Estudos in vitro e in vivo de plantas

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 14146 (2023) Citar este artigo

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Os inibidores do ponto de verificação imunológico são uma classe bem conhecida de medicamentos imunoterapêuticos que têm sido utilizados para o tratamento eficaz de vários tipos de câncer. Atezolizumab (Tecentriq) foi o primeiro anticorpo a atingir o ponto de controlo imunológico PD-L1 e está agora entre as terapias anticancerígenas mais utilizadas. No entanto, este anticorpo anti-PD-L1 é produzido em células de mamíferos com elevados custos de produção, limitando o acesso dos pacientes com cancro ao tratamento com anticorpos. O sistema de expressão vegetal é outra plataforma que pode ser utilizada, pois pode sintetizar glicoproteínas complexas, é rapidamente escalonável e relativamente econômica. Aqui, o Atezolizumab foi produzido transitoriamente em Nicotiana benthamiana e demonstrou alto nível de expressão dentro de 4 a 6 dias após a infiltração. Após purificação por cromatografia de afinidade, o Atezolizumab purificado produzido em plantas foi comparado ao Tecentriq e mostrou ausência de glicosilação. Além disso, o Atezolizumab produzido em plantas poderia ligar-se ao PD-L1 com afinidade comparável ao Tecentriq no ELISA. A atividade inibitória do crescimento tumoral do Atezolizumabe produzido em plantas em camundongos também foi semelhante à do Tecentriq. Estas descobertas confirmam a capacidade da planta de servir como uma plataforma de produção eficiente de anticorpos imunoterapêuticos e sugerem que ela poderia ser usada para aliviar o custo dos produtos anticancerígenos existentes.

O câncer é uma doença que ocorre quando as células tumorais crescem descontroladamente e se espalham para outras partes do corpo. Desde então, tornou-se uma das principais causas de morte em humanos, com maior impacto nos países em desenvolvimento1,2. O câncer é tratado por meio de vários métodos, incluindo cirurgia, quimioterapia, radioterapia e imunoterapia3. Os tratamentos imunoterapêuticos auxiliam o sistema imunológico no combate ao câncer. Inibidores de checkpoint imunológico (ICIs), terapia adotiva de transferência celular e vacinas contra o câncer estão entre as principais imunoterapias utilizadas para tratar o câncer4.

ICIs são anticorpos monoclonais (mAbs) que têm como alvo e bloqueiam os pontos de controle imunológico inibitórios, tais como, mas não limitados a, PD-1, PD-L1 e CTLA-45,6,7. A ligação de PD-1 em células T e PD-L1 em ​​células cancerígenas, por exemplo, inibe a morte de células cancerígenas por células T. Quando a ligação PD-1/PD-L1 é bloqueada com um ICI, as células T podem matar as células cancerígenas, aproveitando as células imunitárias do próprio corpo para atacar as células tumorais4. Os ICIs isoladamente ou em combinação com outras opções de tratamento do câncer alcançaram um sucesso significativo como tratamento padrão em diversas indicações de câncer8,9,10,11. Até o momento, o FDA aprovou sete ICIs comerciais12. No entanto, devido ao custo crescente destes tratamentos oncológicos, os pacientes têm acesso limitado a eles13,14.

As proteínas recombinantes para uso humano são proibitivamente caras devido ao alto custo de fabricação. Quando comparada com outras plataformas de produção, a plataforma vegetal tem muitas vantagens, incluindo produção mais rápida no caso de expressão transitória15, escalabilidade16, custos de produção a montante mais baixos do que células de mamíferos17,18 e menor risco de contaminação por patógenos humanos19. As plantas também são capazes de modificações pós-traducionais, que são necessárias para proteínas complexas como mAbs20. Pesquisas anteriores demonstraram as capacidades da plataforma vegetal na produção de mAbs recombinantes contra Ebola21, raiva22 e aplicações oncológicas23,24,25.

Neste estudo, a plataforma vegetal foi utilizada para produzir mAb anti-PD-L1 e determinar sua atividade. O Atezolizumab purificado produzido em plantas foi caracterizado usando SDS-PAGE e western blot e sua atividade foi comparada com o mAb anti-PD-L1 comercial (Tecentriq). Os resultados mostraram que o Atezolizumab produzido em plantas era ligeiramente maior em tamanho do que o Tecentriq. Em termos de análise funcional, o Atezolizumab produzido em plantas demonstrou resultados semelhantes na ligação ao huPD-L1 in vitro e na redução do peso e volume do tumor em ratos in vivo. Nossos dados confirmam que o sistema vegetal pode produzir proteínas biologicamente ativas com funções semelhantes às de outras plataformas bem estabelecidas. Mais importante ainda, esta plataforma tem o potencial de reduzir os custos associados ao processo a montante da produção de medicamentos, aumentando assim o acesso dos pacientes aos tratamentos biológicos.