Figura 1:Le analisi di ultracentrifugazione analitica rilevata in fluorescenza hanno rivelato che gli antagonisti del TNF formavano diversi complessi con il TNF nel siero umano. Credito:Università di Osaka
I ricercatori guidati dall'Università di Osaka hanno identificato differenze nel modo in cui tre farmaci si legano al fattore di necrosi tumorale, un mediatore chiave della malattia infiammatoria. Il team ha utilizzato l'ultracentrifugazione analitica della velocità di sedimentazione per studiare il legame farmaco-bersaglio in un ambiente fisiologico ea concentrazioni clinicamente rilevanti. Hanno rivelato differenze tra i tre farmaci nelle dimensioni e nella struttura dei complessi formati, che possono spiegare le differenze nell'efficacia clinica dei farmaci. Questa tecnica potrebbe aiutare a ottimizzare la futura progettazione di farmaci.
Il fattore di necrosi tumorale (TNF) è coinvolto in una serie di malattie infiammatorie tra cui l'artrite reumatoide e psoriasica, spondilite anchilosante, e psoriasi. Sono disponibili diversi farmaci che prendono di mira il TNF per trattare queste condizioni; però, pur agendo sullo stesso obiettivo, la loro efficacia clinica e gli effetti collaterali differiscono.
Ora, un team guidato da ricercatori dell'Università di Osaka ha rivelato differenze nelle dimensioni dei complessi farmaco-TNF formati da tre farmaci anti-TNF, e il rapporto tra le molecole del farmaco e le molecole di TNF in questi complessi. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata ultracentrifugazione analitica della velocità di sedimentazione (SV AUC), che comporta la rotazione di una soluzione a velocità molto elevate e l'analisi della velocità con cui la forza centrifuga fa muovere le molecole attraverso la soluzione. Da queste informazioni, il team ha potuto calcolare le dimensioni e la forma dei complessi farmaco-TNF. Lo studio è stato pubblicato su mAbs.
"Studi precedenti hanno studiato il legame del TNF con molecole di farmaci, " afferma l'autrice principale Elena Krayukhina. "Tuttavia, i limiti delle tecniche utilizzate hanno limitato i ricercatori a esaminare queste interazioni in soluzioni molto semplici, o con le molecole a concentrazioni relativamente elevate. Utilizzando SV AUC e rilevamento della fluorescenza, siamo stati in grado per la prima volta di considerare la formazione del complesso farmaco-TNF nell'ambiente complesso del plasma umano, e a concentrazioni che riflettono le condizioni cliniche reali".
Figura 2:Dati rappresentativi dell'ultracentrifugazione analitica rilevata con fluorescenza grezza acquisiti nel siero umano (A) e la rispettiva distribuzione del coefficiente di sedimentazione derivata dall'analisi dei dati (B). Credito:Università di Osaka
La dimensione dei complessi che i farmaci formano con i loro bersagli è importante perché influenza il modo in cui il corpo risponde al farmaco. La ricerca suggerisce che i complessi più grandi vengono rimossi dal corpo più rapidamente di quelli più piccoli. I complessi più grandi hanno anche maggiori probabilità di indurre il corpo a lanciare una risposta immunitaria contro il farmaco, identificandolo e quindi attaccandolo come una minaccia esterna. Ciò può ridurre l'efficacia clinica del farmaco. I ricercatori hanno scoperto che uno dei tre farmaci testati, etanercept, ha formato i più piccoli complessi con il TNF e non ha attivato una via di segnalazione coinvolta nella risposta immunitaria, a differenza degli altri due farmaci.
"Questi risultati forniscono informazioni sui possibili meccanismi alla base delle differenze osservate nell'efficacia clinica e nella sicurezza di questi tre farmaci anti-TNF, ", afferma l'autore corrispondente Susumu Uchiyama. "I nostri risultati indicano anche che SV AUC è uno strumento prezioso per indagare su come i farmaci si legano ai loro bersagli, che aiuterà a prevedere l'azione terapeutica e ad ottimizzare il design farmaceutico in futuro".
