APG350 induziert überlegene Clusterbildung von TRAIL-Rezeptoren und zeigt therapeutische antitumorale Wirksamkeit unabhängig von Cross-Linking über Fcγ-Rezeptoren

Krebszellen können spezifisch in die Apoptose getrieben werden, indem der Toderezeptor-4 (DR4; TRAIL-R1) und/oder der Toderezeptor-5 (DR5; TRAIL-R2) aktiviert wird. Obwohl vielversprechende präklinische Wirksamkeit gezeigt wurde, waren die ersten Generationen der Proteintherapeutika, die diesen Weg ansprechen, insbesondere agonistische anti-DR4/DR5-monoklonale Antikörper, bisher klinisch nicht erfolgreich. Aufgrund ihres bivalenten Bindungsmodus wird eine effektive Induktion der Apoptose durch agonistische TRAIL-R-Antikörper nur durch zusätzliche Ereignisse erreicht, die zur Bildung von Antikörper-Multimern führen. Die Bindung dieser Multimere an ihr Ziel führt anschließend zu einer effektiven Rezeptor-Clustering auf Krebszellen. Die hier präsentierten Forschungsergebnisse berichten über eine neue Klasse von TRAIL-Rezeptor-Agonisten, die diese intrinsische Einschränkung, die allgemein bei Antikörpern beobachtet wird, überwinden. Das Hauptmerkmal dieser Agonisten ist ein TRAIL-Mimik, das aus drei TRAIL-Protomer-Teilsequenzen besteht, die in einer Polypeptidkette kombiniert sind, bezeichnet als die Einzelfaden-TRAIL-Rezeptor-bindende Domäne (scTRAIL-RBD). In den aktiven Verbindungen werden zwei scTRAIL-RBDs mit jeweils drei Rezeptorbindungsstellen molekular eng beieinander gebracht, was zu einem Fusionsprotein mit einem hexavalenten Bindungsmodus führt. Im Fall von APG350—dem Prototyp dieses Engineering-Konzepts—wird dies erreicht, indem der Fc-Teil eines menschlichen Immunoglobulin G1 (IgG1)-Muteins C-terminal an das scTRAIL-RBD-Polypeptid fusioniert wird, wodurch sechs Rezeptorbindungsstellen pro Arzneimolekül geschaffen werden. In vitro ist APG350 ein potenter Induktor der Apoptose bei menschlichen Tumorzelllinien und primären Tumorzellen. In vivo zeigte die Behandlung von Mäusen mit Colo205-Xenograft-Tumoren mit APG350 eine dosisabhängige antitumorale Wirksamkeit. Durch gezielte Muteine bestätigten wir, dass die beobachtete in vivo Wirksamkeit der hexavalenten scTRAIL-RBD-Fusionsproteine—im Gegensatz zu agonistischen Antikörpern—unabhängig von FcγR-basierten Cross-Linking-Ereignissen ist.