Symphogen A/S, en pioner indenfor udviklingen af terapeutiske polyklonale antistoffer

Publiceret Oktober 2004

Terapeutisk anvendelse af antistoffer har været kendt i mere end hundrede år. Lige siden Émile Roux i 1890 behandlede difteri med anti-difteri serum har en lang række sygdomme været behandlet med specifikt serum. I dag er mange af disse sygdomme enten reduceret stærkt i antal eller også er andre behandlingsformer som f.eks. antibiotika trådt i stedet. I løbet af de sidste tyve år er den aktive komponent i serum, de såkaldte antistoffer, imidlertid trådt ind på scenen som nye lægemidler og har åbnet muligheden for at behandle en lang række indikationer på en ny måde. Man har således fundet anvendelse af monoklonale antistoffer som en række virksomheder har udviklet og fortsat udvikler til bekæmpelse af forskellige sygdomme.

Antistoffer og Symphogen i historisk perspektiv

Den danske biotek-virksomhed Symphogen har etableret sig på udviklingen af terapeutiske polyklonale antistoffer, der har en række fordele i bekæmpelsen af visse lidelser frem for de monoklonale. Forklaring følger, men først lidt om terapeutiske antistoffer generelt. Antistoffer er en vigtig del af det normale immunrespons mod f.eks. virus, bakterier eller parasitter. Antistoffer kan binde meget specifikt og med stor affinitet til f.eks. proteiner, kulhydrater eller DNA. Det er således muligt at danne antistoffer, der binder til næsten alle de targets man måtte ønske. Fordelen ved terapeutiske antistoffer er at de stort set ikke har nogen bivirkninger, forudsat at det er humane antistoffer, da de findes naturligt i kroppen i forvejen. Så kort sagt er rationalet for brugen af terapeutiske antistoffer at de er meget specifikke og uden bivirkninger.

I virkelighed starter meget af historien om Symphogen tilbage på Statens Serum Institut i 40’ernes og 50’ernes København. Seruminstituttet var på dette tidspunkt en førende kapacitet indenfor serum udviklingen og standardiseringen. Blandt de mest prominente forskere på seruminstituttet i de dage er den danske nobelpristager Niels Kaj Jerne. Han fik nobelprisen i 1984 for sit arbejde med at udvikle den naturlige selektionsteori, en teori der tilsiger at antistof repertoiret ikke formes af antigenet, som det var antaget indtil 1954, da Jerne publicerede sin teori, men snarere at udvalgte, specifikke antistof-producerende celler selekteres via antigenet. Hermed grundlagde han fundamentet for den moderne immunologi og var afgørende for udviklingen af klon princippet, der ligger som fundament for den senere udvikling af mono- og polyklonale antistoffer. Jerne fik nobelprisen sammen med de to hovedkræfter bag udviklingen af teknikken til fremstilling af monoklonale antistoffer. Så det er i naturlig geografisk forlængelse af det arbejde og de ideer, der dengang blev undfanget på Serum Instituttet, at Symphogen i dag er placeret i Danmark.

Hvorfor polyklonale antistoffer?

Tilbage i vor tids om ikke Kongens København, så Kongens Lyngby, har Symphogen sat sig for at udvikle terapeutiske rekombinante humane polyklonale antistoffer. Faktisk er man nået så vidt at det første produkt hastigt nærmer sig klinikken. Men hvorfor kan man ikke nøjes med monoklonale antistoffer, hvad skal vi med polyklonale?

For det første kan man argumentere: ”Sådan gør naturen selv”. Kroppens immunforsvar reagerer altid med at producere et diverst (dvs. sammensat og forskelligartet) repertoire af antistoffer mod det samme antigen (Figur 1). Så i virkeligheden er pattedyrenes polyklonale antistof respons netop det som evolutionen har brugt millioner af år på at udvikle.

Antigenspecfikke polyklonale antistoffer. Klik for en større gengivelse.
Figur 1: Antigenspecfikke polyklonale antistoffer udgør en væsentlig del af kroppens naturlige forsvar mod sygdomsfremkaldende mikroorganismer. Antistoffernes diversitet gør dem velegnede til forsvar mod komplekse strukturer, for eksempel muterende vira.

Eksperimentelt er der imidlertid også beviser på at polyklonale antistoffer i nogen sammenhænge er mere effektive end monoklonale. I en serie forsøg havde flere antistoffer en dramatisk bedre evne til at forhindre at mus døde af pølseforgiftning end hver af de monoklonale - der var synergistisk effekt af polyklonaliteten (1).

Ligeledes har studier med anti-Rhesus D antistof behandling vist at polyklonale antistoffer havde en bedre effekt end monoklonale (2). Anti-Rhesus D bliver givet til gravide som er Rhesus D negative og hvor fosteret er positiv for at forhindre hæmolyse i fremtidige graviditeter.

På samme måde kunne en række komplekse targets såsom cancer, allergi, slangegifte og en række andre infektionssygdomme behandles med polyklonale frem for monoklonale antistoffer, med stor fordel (3).

Nytænkning har udviklet Symphogen’s teknologi

Antistoffer er som sagt en del af et velfungerende immunforsvar, og de produceres af B-celler i kroppen. Men hvordan kan de produceres til lægemidler? I dag findes der som nævnt ovenfor lægemidler hvor den aktive komponent er antistoffer som er oprenset fra donorer, det være sig humane donorer eller f.eks. kaniner. Der ville imidlertid være en enorm fordel om disse antistoffer kunne produceres i cellekulturer og hvis de kunne være fuldt humane. Tidligere har det vist sig at antistoffer fra f.eks. mus gav anledning til anafylaktiske reaktioner i mennesker, når de blev indgivet mere end en enkelt gang. Altså er rekombinante humane antistoffer det ultimative mål (Figur 2). I dag benytter de fleste antistof firmaer sig af såkaldt fag display, hvor B-cellens to gener, der koder for henholdsvis den tunge og lette kæde og koder for antistoffets specificitet blandes tilfældigt. Sådanne store biblioteker bruges til at screene efter antistoffer med den rette kombination af tung og let kæde, som tilfældigvis koder for den ønskede specificitet.

Rekombinante polyklonale antistoffer forener det bedste af to verdener
Figur 2: Rekombinante polyklonale antistoffer forener det bedste af to verdener. De traditionelle immunoglobulins lægemidler består af antigenspecifikke polyklonale antistoffer samt en stor del irrelevant immunoglobulin, hvorfor disse præparater er lav titrede. Rekombinante antistoffer er oftest af høj affinitet og titer, men deres mono-reaktivitet betyder, at de er relativt ineffektive mod komplekse strukturer som f.eks. virus. Rekombinante polyklonale antistoffer forener de monoklonale antistoffers høje affinitet og titer med immunoglobulinernes diversitet, hvorfor de vil være
velegnede til brug i alle terapeutiske situationer.

I stedet anvender Symphogen en ny teknik, SymplexTM teknologien (Figur 3). Ved SymplexTM teknologien bibeholdes parringen mellem den tunge og den lette kæde, hvilket bevarer antistoffets naturlige specificitet og høje affinitet sådan som den findes hos donoren af startmaterialet. Derved har Symphogen en unik chance for at udvikle lægemidler baseret på antistoffer med en højere affinitet og dermed bedre effektivitet end konkurrenterne, samtidig med at man er fri for snærende patenter. I tilgift er chancen for autoreaktive antistoffer minimeret, når parringen mellem de to kæder bevares, hvilket i sjældne tilfælde kunne tænkes at give anledning til bivirkninger.

Symphogen i går, i dag og i fremtiden?

Symphogen blev startet i sommeren 2000, hvor stifterne ad kringlede omveje hørte om en metode til at fremstille polyklonale antistoffer. Rettighederne blev købt hjem fra Professor Jackie Sharon, Boston University, der havde udviklet idéen og dele af teknologien til at producere polyklonale antistoffer. Siden har forskerne i Symphogen udviklet og forfinet teknikken til hvor den er i dag.

I skrivende stund beskæftiger Symphogen omkring 40 medarbejdere og har til huse i nyindrettede laboratorier og kontorer i forskerparken på DTU i Lyngby. Gennem to succesfulde kapitalrejsninger på sammenlagt mere end 50 millioner USD har virksomheden sikret sig arbejdsro et par år ud i fremtiden. Til den tid skal firmaets første produkt være i fase 1 kliniske forsøg og andre allerede igangværende projekter godt på vej dertil. En af firmaets store udfordringer er at sikre en konsistent batch-to-batch produktion af de polyklonale antistoffer. Dette er endnu et eksempel på hvordan man må finde nye veje for at kunne opdyrke nyt land.

Symphogen regner med at påbegynde fase 1 studier i 2006 med anti-Rhesus D præparatet til forebyggelse af hæmolyse hos nyfødte. I skrivende stund er antistofferne ved at blive produceret hos Biovitrum i Stockholm. Foreløbig har præparatet vist sig mindst lige så godt som den eksisterende behandling i en række in vitro forsøg. Firmaets andet lægemiddel projekt er at udvikle et præparat mod kopper, som skal anvendes til at behandle bivirkninger fra koppevacciner. Projektet er godt undervejs i samarbejde med det engelske Health Protection Agency.

2004_4 symphogen_03bg.jpg
Figur 3. Skematisk fremstilling af SymplexTM teknologien.

Sammenfattende så står Symphogen med sin SymplexTM teknologi med de bedste muligheder for at udvikle rekombinante polyklonale humane antistoffer mod en lang række sygdomme som det ikke har været muligt at behandle før. Kunsten og udfordringen bliver at udnytte dette terapeutiske princip fuldt ud og frembringe en række lægemidler der er effektive og uden bivirkninger til gavn for både patienter og Symphogen.

Referencer

  1. Potent neutralization of botulinum neurotoxin by recombinant oligoclonal antibody. Nowakowski A, Wang C, Powers DB, Amersdorfer P, Smith TJ, Montgomery VA, Sheridan R, Blake R, Smith LA, Marks JD. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Aug 20;99(17):11346-50.
  2. In vitro functional activity of IgG1 and IgG3 polyclonal and monoclonal anti-D. Kumpel, BM. Vox Sang 1997;72:45-51
  3. Pathogen-specific recombinant human polyclonal antibodies: biodefence applications. Bregenholt, S. & Haurum, J. Expert Opin Biol Ther. 2004 Mar;4(3):387-96.