13 (Hilton et al., PNAS, 1996, 93(1):497-501; Caput et al., J. Biol. Chem. 1996, 271(28):16921-16926; Hershey G.K., J. Allergy Clin. Immunol. 2003 111(4):677-690).

IL-13 и IL-4 модифицируют иммунные и воспалительные ответы путем стимуляции ассоциированного с аллергией воспаления и подавления воспаления, вызванного бактериями, вирусами и внутриклеточными патогенами. Основными биологическими эффектами IL-13 являются индуцирование пролиферации В-клеток и регуляции переключения изотипа на IgE; индуцирование экспрессии МНС II и CD23 на В-клетках и моноцитах; позитивная регуляция VCAM-1 на эндотелиальных клетках; регуляция продуцирования хемокинов; активация функции тучных клеток, эозинофилов и нейтрофилов, а также ингибирование экспрессии про-воспалительных генов в популяциях моноцитов и макрофагов. IL-13 не оказывает какого-либо пролиферативного действия на Т-клетки. Таким образом, IL-13 в отличие от IL-4, вероятно, не играет важной роли в начальной дифференцировке CD4-T-клеток в клетки типа Th2, но тем не менее очевидно, что он играет важную роль в эффекторной фазе аллергического воспаления (McKenzie et al., PNAS 1993 90(8):3735-3739; Wynn T.A., Annu. Rev. Immunol. 2003 21:425-456).

IL-13 и астма

Астма представляет собой хроническое заболевание легких, вызываемое воспалением нижних дыхательных путей, и характеризуется рецидивирующими затруднениями дыхания. Дыхательные пути пациента становятся сенсибилизированными и опухают, либо в них появляются некоторые очаги воспаления в течение всего периода заболевания, даже если оно протекает бессимптомно. Воспаление приводит к сужению дыхательных путей и к снижению поступления потока воздуха в легкие и из легких, что приводит к затруднению дыхания и к возникновению свистящих хрипов, стеснения в груди и кашля. Астма вызывается повышенной чувствительностью к аллергенам (например, к клещам домашней пыли, пыльце и плесени), к раздражителям (например, к курению, вдыханию дыма и к резким запахам), к респираторным инфекциям, а также к физическим упражнениям и к сухой погоде. Такие провоцирующие факторы приводят к раздражению дыхательных путей, после чего выстилка дыхательных путей опухает и становится еще более воспаленной, слизь в дыхательных путях образует сгустки, мышцы, окружающие дыхательные пути, сжимаются и дыхание становится затрудненным и более напряженным, что указывает на появление симптомов астмы.

Данные исследований, проводимых на животных-моделях, и результаты обследования пациентов со всей очевидностью показали, что астматическое воспаление и другие патологии вызываются нарушениями регуляции Th2-ответов на аэроаллергены и другие раздражители (Busse et al., Am. J. Resp. Crit. Care Med. 1995, 152(1):388-393). В частности, очевидно, что IL-13 представляет собой главный эффекторный цитокин, инициирующий различные клеточные ответы в легких, включая гиперреактивность дыхательных путей, эозинофилию, метаплазию бокаловидных клеток и повышенную секрецию слизистой.

Клинические данные о роли IL-13 в развитии астмы

Ген, кодирующий IL-13, находится на хромосоме 5q31. Эта область также содержит гены, кодирующие IL-3, IL-4, IL-5, IL-9 и GM-CSF и ассоциирующиеся с развитием астмы. Генетические варианты IL-13, ассоциированного с развитием астмы и атопии, были обнаружены как в промоторной, так и в кодирующей областях (Vercelli D., Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. 2002 2(5):389-393). Были получены данные функциональных исследований для кодирующего варианта Q130 IL-13 (далее обозначаемого “Q130 IL-13”). Полиморфизм по одному нуклеотиду +2044 G → А (SNP), обнаруженный в четвертом экзоне, приводит к замене аргинина на глутамин в положении 130 (Q130 IL-13). Кроме того, в последовательности SEQ ID NO:9 такая замена является эквивалентной замене в положении 110, где первый аминокислотный остаток “G” в начале зрелой аминокислотной последовательности IL-13 находится в положении 1. По данным обследования людей, проживающих в Японии и в Европе, было обнаружено, что такой вариант ассоциируется с развитием астмы, с увеличением уровней IgE и с развитием атопического дерматита. Очевидно, что Q130 IL-13 обладает более высокой стабильностью по сравнению с IL-13 дикого типа. Он также обладает несколько более низкой аффинностью по отношению к рецептору-ловушке IL-13Rα2, и согласно этим наблюдениям более высокие средние уровни IL-13 в сыворотке были обнаружены у пациентов, которые являются гомозиготными по вариантам Q130 IL-13, по сравнению с не-гомозиготными пациентами. Эти результаты показали, что Q130 IL-13 может оказывать влияние на локальную и системную концентрации IL-13 (Kazuhiko et al., J. Allergy Clin. Immunol. 2002 109(6):980-987).

Повышенные уровни IL-13 были обнаружены у пациентов с атопической и не-атопической бронхиальной астмой. В одном исследовании, у пациентов, страдающих астмой, были измерены средние уровни IL-13 в сыворотке, составляющие 50 пг/мл, тогда как у здоровых контрольных индивидуумов такие уровни составляли 8 пг/мл (Lee et al., J. Asthma 2001 38(8):665-671). Повышенные уровни IL-13 были также выявлены в плазме, в жидкости бронхоальвеолярного лаважа, в образцах биоптата легких и в мокроте (Berry et al., J. Allergy Clin. Immunol. 2004 114(5):1106-1109; Kroegel et al., Eur. Respir. J. 1996 9(5):899-904; Huang et al., J. Immunol. 1995 155(5):2668-2694; Humbert et al., J. Allergy Clin. Immunol. 1997 99(5):657-665).

In vivo данные, подтверждающие участие IL-13 в развитии астмы

В ряде исследований была определена важная эффекторная роль IL-13 в развитии патологии у мышей, которые были использованы в качестве моделей острой и хронической аллергической астмы. У этих моделей для нейтрализации биологической активности мышиного IL-13 был использован высокоаффинный рецептор IL-13 (IL-13Rα2) или поликлональные антитела против IL-13. Блокада IL-13 во время заражения аллергеном полностью ингибировала OVA-индуцированную гиперреактивность дыхательных путей, эозинофилию и метаплазию бокаловидных клеток. В противоположность этому введение антитела против IL-4 после сенсибилизации и во время заражения аллергеном лишь частично ослабляло астматический фенотип. Таким образом, хотя экзогенные IL-4 и IL-13 обладают способностью индуцировать фенотип, подобный фенотипу астмы, однако очевидно, что эффекторная активность IL-13 превосходит активность IL-4. Эти данные дают основание предположить, что IL-4 играет главную роль в индуцировании иммунного ответа (в частности, образования Th2-клеток и их рекрутинга в дыхательных путях, и продуцирования IgE), тогда как IL-13, вероятно, главным образом ответственен за индуцирование различных эффекторных функций, включая гиперреактивность дыхательных путей, повышенное выделение слизи и воспалительные процессы в клетках (Wills-Karp et al., Science 1998, 282:2258-2261; Grunig et al., Science 1998, 282:2261-2263; Taube et al., J. Immunol. 2002 169:6482-6489; Blease et al., J. Immunol. 2001 166(8):5219-5224).

В дополнительных экспериментах уровни IL-13 в легких были увеличены в результате сверхэкспрессии у трансгенных мышей или в результате введения в трахею белка IL-13 мышей дикого типа. В обоих случаях были индуцированы признаки, подобные признакам, наблюдаемым при астме, а именно неспецифическая гиперреактивность дыхательных путей в ответ на стимуляцию холинергическим рецептором, легочная эозинофилия, гиперплазия эпителиальных клеток, метаплазия клеток слизи, субэпителиальный фиброз, стеноз дыхательных путей и образование кристаллов, подобных кристаллам Шарко-Ляйдена. Кроме того, было обнаружено, что IL-13 является сильным стимулятором действия металлопротеиназ матрикса и катепсиновых протеаз в легких, приводящего к эмфизематозным изменениям и к метаплазии слизистой. Следовательно, IL-13 может представлять собой эффекторную молекулу, играющую важную роль в развитии фенотипов астмы и фенотипов заболевания ХОБЛ (Zhu et al., J. Clin. Invest. 1999 103(6):779-788; Zheng et al., J. Clin. Invest. 2000 106(9):1081-1093).

Эти данные показали, что активность IL-13 является необходимой и достаточной для развития некоторых основных клинических и патологических признаков аллергической астмы у животных-моделей, на что указывают данные, подтвержденные путем клинических исследований.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)

ХОБЛ является общим термином, который охватывает несколько клинических синдромов, включая эмфизему и хронический бронхит. Симптомы ХОБЛ сходны с симптомами астмы, а поэтому ХОБЛ может быть подвергнута лечению такими же лекарственными средствами. ХОБЛ характеризуется хроническим, прогрессирующим и в основном необратимым стенозом дыхательных путей. Причина возникновения такого заболевания у человека пока не известна, однако считается, что в 90% случаев оно вызывается курением сигарет. Симптомами такого заболевания являются кашель, хронический бронхит, одышка и респираторные инфекции. В конечном счете такое заболевание может приводить почти к полной нетрудоспособности и к летальному исходу. Хронический бронхит диагностируется у пациентов, у которых в течение длительного периода, например по меньшей мере от 3 месяцев до 2 лет и более, наблюдается ничем необъяснимый кашель или образование мокроты. Эмфизема легких характеризуется аномальным перманентным увеличением объема дыхательных путей и деструкцией стенок альвеол.

В развитии ХОБЛ определенную роль может играть IL-13. У курильщиков, у которых развивается ХОБЛ, в паренхиме легких присутствуют воспалительные клетки многих типов (нейтрофилы, макрофаги, эозинофилы). IL-13 представляет собой провоспалительный Th2-цитокин, а поэтому он используется для моделирования прогрессирующей эмфиземы; так, например, в работе Zheng et al. рассматривается сверхэкспрессия IL-13 в эпителии дыхательных путей у IL-13-трансгенной мыши. У этих животных возникает воспаление паренхимы дыхательных путей и легких и развивается эмфизема. У этих мышей развивается также метаплазия слизистой, напоминающая хронический бронхит (J. Clin. Invest. 2000 106(9):1081-1093).

Также сообщалось, что полиморфизм промотора IL-13 (-1055 С → Т), который ассоциируется с аллергической астмой, более часто встречается у пациентов с ХОБЛ, чем у здоровых контрольных индивидуумов. Это указывает на функциональную роль полиморфизма промотора IL-13 в повышении риска развития ХОБЛ (Kraan et al., Genes and Immunity 2002 3:436-439). Кроме того, увеличение числа IL-13- и IL-4-позитивных клеток наблюдалось у курильщиков с хроническим бронхитом, но не наблюдалось у курильщиков, у которых отсутствовали симптомы такого заболевания (Miotto et al., Eur. Resp. J. 2003, 22:602-608). Однако в недавно проводимых исследованиях по оценке уровня экспрессии IL-13 в легких пациентов с тяжелой эмфиземой не было выявлено какой-либо взаимосвязи между уровнями IL-13 и развитием этого заболевания (Boutten et al., Thorax 2004, 59:850-854).

Аллергическое заболевание, включая атопический дерматит и аллергический ринит

IL-13 также участвует в развитии атопических расстройств, таких как атопический ринит и атопический дерматит. В США аллергический ринит является наиболее распространенным атопическим заболеванием, и по оценкам специалистов таким заболеванием страдают до 25% взрослых и более чем 40% детей. Между аллергическим ринитом и астмой существует тесная взаимосвязь. Оба эти состояния имеют общую иммунную патологию и патофизиологию, и при этих заболеваниях наблюдаются сходные иммунологические процессы, в которых определенную роль играют эозинофилы и Th2-лимфоциты, присутствующие в тканях носа и бронхов. Считается, что избыточное продуцирование Th2-цитокинов, в частности IL-4 и IL-5, играет главную роль в патогенезе аллергического заболевания. IL-13 и IL-4 имеют некоторые общие свойства и эффекторные функции, и этот факт, в сочетании с перекрыванием их функций при их взаимодействии с рецепторами IL-4 и IL-13 и с компонентами, передающими внутриклеточные сигналы, а также генетическая организация IL-13 дают неоспоримые доказательства (хотя и косвенные) того, что этот цитокин играет определенную роль в стимуляции или в обеспечении in vivo гиперчувствительности немедленного типа в организме человека. Эти данные были подтверждены Li и др. (Li et al., J. Immunol. 1998; 161:7007), которые продемонстрировали, что у индивидуумов с атопическим заболеванием, таким как сезонный аллергический ринит, наблюдаются значительно более сильные IL-13-ответы на Ag-зависимую, но не поликлональную активацию.

Атопический дерматит представляет собой широко распространенное хроническое, рецидивирующее, воспалительное заболевание кожи с сильным зудом. Поражение кожи у пациентов с атопическим дерматитом гистологически характеризуются воспалительным Т-клеточным инфильтратом, и это поражение в своей острой фазе ассоциируется с преобладающей экспрессией IL-4, IL-5 и IL-13 (Simon et al., J. Allergy Clin. Immunol. 2004; 114:887; Hamid et al., J. Allergy Clin. Immunol. 1996; 98:225). Кроме того, Tazawa и др. продемонстрировали, что мРНК IL-13 (но не IL-4) в значительной степени активируются у пациентов, страдающих атопическим дерматитом с подострыми и хроническими поражениями кожи (Tazawa et al., Arch. Derm. Res. 2004; 296:459). У этих пациентов также значительно увеличивается уровень IL-13-экспрессирующих циркулирующих CD4⁺- и CD8⁺-Т-клеток (Aleksza et al., British J. Dermatol. 2002; 147:1135). Такая повышенная активность IL-13, очевидно, приводит к продуцированию повышенных уровней сывороточного IgЕ, что также способствует патогенезу атопического дерматита. Кроме того, повышенные уровни продуцирования IL-13 неонатальными CD4⁺-Т-клетками являются ценным маркером для идентификации новорожденных с высоким риском последующего развития у них аллергических заболеваний, в частности атопического дерматита (Ohshima et al., Pediatr. Res. 2002; 51:195). Дополнительное свидетельство важной роли IL-13 в этиологии атопического дерматита приводится в работе Simon et al. (Simon et al., J. Allergy Clin. Immunol. 2004; 114:887); причем местное лечение мазью такролимус (иммунодепрессантом, ингибирующим внутриклеточные пути передачи сигнала продуцирования цитокинов), приводит к значительному клиническому и гистологическому ослаблению атопических поражений кожи, сопровождающемуся значительным снижением уровней локальной экспрессии Th2-цитокинов, включая IL-13. Кроме того, было обнаружено, что IL-13Rα1 (белок клеточной поверхности, который вместе с IL-4Rα образует функциональный рецептор IL-13) сверхэкспрессируется на супрабазальных кератиноцитах в коже пациентов с атопическим дерматитом, а IL-13 способен стимулировать мРНК IL-13Rα1 in vitro (Wongpiyabovorn et al., J. Dermatol. Science 2003;33:31).

В целом эти данные указывают на то, что использование IL-13 в качестве мишени, включая моноклональное антитело против IL-13, может быть эффективным способом лечения аллергического заболевания у человека.

Эзофагальная эозинофилия

Аккумуляция эозинофилов в пищеводе является широко распространенным явлением, встречающимся у пациентов с различными заболеваниями, включая гастроэзофагальный рефлюкс, эозинофильный эзофагит, эозинофильный гастроэнтерит и паразитарные инфекции. Эзофагальная эозинофилия ассоциируется с аллергическими реакциями, а повторное заражение мышей аэроаллергенами позволяет установить связь между аллергическим воспалением дыхательных путей и эзофагальной эозинофилией. Считается, что Th2-клетки индуцируют ассоциированное с эозинофилами воспаление посредством секреции ряда цитокинов, включая IL-4 и IL-13, которые непосредственно и опосредованно активируют воспалительные и эффекторные пути. Очевидно, что в такой активации IL-13 играет особенно важную роль, поскольку он продуцируется в больших количествах Th2-клетками и регулирует множество признаков аллергического заболевания (например, продуцирование IgЕ, сверхпродуцирование слизи, рекрутинг и выживание эозинофилов и гиперреактивность дыхательных путей). Эозинофилы могут генерировать функционально активный IL-13 после их обработки цитокинами GM-CSF и/или IL-5 в условиях in vitro, ex vivo и in vivo при эозинофильных воспалительных реакциях (Schmid-Grendelmeier J. Immunology, 2002, 169:1021-1027). Было установлено, что при доставке IL-13 путем его введения через трахею в легкие мышей дикого типа, мышей, дефицитных по STAT-6, эотаксину-1 или IL-5, воспаление легких, запускаемое IL-13, ассоциируется с развитием эзофагальной эозинофилии (Mishra et al., Gastroenterol. 2003;125:1419). В целом эти данные подтверждают роль IL-13 в развитии эзофагальной эозинофилии.

Показания в онкологии

Другой важной сферой интересов исследователей является доставка IL-13 или рецепторов IL-13 в опухоли некоторых типов для ингибирования их роста. Защита хозяина, опосредуемая Т-клетками типа 1, очевидно, обеспечивает оптимальное отторжение опухоли in vivo, а переключение на ответ Th2-типа может способствовать блокированию отторжения опухоли и/или стимуляции рецидивов опухоли (Kobayashi M. et al., J. Immunol. 1998;160:5869). Исследования, проводимые на нескольких животных с использованием трансплантируемых опухолевых клеточных линий, подтвердили это мнение путем установления того факта, что Stat-6, IL-4 и IL-13 (продуцируемые частично NКТ-клетками) обладают способностью ингибировать отторжение опухоли (Terabe et al., Nat. Immunol. 2000; 1:515; Kacha et al., J. Immunol. 2000; 165:6024-28; Ostrand-Rosenberg et al., J. Immunol. 2000;165:6015). Очевидно, что сильная противоопухолевая активность в отсутствие Stat-6 обусловлена усилением продуцирования опухолеспецифического IFNg и СТL-активности. Кроме того, было показано, что отсутствие клеток NKТ приводит к снижению уровня продуцирования IL-13 и одновременно к увеличению риска рецидива опухоли, что указывает на то, что IL-13, продуцируемый частично клетками NKТ, имеет важное значение для иммунного надзора (Terabe et al., Nat. Immunol. 2000; 1:515). По существу, эти данные подтверждают тот факт, что ингибиторы IL-13 или новые антагонисты IL-13, включая mAb против IL-13, могут служить эффективными противораковыми иммунотерапевтическими средствами, которые действуют путем ингибирования негативной регуляции цитокина IL-13, играющего определенную роль в ингибировании иммунных ответов на опухолевые клетки.

Помимо усиления противоопухолевой защиты, ассоциированной с клетками типа Th-1, ингибиторы IL-13 также могут непосредственно блокировать рост опухолевых клеток. Так, например, при В-клеточном хроническом лимфоцитарном лейкозе (В-ХЛЛ) и болезни Ходжкина IL-13 либо блокирует апоптоз, либо стимулирует пролиферацию опухолевых клеток (Chaouchi et al., Blood 1996; 87:1022; Kapp et al., J. Exp. Med. 1999; 189:1939). В-ХЛЛ представляет собой клинически гетерогенное заболевание, вызываемое В-лимфоцитами, которые участвуют в нарушении апоптоза лейкозных клеток. Очевидно, что IL-13 не действует непосредственно как фактор роста, а лишь защищает опухолевые клетки от in vitro спонтанного апоптоза (Chaouchi et al., Blood 1996; 87:1022; Lai et al., J. Immunol. 1999; 162:78) и может способствовать развитию В-ХЛЛ посредством предотвращения гибели неопластических клеток.

Болезнь Ходжкина представляет собой один из типов лимфомы, которая поражает главным образом молодых людей, и, по оценкам специалистов, в США это заболевание диагностируется примерно у 7500 человек в год. Этот вид рака характеризуется присутствием крупных многоядерных клеток Ходжкина/Рида-Штернберга (Н/RS). В подавляющем большинстве случаев эта популяция злокачественных клеток происходит от В-клеток. Некоторые клеточные линии, ассоциированные с болезнью Ходжкина, а также ткани лимфоузлов, взятые у пациентов с ходжкинской лимфомой, сверхэкспрессируют IL-13 и/или рецепторы IL-13. (Kapp et al., J. Exp. Med. 1999;189:1939; Billard et al., Eur. Cytokine Netw. 1997; 8:19; Skinnider et al., Blood 2001; 97:250; Oshima et al., Cell Immunol. 2001; 211:37). Было показано, что нейтрализующие анти-IL-13-mAb или антагонисты IL-13 ингибируют дозозависимую пролиферацию клеток Н/RS (Kapp et al., J. Exp. Med. 1999; 189:1939; Oshima et al., Cell Immunol. 2001; 211:37). Аналогичным образом, введение растворимого рецептора-ловушки IL-13Rα2 мышам NОD/SCID с имплантированной клеточной линией, ассоциированной с болезнью Ходжкина, приводит к замедлению начала развития и роста опухоли и повышает выживаемость этих мышей, что свидетельствует о том, что нейтрализация IL-13 может подавлять рост ходжкинской лимфомы in vitro и in vivo (Trieu et al., Cancer Research 2004;64:3271). В целом эти исследования показали, что IL-13 стимулирует аутокринную пролиферацию клеток Н/RS (Kapp et al., J. Exp. Med. 1999;189:1939; Ohshima et al., Histopathology 2001;38:368).

Поэтому нейтрализация IL-13 представляет собой привлекательный и эффективный способ лечения болезни Ходжкина и других ассоциированных с В-клетками раковых заболеваний путем подавления роста опухолевых клеток при одновременном усилении противоопухолевой защиты.

Воспалительные заболевания кишечника

Возможно, что IL-13 играет определенную роль в патогенезе воспалительного заболевания кишечника (ВЗК). Воспалительное заболевание кишечника включает в себя ряд заболеваний, клинически классифицируемых как язвенный колит, болезнь Крона и колит неясной этиологии. Главными манифестациями таких заболеваний является хроническое воспаление тонкой кишки, вызванное усилением иммунного ответа с одновременным дисбалансом активации Th1- и Th2-лимфоцитов в слизистой тонкой кишки. Такие манифестации были продемонстрированы на животных моделях болезни Крона (Bamias et al., Gastroenterol 2005; 128:657) и язвенного колита (Heller et al., Immunity 2002; 17:629). Нейтрализация IL-13 путем введения IL-13Rα2-Fc приводит к предотвращению развития колита у мышей с Th2-моделью человеческого язвенного колита (Heller et al., Immunity 2002; 17:629). Кроме того, в этой модели продуцирование IL-13 происходит быстрее, чем продуцирование IL-4, и такое продуцирование IL-13 может быть индуцировано путем стимуляции NKТ-клеток, что позволяет предположить, что наблюдаемое разрушение ткани может быть результатом токсического воздействия IL-13 на эпителиальные клетки. При обследовании некоторых пациентов были получены некоторые данные, подтверждающие эти выводы, а именно частота встречаемости IL-13 в IL-13-позитивных биоптатах, взятых из прямой кишки пациентов с язвенным колитом, значительно превышала частоту встречаемости IL-13 у индивидуумов с воспалением и у контрольных индивидуумов, при этом более высокий уровень экспрессии IL-4 и IL-13 наблюдался при остром язвенном колите, а не при обычном язвенном колите (Inoue et al., Am. J. Gastroenterol. 1999;94:2441). Кроме того, в работе Akido et al. была охарактеризована иммунная активность во внешней мышечной пластинке (muscularis externa), выделенной из сегментов тонкой кишки пациентов с болезнью Крона, и было обнаружено, что IL-4 и IL-13 опосредуют увеличение сокращения клеток гладких мышц тонкой кишки по STAT-6-пути. Авторами был сделан вывод, что этот путь может способствовать гиперактивному сокращению мышц тонкой кишки у пациентов с болезнью Крона (Akiho et al., Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver. Physiol. 2005;288:619).

Таким образом, использование mAb против IL-13, возможно, в комбинации с молекулами, направленными на другие цитокины, может представлять собой способ прекращения или замедления прогрессирования ВЗК.

Псориаз и псориатический артрит

Псориаз представляет собой хроническое кожное заболевание, характеризующееся гиперпролиферацией кератиноцитов и иммунологической клеточной инфильтрацией, включая активацию Т-клеток, продуцирующих различные цитокины, которые могут влиять на фенотип эпидермальных кератиноцитов. CDw60 представляет собой углевод-несущую молекулу, которая активируется на поверхности псориатических базальных и супрабазальных кератиноцитов псориатической кожи. Было показано, что IL-4 и IL-13, секретированные Т-клетками, происходящими из участков, пораженных псориазом, в высокой степени стимулируют экспрессию CDw60 на кератиноцитах (Skov et al., Am. J. Pathol. 1997;15:675), тогда как интерферон-гамма блокирует IL-4/IL-13-опосредуемую индукцию CDw60 на культивируемых кератиноцитах (Huang et al., J. Invest. Dermatol. 2001;116:305). Таким образом, считается, что экспрессия CDw60 на псориатических эпидермальных кератиноцитах индуцируется, по меньшей мере частично, цитокином IL-13, секретируемым активированными Т-клетками в области поражения. Кроме того, IL-13Rα1 и IL-4Rα, то есть белки клеточной поверхности, которые вместе образуют рецепторный комплекс IL-13, в различной степени экспрессируются в кожных биоптатах, взятых у пациентов, страдающих и не страдающих псориазом (Cancino-Diaz et al., J. Invest. Dermatol. 2002;119:1114; Wongpiyabovorn et al., J. Dermatol. Science 2003;33:31), при этом эксперименты in vitro продемонстрировали, что IL-13 (но не IL-4) может активировать экспрессию IL-13Rα1 (Wongpiyabovorn et al., J. Dermatol. Science 2003;33:31). Поскольку IL-13 влияет на клетки различных типов, то данные этих исследований позволяют предположить, что рецептор IL-13 может играть определенную роль в ранней стадии воспалительного процесса при псориазе.

Псориатический артрит характеризуется синовитом, который опосредован провоспалительными и противовоспалительными цитокинами. В настоящее время роль IL-13 в возникновении различных форм артрита представляет все возрастающий интерес. Spadaro и сотрудники продемонстрировали, что уровни IL-13 в синовиальной жидкости пациентов с псориатическим артритом значительно выше, чем уровни IL-13 у пациентов с остеоартритом. Кроме того, уровни IL-13 в синовиальной жидкости значительно превышали уровни IL-13 в сыворотке пациентов с псориатическим артритом, а отношение IL-13 в синовиальной жидкости к IL-13 в сыворотке значительно выше у пациентов с псориатическим артритом, чем у пациентов с ревматоидным артритом, что дает основание предположить, что в развитии псориатического артрита, возможно, определенную роль играет IL-13, локально продуцируемый в синовиальных тканях пациентов (Spadaro et al., Ann. Rheum. Dis. 2002;61:174).

Возможная роль IL-13 в развитии других состояний

Острая реакция “трансплантат против хозяина” является основной причиной заболеваемости и смертности после трансплантации стволовых клеток и непосредственно ассоциируется со степенью несовместимости человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) у донора и реципиента. Jordan и др. впервые идентифицировали IL-13 как типичный Th2-цитокин, который обильно продуцируется в процессе реакций смешанной культуры неродственных несовместимых лимфоцитов (МLR) (реакция смешанной культуры лимфоцитов; in vitro-анализ для тонкого отбора донора после предварительного НLA-типирования)(Jordan et al., J. Immunol. Methods; 2002;260:1). Затем этой группой исследователей было обнаружено, что продуцирование IL-13 донорными Т-клетками после трансплантации донорных стволовых клеток является показателем острой реакции “трансплантат против хозяина” (aGVHD) (Jordan et al., Blood 2004;103:717). Все пациенты, у которых после трансплантации стволовых клеток наблюдалась тяжелая острая aGVHD третьей степени, были донорами, у которых продуцировались очень сильные ответы на IL-13 перед трансплантацией, что указывало на тесную взаимосвязь между уровнями IL-13 и aGVHD и на увеличение вероятности того, что IL-13 может быть непосредственно ответственен за некоторые из aGVHD-ассоциированных патологий. Следовательно, терапия, основанная на специфическом блокировании IL-13, может быть использована для лечения aGVHD после трансплантации стволовых клеток.

В западных странах диабетическая нефропатия является одной из наиболее главных причин почечного заболевания конечной стадии. Хотя число случаев заболеваний нефропатией, ассоциированных с диабетом типа 1, снижается, однако в настоящее время сахарный диабет типа 2 является одной из наиболее распространенных причин почечной недостаточности в США, Японии и в Европе. Кроме того, эта группа пациентов имеет очень плохой прогноз относительно результатов поддерживающего диализа вследствие исключительно высокой смертности от приступов сердечно-сосудистых заболеваний. В настоящее время становится все более очевидно, что гемодинамические, метаболические и структурные изменения взаимосвязаны друг с другом, и было установлено, что различные ферменты, факторы транскрипции и факторы роста играют определенную роль в патогенезе этих заболеваний. В частности, ТGF-β играет важную роль в развитии гипертрофии почек и накоплении внеклеточных компонентов матрикса, при этом считается, что этот цитокин играет решающую роль в опосредовании образования коллагена в почках (Cooper. Diabetologia 2001; 44:1957; Wolf. Eur. J. Clin. Invest. 2004; 34(12):785). При диабетической нефропатии у человека и у экспериментальных животных биологическая активность TGF-1 возрастает, и введение антител против ТGF-β1 мышам с диабетом приводит к улучшению почечной функции и к снижению накопления внеклеточного матрикса. Недавно было показано, что в трансгенной мышиной модели фиброза легких действие IL-13 направлено, по крайней мере частично, на регуляцию продуцирования и активации ТGF-β1 и отложение коллагена (Lee et al., J. Exp. Med. 2001; 194:809; Zhu et al., J. Clin. Invest. 1999;103:779), что указывает на прямую функциональную взаимосвязь между IL-13 и ТGF-β. Следовательно, можно сделать вывод об аналогичной роли IL-13 в регуляции активности ТGF-β1 в почках у больных диабетом, а поэтому подавление действия IL-13 может, вероятно, иметь определенный эффект при лечении диабетической нефропатии.

Фиброзные состояния

Фиброз легких представляет собой состояние, характеризующееся нежелательным и опасным образованием рубцов в легких, приводящим к инвалидности, а часто и к летальному исходу. Этот термин охватывает ряд состояний различной этиологии, патологии и восприимчивости к лечению. В некоторых случаях была выявлена причина фиброза. Такими причинами являются (1) вдыхание профибротического вещества, такого как асбестовая или кремниевая пыль, или порошок тяжелых металлов, (2) вдыхание органического вещества, которое вызывает у пациента идиосинкратический иммунный ответ, приводящий к фиброзу (например, к состоянию, называемому “легкие фермера”), (3) употребление лекарственных средств, таких как нитрофурантоин, амиодарон и метотрексат, (4) наличие системного воспалительного заболевания, такого как системный склероз или ревматоидный артрит.

Однако во многих случаях причина этого заболевания или лежащее в его основе бессимптомное состояние остаются неизвестными. У многих таких пациентов диагностируют идиопатический фиброз легких (ИФЛ). Это заболевание встречается довольно редко (преимущественно 20 случаев на 100000 человек). Этот диагноз обычно устанавливают по отсутствию явной причины заболевания в комбинации с некоторыми радиологическими и патологическими признаками, в частности по сотовидной структуре легких, определяемой с помощью компьютерной томографии, (КТ) или биопсии легких. Это заболевание обычно встречается у пожилых людей (>50) и часто сопровождается стойким прогрессирующим поражением легких, приводящим к смерти, причем, по оценкам специалистов, такое состояние может длиться от 2 до 5 лет. Более того, пациенты испытывают крайне неприятные ощущения в виде одышки, прогрессирующей в течение нескольких месяцев или лет. Такое состояние сначала приводит к ограничению физической активности, но на конечной стадии заболевания, которая может продолжаться несколько месяцев, пациент начинает задыхаться даже в состоянии покоя, и его самочувствие все больше зависит от поступления кислорода.

В настоящее время не существует удовлетворительного лечения этого заболевания. Современные способы лечения обычно предусматривают введение кортикостероидов и иммунодепрессантов, таких как азатиоприн. Однако для многих пациентов кортикостероиды могут оказаться неэффективными, а их побочные эффекты могут даже ухудшать состояние пациента. Существует множество возможных средств лечения, находящихся на стадии исследования, включая интерферон-гамма, который, как показали последние крупномасштабные исследования, может увеличивать продолжительность жизни, и перфенидон.

Имеются данные, свидетельствующие о том, что IL-13 и цитокины, ассоциированные с Th2-фенотипом, участвуют в репарации ткани, пораженной фиброзом (Wynn T.A., Nat. Rev. Immunol. 2004 4:583-594; Jakubzick et al., Am. J. Pathol. 2004 164(6):1989-2001; Jakubzick et al., Immunol. Res. 2004 30(3):339-349; Jakubzick et al., J. Clin. Pathol. 2004, 57:477-486). IL-13 и IL-4 участвуют в развитии различных фиброзных состояний. Фиброз печени, индуцированный Schistosoma, вероятно, является IL-13-зависимым, и имеются немногочисленные данные, указывающие на то, что IL-13 участвует в патогенезе склеродермии (Hasegawa et al., J. Rheumatol. 1997 24:328-332; Riccieri et al., Clin. Rheumatol. 2003:22:102-106).

Что касается фиброза легких, то in vitro исследования показали, что IL-13 стимулирует фиброгенный фенотип. Исследования, проводимые на животных, обнаруживали повышенные уровни экспрессии IL-13 у моделей с искусственно индуцированным фиброзом, а также показали, что степень фиброза может быть уменьшена путем элиминации IL-13.

IL-13 стимулирует профибротический фенотип. На клеточном уровне существует несколько механизмов, посредством которых IL-13 может стимулировать фиброз. Пути передачи сигнала и важная роль этих различных механизмов пока еще точно не определены.

Имеются данные, свидетельствующие о том, что IL-13 действует на фибробласты и тем самым стимулирует продуцирование коллагена и ингибирует его разрушение, что благоприятствует развитию фибротического фенотипа. Фибробласты кожи имеют рецепторы IL-13, и обработка культивируемых фибробластов кожи цитокином IL-13 приводит к активации образования коллагена (Oriente et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 2000 292:988-994). IL-4 обладает таким же, но более кратковременным действием. Клеточная линия фибробластов легких человека (ICIG7) экспрессирует рецептор IL-4 типа II (Jinnin et al., J. Biol. Chem. 2004, 279:41783-41791). Обработка этих клеток цитокином IL-13 стимулирует секрецию различных воспалительных и профибротических медиаторов: GM-CSF, G-CSF и интегрина VСАМ-бета 1 (Doucet et al., Int. Immunol. 1998 10(10):1421-1433).

IL-13 ингибирует IL-1а-индуцируемую продукцию белков 1 и 3 матриксных металлопротеиназ фибробластами кожи, которые способны снижать уровень разрушения внеклеточного (ВК) матрикса (Oriente et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 2000 292:988-994). IL-13 вместе с TGF-β действуют синергически на человеческие фибробласты, полученные путем биопсии дыхательных путей при астме, стимулируя тем самым экспрессию тканевого ингибитора металлопротеиназы 1 (ТIMP-1). Разрушение внеклеточного матрикса осуществляется под действием матриксных металлопротеиназ, которые ингибируются TIMP-1. Таким образом, это действие IL-13 должно приводить к снижению разрушения матрикса (Zhou et al., Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 2005:288:С435-С442).

Сверхэкспрессия IL-13 у трансгенных мышей приводит к субэпителиальному фиброзу, гипертрофии эпителиальных клеток, гиперплазии б