Los conjugados anticuerpo-fármaco (ADC, por sus siglas en inglés) han transformado la oncología al permitir la entrega selectiva de agentes citotóxicos directamente a las células tumorales. Sin embargo, su eficacia se ve limitada por su dependencia de un único antígeno diana, lo que restringe el alcance tumoral y promueve resistencia en tumores heterogéneos con expresión variable o baja de antígenos, según la investigación publicada en Nature.

Para superar estas limitaciones, científicos han desarrollado una estrategia innovadora que genera complejos anticuerpo-ADC funcionales mediante una reacción química denominada "click" después de la administración sistémica. Esta plataforma modular permite la ligadura in vivo de anticuerpos con ADC mediante la conjugación de moléculas complementarias: trans-cicloocteno (TCO) en los anticuerpos y tetrazina en los ADC, que reaccionan selectivamente en el organismo.

El enfoque fue validado utilizando receptores HER2 (receptor del factor de crecimiento epidérmico humano 2) y EGFR (receptor del factor de crecimiento epidérmico 1) como dianas. Estos receptores son objetivos clínicamente validados expresados en múltiples tipos de cáncer y frecuentemente co-expresados. El EGFR es un impulsor clave de la resistencia tumoral primaria o adquirida y se asocia con mal pronóstico. Además, el EGFR puede desviar HER2 hacia heterodímeros EGFR-HER2 en lugar de homodímeros HER2, reduciendo la internalización y eficacia de los ADC dirigidos a HER2.

En estudios de laboratorio, los investigadores conjugaron anticuerpos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) con grupos TCO o tetrazina mediante reacciones de éster N-hidroxisuccinimidilo, resultando en conjugados con 3 a 12 grupos de click por anticuerpo. La reacción entre panitumumab-TCO y trastuzumab-tetrazina formó especies de mayor masa molecular dentro de 30 minutos, con formación dependiente de la proporción molar de anticuerpos modificados. La reacción de click se bloqueó en presencia de exceso de TCO o tetrazina no conjugados, confirmando la especificidad de la reacción.

Los estudios de microscopía electrónica de transmisión confirmaron la formación de cúmulos de anticuerpos después de la reacción de click. Crucialmente, la conjugación de TCO o tetrazina no afectó la capacidad de los anticuerpos para unirse a sus receptores objetivo en las células.

En modelos celulares, el enfoque de antibody-ADC click mejoró significativamente la internalización de anticuerpos. En células NCIN87 (HER2 positivas, EGFR bajas), la fluorescencia fue 1.5 veces mayor con click que sin click (P = 0.01032). En células MIAPaCa-2 (HER2 negativas, EGFR altas), la mejora fue aún más pronunciada (P = 0.00216). Utilizando un marcador fluorescente sensible al pH (pHrodo) que solo fluoresce en lisosomas ácidos, los investigadores demostraron que panitumumab-trastuzumab click resultó en internalización significativamente mayor de trastuzumab en células MIAPaCa-2 y MDA-MB-231 (P < 1 × 10⁻⁶). El análisis de inmunofluorescencia confirmó la colocalización de los anticuerpos click con LAMP1, un marcador de lisosomas y endosomas tardíos.

En estudios de imagen con tomografía por emisión de positrones (PET), los anticuerpos fueron marcados radiactivamente con zirconio-89 o cobre-64 para visualizar su distribución. En tumores NCIN87, la estrategia de click demostró una captación tumoral de 22.4 ± 6.4 porcentaje de dosis inyectada por gramo (%ID g⁻¹) con aclaramiento hepático de 8.4 ± 0.69 %ID g⁻¹, consistente con patrones de distribución de trastuzumab convencional.

En un modelo bilateral de tumores que expresaban diferentes niveles de HER2 y EGFR, el enfoque de click aumentó significativamente la captación tumoral en tumores con expresión ultrabajaHER2 (P < 0.05). Los tumores A431 (HER2 ultrabajos, EGFR altos) mostraron mejora particular con la estrategia de click.

En estudios de eficacia terapéutica, el conjugado T-DXd (trastuzumab deruxtecan) administrado con panitumumab-TCO mediante la estrategia de click mostró actividad antitumoral mejorada en comparación con T-DXd solo o combinaciones de anticuerpo más ADC sin click. El efecto fue estadísticamente significativo en el modelo bilateral (P = 0.0138 para tumores A431 y P = 0.00976 para tumores NCIN87).

La plataforma también fue evaluada con T-DM1 (trastuzumab emtansina), otro ADC dirigido a HER2 aprobado clínicamente, demostrando la versatilidad del enfoque. El método funcionó en tumores con expresión baja, ultrabajaHER2, negativa o heterogénea, así como en tumores resistentes o inelegibles para ADC convencionales dirigidos a HER2.

La estrategia de antibody-ADC click no requiere reingeniería extensiva de anticuerpos, lo que facilita su traducción clínica. Puede extenderse a otros pares de receptores, proporcionando una plataforma modular flexible para abordar la heterogeneidad y la resistencia a terapias dirigidas en diferentes tipos de tumores.

Los investigadores señalan que la heterogeneidad tumoral, la señalización compensatoria y la pérdida de antígenos contribuyen a la resistencia a los ADC convencionales, dejando a muchos pacientes inelegibles o refractarios a estas terapias. Aproximadamente una docena de ADC aprobados por la FDA han mostrado éxito clínico, pero su dependencia de expresión antigénica alta y uniforme en la superficie celular, así como la internalización efectiva, limita su eficacia.

Este enfoque modular aprovecha la biología de receptores y la química bioortogonal para optimizar la eficacia terapéutica. La capacidad de dirigirse a múltiples receptores co-expresados o a diferentes dominios del mismo receptor mediante una reacción química selectiva in vivo representa un avance significativo en la superación de la resistencia tumoral y la expansión del acceso a terapias dirigidas para pacientes con cánceres heterogéneos.