Кіріспе

Homo sapiens-те кездесетін сүтқоректілердің ақуызы. Interleukin 2 (IL 2) – иммундық жүйедегі цитокин сигналдық молекуласының бір түрі. Бұл 15,5–16 кДа ақуыз, ол иммунитетке жауапты ақ қан жасушаларының (лейкоциттер, көбінесе лимфоциттер) қызметін реттейді. IL 2 – микробиалдық инфекцияға организмнің табиғи жауабының бір бөлігі және шетелдік («өзіндік емес») пен «өзіндік» арасын ажыратуға көмектеседі. IL 2 лимфоциттерде экспрессияланатын IL 2 рецепторларымен байланысу арқылы әсер етеді. IL 2-нің негізгі көздері – белсендірілген CD4+ T-жасушалары және белсендірілген CD8+ T-жасушалары. IL 2 рецепторының (IL 2R) α-бөлігі IL 2-ні төмен аффинитетпен (Kd~ 10−8 M) байлайды. IL 2 мен CD25 өзара әрекеттесуі оның қысқа ішек ішкі тізбегіне байланысты сигнал транскрипциясына әкелмейді, бірақ (β және γ бөліктеріне байланысқанда) IL 2R аффинитетін 100 есеге арттыра алады. IL 2 орташа аффинитетті димерлі CD122/CD132 IL 2R (Kd~ 10−9 M) немесе жоғары аффинитетті тримерлі CD25/CD122/CD132 IL 2R (Kd~ 10−11 M) арқылы да сигнал бере алады, «басқа ақуыздарды экспресс» сигналымен. Үш жолмен экспрессияланатын ақуыздарға bcl 6 (PI3K/Akt/mTOR жолы), CD25 және prdm 1 (JAK STAT жолы) және белгілі бір циклиндер (MAPK/ERK жолы) кіреді. IL 2 гендерінің экспрессиясын реттеу бірнеше деңгейде немесе әртүрлі жолдармен болуы мүмкін. Бір тексеру нүктесі (яғни IL 2 экспрессиялану алдында жасалуы тиіс нәрсе) – T-жасуша рецепторы (TCR) және HLA пептидтік кешені арқылы сигнал беру болуы керек. Осы қосылу нәтижесінде фосфолипаза C (PLC) тәуелді сигналдық жол (жасушаның ақуыз жасау механизмын IL 2 экспрессиялауға немесе «жасауға» сигналдайды) құрылады. PLC 3 негізгі транскрипция факторларын және олардың жолдарын белсендіреді: NFAT, NFkB және AP 1. Сонымен қатар CD28-ден қосымша стимуляциядан кейін IL 2 экспрессиясының және осы жолдардың оңтайлы белсендірілуі шақырылады. Демек, клетка бұл жол бойынша IL 2 жасамас бұрын екі реакция болуы керек: бір жағынан TCR + HLA және ақуыз кешені, екінші жағынан CD28 костимуляциясы. IL 2-нің рецепторына байланысуы өте төмен аффинитетті болғандықтан жолдың іске қосылуына жеткіліксіз. Сонымен қатар Oct 1 экспрессияланады, ол белсендіруге көмектеседі. Oct1 T-лимфоциттерде экспрессияланады, ал Oct2 жасушаның белсендірілуінен кейін индукцияланады. NFAT-тың көптеген отбасы мүшелері бар, олардың барлығы цитоплазмада орналасқан және сигнал беру кальциневрин арқылы жүзеге асырылады, NFAT дефосфорилирленеді және осылайша ядроға көшіріледі. AP 1 – димер және c Jun және c Fos ақуыздарынан тұрады. Ол NFkB және Oct сияқты басқа транскрипция факторларымен ынтымақтаса жұмыс істейді. NFkB CD28 арқылы костимуляциядан кейін ядроға транслокацияланады. NFkB гетеродимер болып табылады және IL 2 промоторында екі байланыс орны бар.

Функция

IL 2 иммундық жүйенің маңызды функцияларында, төзімділік және иммунитетте, негізінен Т-жасушаларға тікелей әсер ете отырып, аса маңызды рөл атқарады. Тимуста, Т-жасушалары жетілетін жерде, ол кейбір жас Т-жасушаларының реттеуші Т-жасушаларына дифференциациялануына көмектеседі, арқылы аутоиммундық аурулардың алдын алады. Бұл реттеуші Т-жасушалары денедегі қалыпты, сау жасушаларға шабуыл жасауға бейімделген басқа Т-жасушаларын басады. IL 2 белсенділікке байланысты жасуша өлімін (AICD) күшейтеді. IL 2 табиғи өлтіруші жасушалардың және цитотоксикалық Т-жасушаларының жасушаларды өлтіру қабілетін арттырады.

Эволюция

IL 2 жақ сүйекті омыртқалы жануарлардың барлық кластарында, оның ішінде акулаларда да, ұқсас геномдық орналасқан жерде табылды. Балықтарда IL 2 өзіне туыс цитокиндер IL 15 және IL 15-ге ұқсас (IL 15L) цитокинмен бір ғана рецепторлық альфа-тізбекті бөліседі. Бұл "IL 15Rα" рецепторлық тізбегі сүтқоректілердің IL 15Rα-сына ұқсас, ал төрт аяқтылар эволюциясында оның кодтаушы генінің дубликациялануы және одан әрі әртараптануы сүтқоректілердің IL 2Rα-сын құрады. Шөп карпының IL 2 тізбегі мен құрылымдық талдауы, балық IL 2-нің IL 15Rα-ға сүтқоректі IL 15-тің IL 15Rα-ға байланысқан сияқты байланысатынын көрсетеді. Балық IL 2 және IL 15 бір IL 15Rα тізбегін бөліссе де, IL 2-нің тұрақтылығы оған тәуелсіз, ал IL 15 және әсіресе IL 15L-дің тұрақтылығы мен функциясы IL 15Rα-мен байланысудан (бірге тасымалданудан) тәуелді. Осы теріс кері байланысқа қоса, сүтқоректілердің IL 2 оң кері байланыс циклына да қатысады, себебі белсенді Т-жасушалары өздерінің IL 2Rα экспрессиясын арттырады және реттеуші Т-жасушаларын белсендіруге бейім. Балық IL 2 1-ші (Th1) және 2-ші (Th2) типті иммунитет цитокиндерінің экспрессиясын тудырады. Сүтқоректілердің IL 2 зерттеулерінде анықталғандай, деректер балық IL 2-нің гомодимерлер құрай алатынын және бұл IL 2/15/15L цитокиндері отбасының ежелгі қасиеті екенін көрсетеді.

Фармацевтикалық аналогтар

Альдеслеукин – рекомбинантты интерлейкин-2-нің бір түрі. Ол рекомбинантты ДНК технологиясымен өндіріледі және ақуыздық терапия ретінде, Proleukin деген бренд атымен сатылады. Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) және бірнеше Еуропа елдері оны үлкен аралық дозаларда (қатерлі меланома, бүйрек жасушаларының қатерлі ісігі) емдеу үшін, сондай-ақ үздіксіз дозаларда кеңінен қолдануға мақұлдаған, бірақ қара қорап ескертуімен бірге. Неолеукин 2/15 – IL-2-нің компьютерлік модельдеу арқылы жасалған имитациясы, ол жиі кездесетін қосымша әсерлерден сақтану үшін жобаланған. Дегенмен, бұл препарат бойынша клиникалық сынақтар тоқтатылды.

Дозалау

IL 2-нің әртүрлі дозалары АҚШ-та және әлемнің басқа елдерінде қолданылады. Әртүрлі дозалардың тиімділігі мен қосымша әсерлері жиі дау тудырады. Жергілікті IL 2 терапиясына коммерциялық қызығушылық өте төмен. Өте төмен дозада IL 2 қолданылатындықтан, бір науқастың емделуіне патенттелген IL 2-нің шамамен 500 долларлық құны кетеді. Интратуморалдық IL 2 терапиясын тіркеу үшін қосымша клиникалық зерттеулерді жүргізуге ынталандыру үшін коммерциялық инвестицияның қайтарымы тым төмен.

Америка Құрама Штаттары

Көбінесе АҚШ-та жоғары дозалы нұсқа қолданылады, бұл қатерлі ісіктің түріне, емге жауап беруіне және пациенттің жалпы денсаулығына байланысты. Пациенттер әдетте бес күн қатарынан, күніне үш рет, он бес минуттан емделеді. Содан кейінгі шамамен 10 күн пациентке емделу арасында қалпына келуге көмектеседі. IL 2 жағымсыз әсерлерді тиісті бақылау үшін стационарлық жағдайда тамырға жіберіледі. Төмен дозалы режимде IL 2 көбінесе амбулаториялық жағдайда тері астына инъекцияланады. Сонымен қатар, ол 1-3 күнге стационарлық жағдайда, көбінесе химиялық терапиямен бірге немесе оның құрамында берілуі мүмкін.

Жергілікті қолдану

Клиникоалдын ала және клиникалық зерттеулердің бастапқы кезеңдерінде, ісікке жергілікті түрде IL-2 енгізу, жүйелік IL-2 терапиясына қарағанда, кең дозалық диапазонда қатерлі ісікке қарсы емдеуде клиникалық жағынан тиімдірек екені дәлелденді, бұл ауыр қосымша әсерлерсіз байқалады. Ісіктің қан тамырлары IL-2 әсеріне қалыпты қан тамырларынан гөрі осал. Ісік ішіне енгізілгенде, яғни жергілікті қолдануда, қан тамырларының сіңу синдромына ұқсас процесс тек ісік тінінде ғана жүреді. Ісік ішіндегі қан ағынының бұзылуы ісік тінін тиімді түрде жояды. Жергілікті қолдануда IL-2 жүйелік дозасы қосымша әсерлерге айналдырмайды, себебі жалпы доза 100-1000 есе төмен болады. Клиникалық зерттеулерде пациенттер ең маңызды қосымша әсер ретінде сәулелену орнындағы ауыруды атап көрсетті. Назофарингеальды карциноманы сәулемен емдеу кезінде жергілікті IL-2 терапиясы бес жылдық аурусыз тіршілік етуді 8%-дан 63%-ға дейін арттырды.

Уыттылық

Жүйелік IL 2-нің терапиялық терезесі тар, ал дозалау мөлшері көбінесе жанама әсерлердің ауырлығын анықтайды. Жергілікті IL 2 қолданылған кезде терапиялық терезе бірнеше есе кеңейеді. IL 2-нің қатерлі ісіктерге қарсы иммунотерапиясының басқа кемшіліктері – оның қан айналымындағы қысқа жартылай ыдырау мерзімі және жоғары дозаларда басып тұратын Т-жасушаларын кеңейтуге бейімділігі. Бұл препарат IL 2 рецепторларына байланысып, дифтерия токсинін осы рецепторларды өндіретін жасушаларға жеткізеді, осылайша жасушаларды жояды. Кейбір лейкемиялар мен лимфомаларда қатерлі жасушалар IL 2 рецепторын өндіреді, сондықтан денилеукин дифтитокс оларды өлтіре алады. 1999 жылы Ontak препараты АҚШ-тың Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) терідегі Т-жасушалы лимфоманы (CTCL) емдеу үшін бекітті.

Клиникалық зерттеулер

IL 2 химиялық терапияның классикалық доза-жауап қисығын көрсетпейді. IL 2-нің жоғары және төмен дозаларының иммунологиялық активтілігі күрт контрастқа ие. Бұл IL 2 рецепторларының (CD25, CD122, CD132) әртүрлі жасуша популяцияларында әртүрлі таралуымен байланысты болуы мүмкін, нәтижесінде жоғары және төмен дозадағы IL 2 әртүрлі жасушаларды белсендіреді. Жалпы алғанда, жоғары дозалар иммундық жүйені басады, ал төмен дозалар 1-ші типті иммунитетті күшейтеді. IL 2-нің төмен дозасы гепатит С және В инфекциясын азайтуға көмектеседі. IL 2 хроникалық вирустық инфекцияларды емдеуде және вакциналардың тиімділігін арттыру (адъювант) ретінде клиникалық сынақтарда қолданылған. 2009 жылы жарияланған екі ірі клиникалық сынақта, қатерлі ісіктерде қолданылатын сияқты, HIV терапиясында IL 2-нің жоғары дозаларын 6-8 апта сайын беру СПИД диагнозына дейін прогресті тоқтатуда тиімсіз екені анықталды. Соңғы кезде IL 2-нің төмен дозасы 1-ші типті диабет және васкулит сияқты ауруларда иммундық жүйені реттеуде алғашқы табыстар көрсетті. Сондай-ақ, IL 2-нің төмен дозасын жүректің ишемиялық ауруында қолдануға бағытталған үміттендіретін зерттеулер жүргізілуде.

IL-2/anti-IL-2 mAb иммундық кешендері (IL-2 ic)

IL 2 жоғарыда аталған маңызды кемшіліктері салдарынан перспективті иммунотерапевтикалық агент ретіндегі рөлін толыққанды атқара алмайды. IL 2 ic қолдану арқылы кейбір мәселелерді шешуге болады. Олар IL 2 және оның кейбір моноклоналды антиденелерінен (mAb) құралған және IL 2-нің in vivo биологиялық активтілігін күшейтуге мүмкіндік береді. Бұл құбылыстың негізгі механизмі цитокиннің қан айналымындағы жартылай ыдырау уақытын ұзартумен байланысты. IL 2 mAb клонына байланысты, IL 2 ic CD25high (IL 2/JES6 1 кешендері) немесе CD122high жасушаларын таңдамалы түрде стимуляциялай алады. IL 2/S4B6 иммундық кешендері NK жасушалары мен жад CD8+ T жасушаларын белсенді етуде жоғары тиімділікке ие және олар қатерлі ісіктерді иммунотерапиялауда дәстүрлі IL 2-ні алмастыра алады. Ал IL 2/JES6 1 реттеуші T жасушаларын өте таңдамалы түрде стимуляциялайды және трансплантация және аутоиммундық ауруларды емдеуде пайдалы болуы мүмкін. 1970 жылдардың ортасында Т жасушаларын таңдамалы түрде көбейтуге болатыны анықталды, ол кезде нормалды адам сүйек кемігі жасушалары фитогемагглютининмен стимуляцияланған нормалды лимфоциттерден алынған ортада өсірілді. Негізгі фактор 1979 жылы мәдениетте өсірілген егеуқұйрық жасушаларынан, ал 1980 жылы адам жасушаларынан оқшауланды. Адам IL 2 гені 1982 жылы қатаң бәсекеден кейін клондалды. 1980 және 1990 жылдары IL 2 препаратын нарыққа шығаруға қатысты коммерциялық қызмет өте қарқынды болды. 1983 жылы Cetus Corporation IL 2-нің рекомбинантты нұсқасын (Альдеслеукин, кейін Пролеукин деп аталды) жасады, онда N-терминалынан аланин алынып тасталды және 125-ші қалдық серинмен алмастырылды. Бұл сәтсіздік Cetus компаниясының құлауына әкелді, ал 1991 жылы компания Chiron Corporation-ға сатылды. Chiron IL 2-нің әзірлемесін жалғастырды, ол ақыры 1992 жылы FDA-мен метастаздық бүйрек қатерлі ісігіне арналған Пролеукин ретінде мақұлданды. 1993 жылы альдеслеукин IL 2-нің жалғыз бекітілген нұсқасы болды, бірақ Roche сонымен қатар N-терминалына метионин қосылған тецелеукин деп аталатын, патенттелген, модификацияланған рекомбинантты IL 2-ні әзірледі, ал Glaxo N-терминалына метионин қосылған және 125-ші қалдық аланинмен ауыстырылған биолеукин деп аталатын нұсқаны әзірледі. Рекомбинантты немесе тазартылған IL 2-ні жеке, басқа препараттармен бірге немесе жасушалық терапияны қолдана отырып, ондаған клиникалық сынақтар жүргізілді, онда пациенттерден алынған жасушалар IL 2-мен белсендіріліп, содан кейін қайта инфузияланды. Novartis 2006 жылы Chiron компаниясын сатып алды және 2010 жылы АҚШ-тағы альдеслеукин бизнесіне Prometheus Laboratories компаниясына лицензия берді, ал кейіннен 2018 және 2019 жылдары Clinigen компаниясы Proleukin-ге әлемдік құқықтарды сатып алды.