Università degli studi di Torino
Laurea Specialistica In Biotecnologie Mediche
Corso di Immunologia Molecolare
A.A. 2007-2008
Cecilia Mancini
"Omalizumab è un farmaco
rivoluzionario, la più grossa novità
terapeutica degli ultimi 15 anni contro
l'asma allergica grave“
Giorgio Walter Canonica
(direttore della Clinica pneumologica dell'università di Genova e
presidente eletto della Società mondiale di allergologia).
Asma Allergica. Perché?
 Nell’ultimo decennio le condizioni allergiche sono cresciute
notevolmente, tanto da arrivare ad interessare oggi il 30-40% della
popolazione.
 Secondo le stime della WHO circa 100-150 milioni di persone al
mondo soffrono di asma, con una mortalità pari a 180000 casi
annui.
 Si tratta di condizioni che non portano solitamente a morte precoce
il paziente (la vita media dei soggetti asmatici è 46 anni), ma che
influiscono notevolmente sulla qualità della vita.
 Rappresentano un importante fardello economico per la società
(ricoveri, giorni di assenza dal lavoro, spese sanitarie…).
L’asma allergica
 L’asma è una malattia infiammatoria cronica delle vie aeree, scatenata
da una reazione ad allergeni.
 La malattia viene provocata dalla presenza di particolari antigeni
ambientali (allergeni) capaci di stimolare le cellule immunitarie.
 Questi fattori determinano il rilascio, da parte di mastociti e basofili, di
mediatori che causano la contrazione del muscolo liscio delle vie aeree
e inducono numerose alterazioni a livello del tessuto su cui agiscono.
 In risposta alle modificazioni infiammatorie, l’epitelio delle vie aeree
produce un ispessimento della membrana basale; inoltre, si verificano
altri cambiamenti strutturali, come l’ipertrofia e l’iperplasia delle
cellule muscolari lisce delle vie aeree, l’aumento di volume delle
ghiandole della sottomucosa bronchiale e la formazione di edemi.
Meccanismo patogenetico:
L’ipersensibilità immediata
 Gli allergeni sono in grado di far partire l’infiammazione-IgE
mediata attivando i mastociti e i basofili, attraverso il legame
alle IgE e la formazione del crosslinking con i recettori di
membrana ad alta affinità (FcεRI).
 Questo provoca, nel giro di pochi minuti, la degranulazione che
causa il rilascio in circolo di mediatori infiammatori, quali
istamina, leucotrieni,proteinasi...
 I mastociti e i basofili, poi, nel giro di alcune ore producono
ulteriori mediatori infiammatori, che causano il richiamo di
altre
cellule
infiammatorie
e
il
peggioramento
dell’infiammazione delle vie aeree (risposta tardiva).
L’asma allergica
 L’asma è una malattia infiammatoria cronica delle vie aeree, scatenata
da una reazione ad allergeni.
 La malattia viene provocata dalla presenza di particolari antigeni
ambientali (allergeni) capaci di stimolare le cellule immunitarie.
 Questi fattori determinano il rilascio, da parte di mastociti e basofili, di
mediatori che causano la contrazione del muscolo liscio delle vie aeree
e inducono numerose alterazioni a livello del tessuto su cui agiscono.
 In risposta alle modificazioni infiammatorie, l’epitelio delle vie aeree
produce un ispessimento della membrana basale; inoltre, si verificano
altri cambiamenti strutturali, come l’ipertrofia e l’iperplasia delle
cellule muscolari lisce delle vie aeree, l’aumento di volume delle
ghiandole della sottomucosa bronchiale e la formazione di edemi.
L’asma allergica
[B1,modificata]
Strategie per curare l’asma: un po’ di storia..
 Le prime strategie per curare l’asma riguardavano
l’inibizione delle citochine coinvolte nelle reazioni di
ipersensibilità:
Blocco dei fattori di trascrizione legati alla loro
espressione
Inibizione
delle
Citochine
Blocco del rilascio delle citochine
Antagonismo dei recettori delle citochine
Inibizione del pathway attivato dal legame citochinarecettore
[B8]
L’asma allergica
[B1,modificata]
Le IgE come target
 Le IgE giocano un ruolo fondamentale nello sviluppo dell’asma, sia
nell’infiammazione delle vie aeree, sia nelle crisi asmatiche.
 Da alcuni studi è emerso che livelli elevati di IgE nel cordone
ombellicale rappresentano un fattore di rischio per lo sviluppo della
patologia asmatica. Inoltre, elevati livelli di IgE nel siero nel primo
anno di vita e l’esposizione ad allergeni ambientali, sono fattori di
rischio per lo sviluppo dell’asma nell’infanzia e nell’adulto.
 I livelli di concentrazione sierica delle IgE nei pazienti asmatici sono
più elevati rispetto al range normale.
Le IgE come target
 Come si può inibire l’azione delle IgE?
NON
Stimolazione delle anti-IgE prodotte dall’ospite SUFFICIENTE
Inibizione
delle IgE
Blocco dei recettori delle IgE
Inibizione della sintesi delle IgE
Anticorpi Monoclonali Anti-IgE
NON
SPECIFICO
RISCHIOSO
La terapia Anti-IgE
 Possono esistere 2 tipi di Ab anti-IgE, in base al binding site:
 Ab anti-IgE Stimolanti: legano le IgE libere e permettono il
crosslink con i recettori di membrana FcεRI su mastociti e
basofili, causandone la degranulazione e la produzione di
mediatori infiammatori.
 Ab anti-IgE Neutralizzanti:
legano la regione costante 3
(CHε3) della catena pesante delle IgE, nel sito di legame per
FcεRI. Ciò previene il legame delle IgE con il recettore
presente sui mastociti e i basofili [l’affinità di legame è molto
simile ~10-10M]. Quindi gli Ab anti-IgE Neutralizzanti sono
competitori per il sito di legame e il legame è mutualmente
esclusivo (cioè non possono legarsi contemporaneamente
anti-IgE e FcεRI).
[B8]
Lo sviluppo di Omalizumab
 In base alle osservazioni precedenti si sono sviluppati
anticorpi monoclonali murini nonanafilattogenici contro la
regione CHε3.
 Il prodotto di questi studi è stato un MoAb, Omalizumab: si
tratta di una IgG1 murina, umanizzata (tramite trasferimento
dei residui amminoacidici critici per il legame con le IgE
umane, in una cornice di IgG1 umana).
 >95% sequenza IgG1 umana
 <5% sequenza IgG1 murina
[B10]
Biochimica della terapia anti-IgE
Binding site:
•
Arg408
•
Ser411
•
Lys414
•
Glu452
•
Arg465
•
Met469
[B6,B8 modificate]
L’azione delle anti-IgE
 Le anti IgE si legano alle IgE circolanti formando trimeri o
esameri
? IMMUNOCOMPLESSI ?
[S6]
•
Questi immunocomplessi sono troppo piccoli per causare
l’insorgere di patologie.
[S5]
Efficacia di una terapia mirata
Meccanismi NECESSARI per l’azione delle IgE:
1. Riduzione delle IgE circolanti ≥99%
2. Riduzione dell’espressione in membrana dell’ FcεRI
 Individui Sani 5000-10000 FcεRI
liberi per cellula
 Pazienti allergici  200000 FcεRI
liberi per cellula
L’attivazione di 1500 FcεRI
scatena il rilascio del
50% dell’istamina
contenuta nella cellula.
[B6]
Efficacia di una terapia mirata
Meccanismi NECESSARI per l’azione delle IgE:
3.
Allergene
Infine ultima importante funzione delle IgE (al
momento non del tutto comprovata) è quella di
“sweep allergens” (spazzare via gli allergeni): gli
Immunocomplessi nella forma trimerica AntiIgE/IgE/Anti-IgE possono legare gli allergeni con la
porzione Fab dell’IgE ancora disponibile e causarne la
“cattura” e quindi l’eliminazione.
Fegato
Xolair®-Omalizumab
 Casa farmaceutica: Genentech (Novartis); Tanox
[S6]
 Approvato dall’FDA nel 2003
 Anticorpo monoclonale umanizzato anti-IgE, prodotto con la






tecnologia DNA ricombinante in una linea cellulare ovarica di criceto
cinese (CHO).
IgG1k,Peso Molecolare ~149 kilodalton
Emivita sierica di 26 giorni
Picco di concentrazione sierica: 7°-8° giorno
[S5]
Eliminazione: sistema reticoloendoteliale (fegato e milza)
Dose massima: 375 mg ogni 2 settimane
Somministrazione: iniezione sottocutanea nella regione deltoidea
del braccio o nella coscia
Posologia
• Dose appropriata e frequenza di somministrazione sono
determinate dai livelli di IgE basali (UI/ml), rilevati prima di iniziare il
trattamento, e dal peso corporeo (kg).
0,016mg/Kg per IU/ml di livello basale di IgE
SOMMINISTRAZIONE OGNI 4 SETTIMANE
SOMMINISTRAZIONE
OGNI 2 SETTIMANE
[S7]
Trial fase I
• Studio in doppio cieco, controllo-placebo
• 419 pazienti asmatici allergici gravi (età
compresa tra 12 e 79 anni) con:
ridotta funzionalità polmonare
scarso controllo della
sintomatologia asmatica, nonostante
trattamento con corticosteroidi
• Durata dello studio: 28 settimane
• Somministrazione: Xolair® o placebo per
via sottocutanea, come terapia aggiuntiva
a >1mg di beclometasone dipropionato e
un β2-agonista a lunga durata.
[S6]
[S7]
Trial fase II-III
3459
6363
[B8]
Effetti
collaterali
comuni
[S7]
Effetti collaterali gravi 1
1
2
 L’ANAFILASSI si è manifestata in 3 individui, nelle 2 ore successive
all’iniezione di Omalizumab. Gli eventi sono stati risolti con iniezioni di
epinefrina, assunzione di antistamina per via orale e corticosteroidi
per via sistemica.
 Anafilassi (comunemente una risposta immediata ad un agente
eziologico) è in molti casi ritardata e protratta nel tempo Studio su
124 pazienti
 FDA ha sollecitato la Genentech ad aggiungere sulla scheda tecnica di
Xolair® il rischio.
 Descritte anche reazioni sistemiche dopo la 4° dose di farmaco
[B7, B13]
Effetti collaterali gravi 2
1
2
 Sono stati diagnosticati 20 eventi cancerogeni nel gruppo Xolair®, tra cui:










Cancro della pelle (non-melanoma) in 5 casi (di cui 1 con anche Melanoma)
Carcinoma della mammella in 5 casi
Carcinoma prostatico 2 casi
Melanoma 2 casi
Carcinoma delle paratiroidi 2 casi
Cancro alla vescica 1 caso
Linfoma non-Hodgkin 1 caso
Carcinoma del Pancreas 1 caso
Carcinoma del retto  1 caso
Cancro della tiroide1 caso
 Nel gruppo trattato con placebo si sono diagnosticati:



Cancro della pelle (non-melanoma) 3 casi
Glioma  1 caso
Cancro dei testicoli 1 caso
[B8]
Effetti collaterali gravi 2
 Tuttavia l’incidenza di tumori nel primo gruppo (Xolair®) è uguale
all’incidenza attesa per quella fascia d’età e di sesso (dati del
National Cancer Institute’s Surveillance, Epidemiology and End
Results database).
 Incidenza nel gruppo controllo: si ipotizza che l’asma atopica possa
rappresentare un evento protettivo nella predisposizione al cancro.
Tuttavia non esistono studi epidemiologici o molecolari che
supportino l’ipotesi che il pathway delle IgE sia importante, per il
Sistema immunitario, nella protezione dalla cancerogenesi.
In Italia…
 Dal 9 Novembre 2006, l’AIFA ha introdotto sul mercato italiano
Xolair®.
 Xolair® è disponibile ed è rimborsato dal Servizio Sanitario
Nazionale, per uso ospedaliero.
 La Determinazione dell’AIFA stabilisce che:
“Xolair® è indicato per migliorare il controllo dell’asma quando
somministrato come terapia aggiuntiva in pazienti adulti e
adolescenti (dai 12 anni di età in poi) con asma allergica grave
persistente (…..) con documentazione di ripetute esacerbazioni
asmatiche gravi nonostante l‘assunzione quotidiana di alte dosi di
corticosteroidi per via inalatoria, più un β2-agonista a lunga
durata d’azione per via inalatoria”
[S2]
I costi
 Prezzo di cessione agli ospedali 369,60€
per flaconcino da 150 mg.
 Il trattamento costa alla farmacia ospedaliera circa 9 mila
euro l'anno a paziente, ma questa spesa produce un
risparmio per quanto riguarda altri farmaci anti-asma,
degenze ospedaliere e giornate di lavoro perse.
L'indicazione ad usarlo va comunque ottenuta "da un
centro ospedaliero specializzato".
[B10]
Prospettive future
 Outcomes and Treatment Regimens (TENOR-Genentech):
studio di fase IV per valutare l’incidenza di effetti collaterali
gravi quali l’incidenza di neoplasie.
 Per nuove applicazioni di Xolair®:



Allergie alimentari ( allergia all’arachide). [Trials in fase II]
Riniti allergiche [problema cost-effective]
Angioedema idiopatico ricorrente  [B14]
 Per l’Asma:

Eculizumab nebulizzato in via di studio  [B15]
Conclusioni
 Omalizumab è un prodotto biotecnologico; è il primo approccio di
questo tipo, in campo allergologico.
 È un farmaco indicato per adulti e adolescenti (ultra 12enni).
Guadagno nella qualità della vita dei pazienti: si dimezza la
frequenza di attacchi gravi, si riduce del 50% i ricoveri e del 44% le
visite al Pronto soccorso.
 Omalizumab è un medicinale che non agisce sui sintomi della
patologia, ma all’origine, bloccando la reazione che porta all’attacco
d’asma. Riduce il livello di IgE totali circolanti a partire da circa 1 ora
dalla somministrazione fino al 90-95% del valore basale.
 Gli immunocomplessi Omalizumab-IgE sono piccoli trimeri o esameri
e pertanto non attivano il complemento e sono facilmente rimossi,
senza causare patologie renali.
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http://www.CME.springer.de
Foglio Illustrativo di Xolair®