Allungamento dell’Emivita delle Proteine Ricombinanti

Una proteina endogena può avere qualsiasi emivita perché viene continuamente riprodotta; usata come farmaco, un’emivita troppo breve impone un numero eccessivo di somministrazioni (sempre iniettabili, vedi Farmaci Biologici). Esempi: il GH ha emivita di ~2 ore; il fattore VIII di 10-12 ore, da cui 4-5 iniezioni endovenose a settimana. La seconda fase delle Proteine Ricombinanti è perciò la ricerca di strategie per prolungarne l’emivita.

PEGilazione

Il PEG (polietilenglicole) è un polimero inerte, di dimensioni variabili (da ~300 a ~60.000 dalton), usato anche come stabilizzante (es. nei vaccini). Coniugato in modo sito-specifico alla proteina, la scherma senza interferire con la sua attività farmacodinamica, ritardandone i meccanismi di eliminazione.

Esempio: un fattore VIII PEGilato raggiunge ~18-19 ore di emivita (da 4 a 2-3 somministrazioni settimanali). Il PEG non viene metabolizzato; è eliminato prevalentemente per via renale (si infila come un lungo spaghetto tra i podociti). Molecole di PEG molto grandi hanno dato qualche problema.

Proteina di fusione con il frammento Fc e recettore FcRn

Strategia più elegante: creare una proteina di fusione tra la proteina terapeutica e il frammento cristallizzabile (Fc) delle IgG, che conferisce alle immunoglobuline la loro lunga emivita (le IgG, anticorpi della risposta secondaria, durano ~3 settimane, come l’albumina).

Il meccanismo è il recettore neonatale per il frammento cristallizzabile (FcRn), così detto perché identificato a livello neonatale/placentare. Le cellule endoteliali endocitano in continuazione le proteine circolanti: normalmente l’endosoma si fonde col lisosoma e la proteina viene degradata. L’FcRn invece riconosce il frammento Fc e, tramite un sorting dell’endosoma, ricicla la proteina riportandola all’esterno anziché degradarla. Attaccando l’Fc a una proteina di interesse se ne allunga molto l’emivita: il fattore IX (emofilia B) raggiunge così 49-50 ore (una somministrazione a settimana o ogni 10 giorni).

Il caso del fattore VIII e l’efanesoctocog

Con il fattore VIII la fusione con l’Fc non basta (resta a ~17-19 ore) perché è il fattore di Von Willebrand (vWF) a determinarne l’emivita: il vWF da un lato protegge il fattore VIII dalla degradazione (se non legato, il fattore VIII è degradato in ~1 minuto), dall’altro ne governa la rimozione. Efanesoctocog (“EFA”) risolve il problema combinando il frammento Fc con una piccola regione del vWF che impedisce la degradazione senza dettare l’emivita: raggiunge ~44,5 ore, con un’iniezione settimanale che porta il fattore al ~40% (normalizzazione della coagulazione, non semplice supplementazione, contro il 3-5% considerato soglia minima nell’emofilia severa).

Anche il GH è stato modificato attaccando una lunga catena di amminoacidi idrofilici (simile concettualmente al PEG) che lo maschera e ne impedisce la rapida filtrazione glomerulare.

🔗 Collegamenti

• Proteine Ricombinanti — ⬆️ classe a cui si applicano queste strategie
• Anticorpi Monoclonali — 🔗 origine del frammento Fc e della lunga emivita delle IgG
• Clearance — 🔗 eliminazione renale del PEG