II.A Interleukin-2
Interleukin-2 je z této skupiny molekul pro léčbu rakoviny nejvíce studovaný. IL-2 byl identifikován a klonován na počátku 80. let 20. století jako růstový faktor T-buněk. IL-2 je produkován aktivovanými T buňkami a podporuje další růst a diferenciaci aktivovaných T buněk. Jeho účinky zahrnují proliferaci CTL, T-helper buněk a NK buněk a zároveň zvyšuje sekreci IFN-γ a TNF-α. Receptor IL-2 má tři řetězce: α, β a γ. Na klidových T buňkách jsou exprimovány řetězce β a γ, které se vážou na IL-2 se střední afinitou. Při aktivaci T buněk je exprimován řetězec α, který spolu s řetězci β a γ tvoří receptor s vysokou afinitou. Při genetických studiích knockoutu IL-2 u myší se u zvířat vyvinula snížená reaktivita T-buněk na četné antigenní podněty a u některých se následně vyvinul syndrom podobný zánětlivému onemocnění střev.
Systémové podávání IL-2 u myších zvířecích modelů vedlo k regresi zavedených plicních a podkožních metastáz v závislosti na dávce. Intraperitoneální podávání IL-2 každých 8 h zprostředkovalo regresi zavedených plicních metastáz u syngenních sarkomů MCA-105 a MCA-106 a syngenního melanomu B16. V místech regredujících nádorů byly vizualizovány lymfocyty. Zkušenosti na zvířecích modelech nakonec vedly k vývoji vysokodávkovaných režimů IL-2 pro klinické zkoušení.
U lidí s nádorovým onemocněním byla provedena řada klinických studií s IL-2. IL-2 byl pacientům podáván různými cestami: intravenózně, subkutánně, intraperitoneálně a intratekálně. IL-2 byl podáván jako samostatná látka nebo v kombinaci s jinými cytokiny, jako je interferon. Používá se s autologními i alogenními lymfocyty v terapiích adoptivního přenosu a jako adjuvans v mnoha vakcinačních strategiích. Ačkoli byl IL-2 studován u různých typů nádorů, nejvíce se uplatnil při léčbě karcinomu ledvin a metastazujícího melanomu.
Vysokodávková bolusová léčba IL-2 (600 000-720 000 IU/kg intravenózně každých 8 hodin ve dnech 1-5 a 15-19; maximálně 28 dávek na jeden cyklus) jako samostatná látka nebo v kombinaci s lymfokinem aktivovanými zabíjejícími buňkami (LAK) vede k celkovým odpovědím 15-20 % s kompletními odpověďmi u 4-6 % pacientů s karcinomem ledvin a melanomem. Trvalá odpověď pozorovaná u karcinomu ledviny vedla v roce 1992 ke schválení bolusové vysoké dávky IL-2 PDA. Ve studii přezkoumávající léčbu 270 pacientů v osmi protokolech vysokodávkovaným IL-2 u metastazujícího melanomu byl medián trvání kompletních odpovědí (CR) delší než 40 měsíců a medián doby přežití bez progrese u odpovídajících pacientů byl delší než jeden rok. Po 30 měsících se u odpovídajících pacientů nevyskytl žádný relaps. Režimy s vysokými dávkami IL-2 přinášejí významný klinický prospěch menšině pacientů. Nicméně vzhledem k tomu, že u malé podskupiny pacientů došlo k trvalé kompletní odpovědi, byla vysoká dávka IL-2 schválena PDA i pro pacienty s metastazujícím melanomem. Závažná toxicita vyplývající z podávání vysokých dávek IL-2 omezila jeho použití na pacienty s výborným výkonnostním stavem a neporušenou funkcí koncových orgánů.
Ve studiích na zvířatech bylo zjištěno, že buňky LAK odebrané z periferní krve a následně aktivované in vitro v kombinaci s IL-2 jsou účinné při zmenšování nádorů. První studie provedené s buňkami LAK u lidí prokázaly až 35% míru odpovědi u karcinomu ledvin a 21% míru odpovědi u melanomu s dobou trvání odpovědi v rozmezí 1 až 5 let. Histologické vyšetření kožních metastáz u pacientů s melanomem s odpovědí prokázalo infiltraci lymfocytů. NK buňky vystavené vysokým dávkám IL-2 se staly převažující složkou adoptivních LAK buněk. Mechanismus pozorované protinádorové aktivity je dosud poměrně málo známý. Určitou roli mohou hrát jak T buňky, tak NK buňky. Není jasné, zda kombinace buněk LAK s vysokými dávkami IL-2 má skutečně prokazatelný přínos ve srovnání s vysokými dávkami IL-2.
Další program adoptivní imunoterapie zahrnuje lymfocyty infiltrující nádor (TIL). TIL jsou buňky, které se nacházejí v celém nádoru. TIL, které potenciálně nabízejí protinádorovou antigenní specifitu, lze snadno expandovat in vitro přidáním IL-2. TIL expandované v přítomnosti autologního nádoru a IL-2 vykazují cytolytickou aktivitu proti autologním a HLA shodným nádorům. Nejrozsáhlejší klinická studie Rosenberga a spolupracovníků léčila 86 pacientů s metastazujícím melanomem pomocí autologních TIL a vysokých dávek bolusu IL-2. Bylo hlášeno 34 % odpovědí, což se významně neliší od odpovědí pozorovaných při systémovém podávání samotného IL-2 jak u renálního karcinomu, tak u melanomu, přičemž přibližně 6 % pacientů dosáhlo kompletní odpovědi. Trvanlivost těchto odpovědí byla přibližně 6 měsíců. Lepší odpovědi byly pozorovány v případě, že TIL měly kratší dobu zdvojení, pocházely z podkožních tkání na rozdíl od lymfatických uzlin a byly kultivovány po kratší dobu. Randomizovaná studie fáze III u pacientů s metastazujícím karcinomem ledviny prokázala nedostatečnou účinnost přidání TIL k nízkým dávkám IL-2 po nefrektomii.
Toxicita vysokých dávek IL-2 může být obzvláště závažná a může zahrnovat syndrom kapilárního úniku, srdeční arytmie, plicní edém, katetrovou sepsi a hypotenzi vyžadující tlakovou podporu, což může vést ke smrti. Hlavní roli v toxicitě IL-2 hraje indukce oxidu dusnatého. Kromě toho se zdá, že k rozvoji toxických projevů IL-2 přispívají sekundární cytokiny. IL-2 je silným induktorem zánětlivých cytokinů, včetně IL-1, TNF-α a IFN-γ. Na zvířecích modelech byly zjištěny příznivé účinky přidání rozpustných inhibitorů TNF nebo IL-1, které snižují toxicitu. Tyto látky byly zkoumány u pacientů, kteří dostávali vysoké dávky IL-2. Tyto látky však neumožnily podávání vyšších dávek IL-2 ani nezpůsobily menší toxicitu při dané dávce IL-2. Použití dexametazonu při podávání vysokých dávek IL-2 vedlo k výraznému snížení hladin TNF a také k výraznému zlepšení toxicity způsobené horečkou a hypotenzí, což umožnilo téměř trojnásobné zvýšení maximální tolerované dávky. Podávání dexametosonu však může omezit protinádorovou účinnost IL-2 tím, že brání produkci sekundárních cytokinů. Identifikace chemotaktického defektu neutrofilů při podávání IL-2 zdůraznila potřebu podávání profylaktických antibiotik. Taková profylaxe pozitivně ovlivnila riziko úmrtí při podávání IL-2 v důsledku bakteriální sepse.
Pokusy snížit toxicitu IL-2 podáváním kontinuální infuzí namísto bolusové formy vedly ke snížení nežádoucích účinků. Tento způsob podávání však také vedl k nižšímu počtu odpovědí a kratšímu trvání, než jaké byly zaznamenány při bolusové léčbě vysokými dávkami. Nahrazení režimu s nízkými dávkami IL-2 režimem s vysokými dávkami obsahujícími bolusy při léčbě solidních nádorů obecně obětovalo citlivost za snížení toxicity. Režimy s nižší dávkou a nižší toxicitou IL-2 mohou být účinné u renálního karcinomu, ale podobná účinnost u melanomu nebyla pozorována. Použití nízkých dávek IL-2 má však biologický účinek ve schopnosti zvýšit počet NK buněk.
IL-2 byl použit jak ve spojení s kombinovanou chemoterapií, tak s jinými cytokiny. Nejčastěji byl IL-2 kombinován s interferony. Neexistují však přesvědčivé důkazy o synergických nebo dokonce aditivních terapeutických účincích. Pokusy přidat k cytokinovým kombinacím léčby karcinomu ledvin IL-2/interferon-α další látky, jako je 5-fluorouracil, neprokázaly zlepšení účinnosti. O něco povzbudivější jsou výsledky studií, které kombinují chemoterapeutické režimy s cisplatinou a IL-2. Zkoumají se další chemoterapie kombinované s IL-2, včetně látek, které sahají od fotemustinu po arginin butyrát.
Kombinace biochemoterapie u melanomu, obvykle chemoterapeutický režim na bázi dakarbazinu s IL-2 a INF-α, přinesly nejvyšší odpovědi, až 50-60 %, i když s významnými vedlejšími účinky. Studie zaměřené na snížení toxicity biochemoterapie prostřednictvím modifikovaného podávání v dekrescendentním dávkovacím schématu nebo ambulantních režimů s nižšími dávkami byly do jisté míry úspěšné při snižování vedlejších účinků. Doufáme, že probíhající klinické studie fáze III určí, zda existují významné rozdíly v počtu odpovědí a celkovém přežití mezi biochemoterapií a samotnou chemoterapií.
IL-2 byl také použit jako adjuvans v řadě vakcinačních strategií proti rakovině. S předpokladem pomoci při aktivaci a expanzi T buněk byl IL-2 použit ve spojení s vakcinací dendritickými buňkami a také se syntetickými peptidy představujícími známé vazebné motivy MHC. Vakcinace imunodominantním nonapeptidem gp100 vyrobeným za účelem zvýšení vazby na HLA-A2 odhalila úspěšnou imunizaci u 91 % pacientů s melanomem. Objektivní odpovědi byly zaznamenány u 13 z 31 pacientů, kteří dostávali peptid a IL-2, přičemž čtyři další pacienti hlásili smíšené odpovědi. Klinické výsledky byly lepší než u samotné vakcinace. Na základě těchto předběžných výsledků se provádějí prospektivní studie, které mají vymezit účinnost léčby peptidem plus IL-2 ve srovnání se samotným IL-2.
IL-2 se také používá jako imunomodulační látka po transplantaci kmenových buněk. U pacientů, kteří podstupují transplantaci kostní dřeně pro hematologické malignity, patří mezi klíčové faktory určující výsledek léčby znovunastolení imunitní kompetence proti infekčním agens a imunitní aktivita proti nádorovým cílům. Dlouhodobé infuze nízkých dávek IL-2 u pacientů po autologní i alogenní transplantaci kostní dřeně prokázaly, že jsou bezpečné. V tomto prostředí může IL-2 zvýšit počet a aktivitu NK buněk. Zdá se, že nízké dávky IL-2 neurychlují onemocnění štěpu proti hostiteli (GVHD). Existují určité důkazy, že tato léčba může zlepšit přežití bez onemocnění, ale to zatím nebylo potvrzeno v randomizované studii
.