ADC 절단 가능 링커: 분류 및 작용 메커니즘

Nov 29, 2023

ADC는 링커를 통해 세포독성 화학물질(페이로드)과 공유결합된 단일클론 항체입니다. ADC 링커는 ADC의 치료 효과에 핵심적인 역할을 하며, 그 특성은 ADC의 치료 지수, 약력학 및 약동학에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 링커-mAb 간의 연결은 ADC의 균질성과 안정성을 결정하는 약물-항체 비율(DAR)을 결정합니다. ADC의 선택성과 효율성을 보장하기 위해 링커는 세 가지 주요 기능을 달성하기 위해 노력해야 합니다.

(1) 높은 사이클 안정성: 페이로드가 목표에 도달하기 전에 방출되지 않으므로 목표를 벗어난 효과가 최소화됩니다.

(2) 높은 수용성: 결합에 도움이 되며 비활성 ADC 집합체의 형성을 방지합니다.

(3) 효율적인 방출: 세포독성이 높은 링커-페이로드 대사산물의 효율적인 방출을 가능하게 합니다.

절단 가능 및 절단 불가능 링커

ADC 링커는 절단 가능한 링커와 절단 불가능한 링커로 나눌 수 있습니다. 기계적으로, 절단 불가능한 링커가 리소좀에 도달하면 mAb는 단백질 분해 메커니즘을 통해 대사되고 페이로드, 링커 및 아미노산 부속물이 방출됩니다. 페이로드의 주요 약리단이 영향을 받지 않는 경우 페이로드를 실질적으로 수정하면 Kadcyla®와 같은 강력한 ADC가 생성될 수도 있습니다. 그러나 절단 불가능한 링커는 하전된 아미노산 부속물의 세포 투과성 부족으로 인해 방관자 효과를 발휘할 수 없는 경우가 많습니다. 따라서 절단 불가능한 링커를 포함하는 ADC의 적용 범위는 제한적이며 주로 혈액암이나 항원 발현이 높은 종양의 치료에 사용됩니다.

절단 불가능한 링커와 비교하여 절단 가능한 링커는 특정 조건을 사용하여 표적 세포에서 약물을 방출합니다. 절단 가능한 링커는 화학적으로 절단 가능한 링커 또는 효소적으로 절단 가능한 링커로 더 세분될 수 있습니다. 비절단성 링커에 비해 적용 범위가 넓지만, 절단성 링커는 혈액 순환에서 더 불안정합니다. 따라서 절단 가능한 링커의 성능은 표적 세포 상황과 혈액 순환 조건을 효과적으로 구별하는 능력에 달려 있습니다.

화학적으로 절단 가능한 링커

화학적으로 유도된 절단 가능한 링커에는 산 절단 가능한 링커, 환원 조건(이황화물 등) 하에서 절단 가능한 링커, 외인성 자극에 의해 절단될 수 있는 링커의 세 가지 주요 유형이 있습니다.

산분해성 링커는 엔도솜(pH 5.5~6.2)과 리소좀(pH 4.5~5.0)의 산성도를 활용하는 동시에 pH 7.4의 생리적 조건에서 순환 안정성을 유지하도록 설계되었습니다. 이 전략은 Pfizer의 Mylotarg®(AcBut Linker)를 통해 초기 임상 성공을 달성했습니다. 환원성 이황화물도 사용되지만 링커에는 산에 민감한 N-아실히드라존 결합이 포함되어 있습니다. 따라서 산 촉매 작용 하에서 Mylotarg®는 케톤과 히드라지드 페이로드로 가수분해됩니다. 또한, Mylotarg®를 개발하는 동안 연구원들은 pH 4.5 및 pH 7.4에서 일련의 히드라존 함유 링커의 안정성과 ADC의 일부로 생쥐의 시험관 내 및 생체 내 안정성도 테스트했습니다. 연구에 따르면 pH 7.4에서는 안정적이고 pH 4.5에서는 불안정한 링커가 가장 효과적인 ADC를 제공하는 것으로 나타났습니다. 이러한 링커-페이로드는 Besponsa®에도 적용됩니다.

위에서 언급한 히드라존 결합 외에도 Trodelvy®에서 사용하는 탄산염 링커도 일종의 산 분해 링커입니다. 에스테르 결합은 이론적으로 혈액 순환에서 탄산염보다 더 안정적이지만 실험 결과에 따르면 전자로 구성된 ADC는 인간 혈청에서 덜 안정적입니다. ADC의 혈청 안정성은 p-아미노벤질(PABC) 스페이서를 도입함으로써 상당히 개선되었으며(t1/2=36시간), 이는 산성 리소좀 구획에 대해 일부 선택성을 나타냈으며, t1/2는 pH 5 2에서 10시간 동안이었습니다.

Mylotarg®, Besponsa® 및 Trodelvy®의 임상적 성공에도 불구하고 산 분해 가능 링커는 더 이상 대부분의 ADC 결찰 기술에 대한 옵션이 아닙니다. pH 5와 pH 7.4 환경을 엄격하게 구분해야 하는 링커의 요구 사항은 매우 어렵습니다. 어떤 경우에는 페이로드의 느린 방출이 유익한 결과를 가져올 수 있지만, 이 방법은 일반적으로 중간 정도의 세포 독성의 페이로드만 채택할 수 있으며 ADC가 선호하는 독성이 높은 페이로드에는 이제 보다 안정적인 링커가 필요합니다.