Kanser İmmün Terapi
Kanser immün terapi, kanser tedavisinde immün
sistemin uygun metodlarla aktive edilip kullanılmasıdır.
Amaç immün sisteme ait hücrelerin kanser hücrelerini
hedef alarak yok etmesini sağlamaktır. Bu amaç temel
olarak üç yöntemle sağlanabilir.
a) Birinci yöntem kanserde üretilen proteinler
kullanılarak hastaların aşılanmasına dayanır.
b) İkinci yöntem terapi amaçlı spesifik antikorların
hastaya verilmesi esasına dayanır.
c) Üçüncü yöntem ise hastaya sitotoksik T lenfosit
ya da dendritik hücreler gibi immün sistem
hücrelerinin transfer edilmesi ile gerçekleştirilir.
Kanser Aşıları
Birinci yöntem olan aşılama yöntemi bir çok farklı
kanser türü için denenmiştir. Özellikle kanserde üretimi
artan büyüme faktörlerini ya da reseptörleri hedef alan
peptid, protein ya da DNA aşıları farklı adjuvantlarla
beraber denenmiştir. Farklı antijen grupları üzerinde
çalışılmış olup bunlardan birisi dokulara özel farklılaşma
antijenlerini içerir. Bu grup içinde, melanoma için TRP2
adlı protein hedef alınmıştır. TRP2 melanoma tümör
hücrelerinde spesifik olarak bulunan dokuya özel bir
farklılaşma antijenidir1. Üzerinde çok çalışılan diğer bir
antijen grubu tümörde üretimi anormal seviyede artmış
ve tümor büyümesini destekleyen faktörleri
kapsamaktadır. Meme kanseri için kötü prognozla
ilişkilendirilen İnsan epidermal büyüme faktörü reseptörü
2 (HER2) bu antijenlerden biridir2. Kolon kanserini
hedef almak için benzer şekilde epidermal büyüme
faktörü reseptörüne (EGFR) odaklanan çalışmalar
yapılmaktadır3. Aşı amaçlı hedef alınan üçüncü grup
antijenler germ hücreleri ve kanser hücrelerinde üretilip
normal dokularda olmayan kanser-testis antijenlerini
kapsamaktadır. Ayrıca, çeşitli kanser türleri için NY-ESO-
1 adlı kanser-testis antijeni aşı çalışmalarında hedef
alınmıştır4. Preklinik fare modellerinde başarılı
sonuçlar elde edilmiş olan aşılama yöntemleri klinik
denemelerde test edilmektedir ama henüz klinikte
uygulanmakta olan otoimmün bir kanser aşısı
bulunmamaktadır5. Kanser aşı çalışmalarıyla elde
edilen önemli faydalardan birisi bu çalışmaların kanser
tedavisinde kullanılan monoklonal antikorlarla ilgili
çalışmaların temelini oluşturmuş olmalarıdır.
Terapi Amaçlı Hücre Transferi
Kanserli hastalara aşı etkisi oluşturmak amacıyla T
lenfosit ya da dendritik hücre aktarımı preklinik
çalışmalarda yaygın olmasına rağmen, yakın geçmişte ilk
defa klinik onay almayı başarmıştır. Klinik onay almış
yaklaşımda profesyonel antijen sunan hücreler olan
dendritik hücreler kullanılmıştır. Hastadan elde edilen
dendritik hücreler hedef alınan antijenle beraber hücre
kültür ortamında inkübe edilmektedir. Bu hücre kültür
ortamı dendritik hücrelerin aktive edilmesini, antijeni
alarak sunuma hazır hale getirmesini ve T lenfositleri
uyarmaya uygun olgunlaşmayı gerçekleştirmesini
sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Tasarlanan dendritik hücre aşısı prostat kanserlerinin %95'inde üretilen
prostatik asit fosfataz (PAP) adlı antijen kullanılarak
hazırlanmaktadır. Prostat kanserinde üretilen PAP adlı
farklılaşma antijenini hedef almaya yönelik dendritik
hücrelerin kültür ortamında uyarılarak hastaya verilmesini
içeren Sipuleucel-T adlı hücre aşısı ileri evre metastatik
prostat kanserli hastalarda hayatta kalma süresini
dramatik olmasa da anlamlı oranda artırmıştır ve bu sure
ortalama 4.1 aydır6. Tedaviye yanıt vermesi çok zor
olan ileri evre metastatik prostat kanserli hastalarda
hücre aşısı kullanılarak elde edilen sonuç bu alanda
ilerisi için umut vadetmektedir.
Monoklonal Antikorlar
Kanser immün terapi yöntemlerinden klinik
uygulamalara en fazla aktarılan ve onaylananı terapiye
yönelik monoklonal antikorlardır7. Günümüzde ilaç
olarak üretilen başlıca antikorlar Trastuzumab,
Cetuximab, Bevacizumab, Alemtuzumab, Rituximab gibi
monoklonal antikorlardır. Hedef aldıkları başlıca
kanserler meme kanseri, kolon kanseri ve çeşitli kan
kanserleridir. Bunlar vasküler endotelyal büyüme faktörü
(VEGF), EGFR, HER2 gibi kanseri destekleyen büyüme
faktörlerini veya CD52 ve CD20 gibi kanser hücrelerinde
spesifik olarak üretilen antijenleri hedef alır. Kullanımı
çok yeni olan ve cytotoxic T lymphocyte-associated
antigen 4, sitotoksik T lenfosit antijen -4 (CTLA-4) adlı
antijeni bloke ederek kanserin immün sistemi inhibe
etmesini engelleyen Ipilimumab monoklonal antikoru
kullanılarak ileri safha melanom hastalarında başarı elde
edilmiştir7-11. Klinikte kanser tedavisinde kullanılan
başlıca monoklonal antikorlar ve hedef aldıkları bazı
antijenlerle ilgili bilgiler aşağıda verilmiştir.
Cetuximab ve Panitumumab
Epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR) meme,
over, kolorektal ve baş ve boyun kanseri gibi birçok
kanser türünde overeksprese edilen bir tirozin kinaz
reseptörüdür. Kanser hücre proliferasyonu, tümör
büyümesi, anjiyojenez ve metaztazda rol alır12.
Cetuximab EGFR'yi hedef alan ve kanser immün terapi
amaçlı klinik olarak kullanıma onay almış bir monoklonal
antikordur. Cetuximab kimerik bir antikordur, yani hem
insana ait hem de fareye ait protein sekansları içerir. Bu
antikor kolorektal kanser ve skuamöz hücre kanserlerinin
tedavisinde kullanılmaktadır13.
Panitumumab EGFR'yi hedef alan tamamen insan
sekanları içeren bir monoklonal antikordur. Bu antikor
aynı zamanda metastatik kolorektal kanser tedavisinde
kullanılmaktadır14.
Trastuzumab
HER2, EGFR ile aynı aileden olan bir tirozin kinaz
reseptörü ve büyüme faktörüdür. HER-2 bir büyüme
faktörü olarak meme kanserlerinin %25-30'unda anormal
derece yüksek oranda eksprese edilmektedir. HER-2
ekspresyonu artan meme kanserinde bayanlarda
hastalık daha agresif seyretmekte ve hayatta kalma
süresinin daha kısa olduğu gözlenmektedir15-19.
Trastuzumab HER-2'ye bağlanan humanize olarak
üretilmiş (yani sekanslarının çoğu insana ait olan) IgG1 izotipinde bir monoklonal antikordur. Bu antikor HER-2'ye
bağlanarak HER-2'nin kanser hücrelerinde aktive ettiği
sinyal yolaklarını inhibe etmektedir. HER-2'ye karşı
üretilen monoklonal bir antikor olan trastumuzab'ın ek
tedavi olarak kullanıldığı meme kanseri hastalarında
hayatta kalma süresinin anlamlı ölçüde uzadığı (25.1 aya
karşılık 20.3 ay P=0.046) saptanmış ve ölüm riskinin
%20 azaldığı tespit edilmiştir20.
Rituximab ve Benzerleri
CD20 normal ve kötü huylu (malin) B hücrelerinde
bulunan fakat prekursör B hücrelerinde bulunmayan bir
farklılaşma antijenidir21. Rituximab CD20'yi hedef alan
IgG1 izotipinde kimerik bir monoklonal antikordur. Bu
antikorun B hücre non-Hodgkin lenfomaların tedavisinde
etkinliği gösterilmiş ve klinik onayı alınmıştır. 1997'de
onaylanan Rituximab kanser terapisi için klinik onay alan
ilk monoklonal antikordur22-23. Sonrasında CD20'yi
hedef alan Ibritumomab, Tositumomab, Ofatumumab gibi
başka monoklonal antikorlar da klinik onay almıştır24.
Alemtuzumab
CD52 tüm lenfositlerde bulunan bir farklılaşma
antijendir ve bazı lenfomalarla ilişkilendirilmiştir. Bu
nedenle bu antijenin hedef alınmasının belirli kanserlere
karşı etkin olduğu görülmüştür25-27. Alemtuzumab
CD52'yi hedef alan IgG1 izotipinde humanize bir
monoklonal antikordur ve bu antikor için B hücre
lösemisine yönelik kullanım için 2001'de klinik onay
alınmıştır28.
Ipilimumab
CTLA-4 (cytotoxic T lymphocyte-associated antigen
4, sitotoksik T lenfosit antijen -4) yardımcı T hücrelerinin
mebranında eksprese edilir ve T hücrelerine inhibe edici
sinyallerin gönderilmesinde rol alır29. Bu antijenin aktivitesini engellemek için Ipilimumab isimli bir
monoklonal antikor dizayn edilmiştir. Böylece kanser
tarafından immün sistemin inhibe edilmesinin ve
baskılanmasının engellenmesi planlanmıştır30. İleri
evre melanoma hastalarında ipilimumab tedavisi normal
tedaviye oranla daha iyi hayatta kalma oranları
sağlamıştır. 2011 yılında Ipilimumab'ın melanoma
tedavisinde kullanımı için klinik onay alınmıştır8.
Bevacizumab
Tümör gelişiminde en önemli aşamalardan birisi
anjiyojenez adı verilen yeni damarların oluşumudur. Yeni
damar oluşumunda en önemli faktörlerden birisi
VEGF'tir. Metastatik kanserli hastaların çoğunluğunda
serumda VEGF seviyesinin arttığı görülmüştür31.
Bevacizumab VEGF'e bağlanan IgG1 izotipinde
humanize bir monoklonal antikordur. Bu antikor VEGF'e
bağlanarak anjiyojenez'i inhibe eder32. Bevacimuzab
metastatik kolorektal kanserli hastalarda kemoterapiyle
beraber kombine edilerek uygulandığında hayatta kalma
oranını anlamlı ölçüde artırmıştır9. Bevacimuzab
metastatik kolorektal kanserde ve küçük hücreli olmayan
akciğer kanserinde kinik kullanım için onaylıdır.
Kanser tedavisinde kullanılan daha fazla sayıda
monoklonal antikorlar bulunmaktadır. Bu makalede
kullanımı yaygın olan belirli monoklonal antikorlara
değinilmiştir. Ayrıca yeni antijenleri hedef alan veya var
olan antijenleri hedef alan yeni monoklonal antikorların
denendiği çok sayıda klinik deneme devam etmektedir.
Ayrıca şu da not edilmelidir ki, monoklonal antikorlar
yorgunluk, ateş, baş ve kas ağrıları, nefes alma zorluğu
ve kanamaların artması gibi çeşitli yan etkiler
oluşturmaktadır24. Tablo 1'de kanser tedavisinde
kullanılan başlıca monoklonal antikorlar, hedef aldıkları
antijenler ve uygulandıkları kanser türleri özetlenmiştir.
Monoklonal Antikorlar ve Kansere karşı Etki
Mekanizmaları
Monoklonal antikorlar ilk olarak Köhler and Milstein
tarafından 1975 yılında antijenle immünize edilmiş
farelerin B hücreleri ve myelom kanser hücrelerinin
oluşturdukları hibridomalardan elde edilmiştir33. Bu
metodolojide aşılanan farelerden elde edilen B
hücrelerinin herbiri tek bir çeşit antikor üretmektedir.
Ancak B lenfositlerin hücre kültür ortamında yaşam
süreleri çok kısıtlı olduğundan, myelom kanser
hücreleriyle hibrid oluşturmaları sağlanır. Böylece yeni
hücreler B lenfositler gibi spesifik antikorlar üretebilmekte
ve kanser hücreleri gibi hücre kültüründe sınırsız
bölünebilme potansiyeline sahip olmaktadır. En son
aşamada tek bir klonun büyümesinden elde edilen
hibridomalardan en uygun şekilde antikor üretenleri
seçilerek monoklonal antikor üreten hibridoma klonları
elde edilmiş olur. Monoklonal antikor üretimi metodolojisi
Şekil 1'de özetlenmiştir.
Fareler tümörde spesifik olarak bulunan ve/veya
hedef alınmak istenen antijenle immunize edilir.
Serumda en iyi antikor cevabı veren fareler seçilerek,
çok sayıda B hücresi içeren dalak hücreleri alınır. Bu
hücreler ile fare myeloma hücrelerinin birleşerek
hibridoma oluşturmaları sağlanır. Elde edilen
hibridomalar çok sayıda kuyucukta besleyici hücrelerle
beraber seçici medyumda kültür edilir ve belirli süreler
içinde herbir kuyucuktaki hücre kültür medyumunda
hedef antijene bağlanan antikor üretimi ELISA (Enzyme-
Linked ImmunoSorbent Assay, Enzim - bağlantılı
Immunosorbent Assay) ile test edilir. İstenen antikoru
üreten kuyucuklardaki hibridomalar alt klonlamayla tek
klonları elde etmek için tek düşürme işlemiyle tekrar
kültür edilirler, hibridoma klonları elde edilir. Sonraki
aşamada üretilen monoklonal antikor, protein saflaştırma
teknikleriyle izole edilir. Şekil 1, 42 numaralı kaynaktan
uyarlanmıştır.
Monoklonal antikor üretim metodolojisinin dizaynı
araştırmacılara sadece 1984 yılında nobel
kazandırmakla kalmamış, aynı zamanda bu metodun
kullanılmasıyla elde edilen antikorların kliniğe uygulanması tedavide yeni bir yol açmıştır. Şu anda
klinik onkolojide Trastuzumab, Cetuximab,
Bevacizumab, Alemtuzumab, Rituximab gibi antikorlar
öncelikle monoklonal antikor üretim tekniğiyle elde
edilmiş, kanser hücrelerine karşı etkinlikleri preklinik
modellerde gösterilmiş ve sonrasında kimerize veya
humanize edilerek hastalarda kullanıma geçmişlerdir.
Monoklonal antikorlar kanser hücrelerine karşı temel
olarak üç farklı mekanizmayla etkinlik gösterirler. Kanser
hücrelerinin membran antijenlerine bağlanan antikorlar,
1- komplement aktivasyonu ile komplemente bağlı
sitotoksisiteyi (CDC) ve 2- antikora bağlı hücresel
sitotoksisiteyi (ADCC) tetiklerler. Antikora bağlı hücresel
sitotoksisitede kanser hücrelerine bağlanmış antikorların
sabit olan Fc fragmentleri başlıca naturel killer hücreler
olmak üzere, makrofaj, monosit ve denritik hücreler gibi
effektör hücreler tarafından FcGRIII ve FcGRIIa gibi
reseptörlerle tanınırlar. Bu tanınma sonrası effektör
hücreler kanser hücrelerini hedef alarak perforin ve serin
proteazlar olan granzim (granzyme)'ler ile kanser
hücrelerinin apoptoz ile ölmesine sebebiyet verirler.
Üçüncü mekanizma ise kanser hücrelerinin bölünme
ve anjiyojenezde kullandıkları sinyal yolaklarını harekete
geçiren faktörlerin ve reseptörlerin antikor bağlanmasıyla
inhibe edilmesidir. Buna örnek olarak bir çok sinyal
yolağının aktivasyonunda rol alan epidermal büyüme
faktörü reseptörünü hedef alan Cetuximab'ı ve
anjiyogenezde rol alan vasküler endotelyal büyüme
faktörünü hedef alan Bevacizumab'ı gösterebiliriz.
Cetuximab adlı monoklonal antikor EGFR'ye bağlanır ve
normalde EGFR'nin aktive ettiği MAP (Mitogen-Activated
Protein) kinaz (MAPK), PI3 (phosphatidylinositol 3') kinaz
(PI3K) ve Akt hücresel sinyal yolaklarını inhibe eder.
Böylece, kanser hücrelerinin proliferasyonunu ve
metastazını bir ölçüde engeller. Bevacimuzab ise
vasküler endotelyal büyüme faktörünü hedef alarak
tümörde yeni damar oluşumunu belirli oranda engeller34 -37. Monoklonal antikorların kanser hücrelerine karşı
etkinkik mekanizmaları Şekil 2'de özetlenmiştir.
Monoklonal antikorlar tümör hücrelerinin mebranındaki
hedef antijenlere bağlanırlar. Bu bağlanma ile çeşitli
mekanizmalarla tümör hücresinin ölümüne neden olurlar.
Birinci mekanizmada bağlanan antikorun sabit Fc
fragmenti effektör hücrelerde bulunan Fc gamma
reseptörler tarafından tanınır. Bu effektör hücreler
başlıca natürel killer hücreler ve monositlerdir. Effektör
hücreler bağlanma sonrası tümör hücrelerinde antikora
bağlı sitotoksisite (ADCC)'yi uyararak hücrede apoptozu
uyarırlar. İkinci mekanizmada monoklonal antikorun
bağlandığı membran antijeni önemli bir büyüme faktörü
reseptörü veya büyüme faktörüdür. Bağlanma sonucu
büyüme faktörü reseptörünün uyardığı tümör gelişiminde
önemli olan sinyal yolakları engellenir. Bu şekilde tümör
gelişimi inhibe edilir veya tümör hücresinde apoptoz
uyarılır.
Yukarıda bahsedilen monoklonal antikorlardan birisi
olan ve CD20 antijenini hedef alan Rituximab tedavisine
verilen cevaptaki genetik faktörler incelendiğinde, Fc
Gamma reseptörlerinde ve komplement alt ünitelerindeki
gen polimorfizmlerinin etkili olduğu görülmüştür38-39.
Fc Gamma reseptörleri antikora bağlı hücresel
sitotoksisitede görev almakta, komplement alt üniteleri
ise komplemente bağlı sitotoksisitede görev almaktadır.
Görüldüğü üzere, laboratuvarda hücre kültür deneylerine
ek olarak, yapılan genetik korelasyon çalışmaları da, Rituximab'ın terapötik etkinliğinde ADCC ile CDC
önemini desteklemektedir. Benzer şekilde EGFR'ye
bağlanan Cetuximab'ın uygulanmasına kolorektal kanser
hastalarının verdiği cevaba bakıldığında, iki farklı Fc
Gamma reseptöründe bulunan polimorfizmlerin cevabı
etkilediği görülmüştür. Cetuximab tedavisi alan
metastatik kolorektal kanserli hastalarda, Fc Gamma
Reseptör 2A ve 3A'daki polimorfizmlerle hastalık
nüksetmeden hayatta kalma sürelerinin ilişkili olduğu
bulunmuştur40. Meme kanseri tedavisinde kullanılan
Trastumuzab'ın ADCC oluşturma etkinliğiyle Fc Gamma
reseptör polimorfizmleri arasında da ilişki olduğu
gösterilmiştir41.
Sonuç olarak; Kanser oluşumu, progresyonu,
metastazı, kanserin immün sistem elemanlarını tepkisiz
hale getirme, tümör büyümesini artıracak faktörleri
salgılamasını sağlama ve kemoterapiye direnç geliştirme
mekanizmaları gibi birçok alanda preklinik araştırmalar
devam etmekte, kanserin moleküler ve hücresel biyolojisi
her geçen gün daha iyi anlaşılmaktadır. Bu araştırmalar
sonucunda tespit edilen muhtemel hedef proteinlere
yönelik üretilen monoklonal antikorlar preklinik
çalışmalarda ve klinik faz çalışmalarında denenmektedir.
Kemoterapiye destek gereken bazı durumlarda tedaviye
monoklonal antikorların eklenmesi kanser tedavisi için
umut vaat etmektedir.