¿Cómo se unen las drogas a los anticuerpos monoclonales?

Esto es lo que hago más frecuentemente para mi investigación.

La mayoría de las moléculas de anticuerpos tienen múltiples grupos amina (-NH2) en su estructura molecular. Estas son aminas extra, deseablemente en la región Fc que pueden aprovecharse para reaccionar con fármacos / nanopartículas / radionucleidos, etc., sin interferir con la actividad del anticuerpo que reside en la región Fab.
Hay varias técnicas de bioconjugación que se pueden emplear.
Un enfoque es usar estas aminas para reaccionar con un enlazador de manera que un extremo del enlazador se una al anticuerpo y el otro se una al fármaco de interés. El fármaco en sí tiene amina o tiol u otros grupos funcionales que pueden reaccionar con el otro lado del engarce. De lo contrario, se puede funcionalizar principalmente sin alterar su actividad.

Esta imagen, tomada de google, hace un buen trabajo al describir lo que quiero decir.
Si miras detenidamente, el enlazador (tioéter) está formando un enlace amida con el anticuerpo (Trastuzumab). Esto sucede porque el tioéter tiene un grupo -COOH en el extremo que reaccionó con el grupo -NH2 en Trastuzumab.
El otro extremo está conjugado con el medicamento DM1.

Para unir un liposoma u otra nanopartícula, el procedimiento es similar. En tal caso, necesitaría funcionalizar su nanopartícula con los ligandos químicos apropiados para que puedan interactuar con el enlazador. Todas las partes de este conjugado son importantes y deben seleccionarse cuidadosamente, especialmente el enlazador.
Personalmente, cuanto más voluminosa sea la cantidad que deseo unir al anticuerpo, más tiempo mantendré mi enlazador para evitar cualquier obstáculo estérico o cualquier interferencia en la reacción del anticuerpo con su receptor. Además, el tipo de vinculador que seleccione depende de su necesidad. ¿Quieres que el medicamento sea lanzado en el sitio? Encuentre un enlazador sensible a estímulos que se escinde bajo condiciones controladas.
Algunos ejemplos de ligadores utilizados frecuentemente: polietilenglicol (PEG) de diversos tamaños, biotina-estreptavidina o agentes de acoplamiento TCO-Tz, etc.

Para unir un radionúclido, necesita un agente quelante. Este agente quelante tiene un grupo funcional que puede unirse a aminas extra u otros grupos en el anticuerpo. Una vez que tenga el complejo quelante de anticuerpos, puede radiomarcarlo con un núclido en condiciones específicas, que varían con cada nucleido.

Espero que esto ayude.

Por ejemplo, Rituximab, que se une a la proteína CD20 en la superficie de las células B, tiene tres mecanismos de acción diferentes. Su principal forma de eliminar las células cancerosas es obtener una respuesta inmune, atrayendo lo que se conoce como células efectoras (varios tipos de glóbulos blancos asesinos) al tumor y activándolo. Este proceso se llama citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos (ADCC). Otro mecanismo está causando directamente que las células sufran apoptosis (muerte celular programada). El tercer mecanismo es mediante la activación de las llamadas proteínas del complemento. Estas proteínas forman un complejo de ataque de membrana y perforan agujeros en las membranas de las células, matándolos. Debido a que CD20 está presente en la superficie de las células B normales así como en las células de la leucemia, también se eliminan las células B normales. “Hacemos 10 millones de células B al día.

Cuando un anticuerpo monoclonal se une a una célula cancerosa, puede:

Haga que la célula cancerosa sea más visible para el sistema inmune. El sistema inmune ataca a los invasores extraños en su cuerpo, pero no siempre reconoce las células cancerosas como enemigos. Se puede dirigir un anticuerpo monoclonal para que se una a ciertas partes de una célula cancerosa. De esta forma, el anticuerpo marca la célula cancerosa y hace que sea más fácil para el sistema inmune encontrarla.

El anticuerpo monoclonal rituximab (Rituxan) se une a una proteína específica (CD20) que se encuentra solo en las células B, un tipo de glóbulo blanco. Ciertos tipos de linfomas surgen de estas mismas células B. Cuando el rituximab se adhiere a esta proteína en las células B, hace que las células sean más visibles para el sistema inmunitario, que luego puede atacar.

Rituximab reduce la cantidad de células B, incluidas las células B saludables, pero su cuerpo produce nuevas células B saludables para reemplazarlas. Las células B cancerosas tienen menos probabilidades de recurrencia.

Bloquear las señales de crecimiento Las sustancias químicas llamadas factores de crecimiento se unen a los receptores en la superficie de las células normales y las células cancerosas, lo que indica que las células crecen. Ciertas células cancerosas hacen copias adicionales del receptor del factor de crecimiento.

Los receptores de factor de crecimiento extra permiten que las células cancerosas crezcan más rápido que las células normales. Los anticuerpos monoclonales pueden bloquear estos receptores e impedir el paso de la señal de crecimiento.

Cetuximab (Erbitux), un anticuerpo monoclonal aprobado para tratar el cáncer de colon y el cáncer de cabeza y cuello, se adhiere a los receptores de las células cancerosas que aceptan una determinada señal de crecimiento (factor de crecimiento epidérmico). El bloqueo de esta señal para que no llegue a su objetivo en las células cancerosas puede ralentizar o detener el crecimiento del cáncer.

Detener la formación de nuevos vasos sanguíneos. Las células cancerosas dependen de los vasos sanguíneos para brindarles el oxígeno y los nutrientes que necesitan para crecer. Para atraer los vasos sanguíneos, las células cancerosas emiten señales de crecimiento.

Los anticuerpos monoclonales que bloquean estas señales de crecimiento pueden ayudar a prevenir que un tumor desarrolle un suministro de sangre para que permanezca pequeño. O en el caso de un tumor con una red ya establecida de vasos sanguíneos, el bloqueo de las señales de crecimiento podría causar la muerte de los vasos sanguíneos y la reducción del tumor.

El anticuerpo monoclonal bevacizumab (Avastin) se enfoca en una señal de crecimiento llamada factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) que las células cancerosas envían para atraer nuevos vasos sanguíneos. Bevacizumab intercepta las señales de VEGF de un tumor y evita que se conecten con sus objetivos.

Entregar radiación a las células cancerosas. Al combinar una partícula radiactiva con un anticuerpo monoclonal, los médicos pueden administrar la radiación directamente a las células cancerosas. De esta manera, la mayoría de las células sanas circundantes no están dañadas.

Los anticuerpos monoclonales ligados a la radiación proporcionan un bajo nivel de radiación durante un período de tiempo más prolongado, que los investigadores creen que es tan eficaz como la radiación de haz externo de dosis alta más convencional.

Ibritumomab (Zevalin), aprobado para el linfoma no Hodgkin, combina un anticuerpo monoclonal con partículas radiactivas. El anticuerpo monoclonal ibritumomab se adhiere a receptores en células sanguíneas cancerosas y administra la radiación.

Entregar quimioterapia a las células cancerosas. Al combinar fármacos de quimioterapia con un anticuerpo monoclonal, los médicos pueden administrar la quimioterapia directamente a las células cancerosas.

Ado-trastuzumab emtansine (Kadcyla) es uno de esos medicamentos aprobados para tratar el cáncer de mama HER2-positivo. Ado-trastuzumab emtansine contiene un anticuerpo que se une a los receptores HER2 en las células de cáncer de mama. Las células cancerosas luego ingieren el anticuerpo, que libera algunas moléculas de quimioterapia.

La quimioterapia solo daña las células cancerosas, dejando intactas las células sanas circundantes.