Связывание с микротрубочками и тубулином и регуляция динамики микротрубочек лекарственной нагрузкой конъюгата антитело — лекарственное средство (ADC) монометилауристатином E (MMAE): механистические аспекты периферической нейропатии, вызванной конъюгатами с MMAE

Монометилауристатин E (MMAE) — мощный противоопухолевый препарат, воздействующий на микротрубочки, который используется в качестве лекарственной нагрузки в трёх одобренных конъюгатах антитело — лекарственное средство (ADC), содержащих MMAE, а также в нескольких ADC, находящихся на этапе клинической разработки для лечения различных видов рака. К сожалению, ADC с MMAE могут вызывать периферическую нейропатию — частое нежелательное явление, приводящее к снижению дозы или отмене лечения и последующему прекращению клинической разработки многих ADC с MMAE. Считается, что периферическая нейропатия, вызванная ADC с MMAE, обусловлена неспецифическим захватом ADC периферическими нервами и высвобождением MMAE, который нарушает структуру микротрубочек и вызывает нейродегенерацию. Однако молекулярные механизмы воздействия MMAE и ADC с MMAE на микротрубочки остаются неясными. В настоящей работе охарактеризовано взаимодействие MMAE с тубулином и микротрубочками в реконструированных системах с растворимым тубулином или микротрубочками in vitro, а также изучено действие MMAE и ADC с vcMMAE на культивируемые клетки человека MCF7. MMAE связывался с растворимыми гетеродимерами тубулина с максимальной стехиометрией около 1:1, в значительном количестве связывался по всей длине предварительно собранных микротрубочек и с высокой аффинностью — на их концах, вызывал структурные дефекты, подавлял динамику микротрубочек, снижал скорость и степень их сборки и способствовал образованию тубулиновых колец. В клетках MMAE и ADC с MMAE, захватывавшиеся неспецифическим путём, подавляли пролиферацию, митоз и динамику микротрубочек, а также нарушали микротрубочковую сеть. Сопоставление действия MMAE с действием других препаратов, воздействующих на микротрубочки, подтверждает гипотезу о том, что тяжесть периферической нейропатии определяется точным механизмом взаимодействия каждого конкретного препарата с микротрубочками, включая локализацию связывания, аффинность и влияние на морфологию и динамику микротрубочек. Полученные данные показывают, что MMAE интенсивно связывается с тубулином и микротрубочками и вызывает выраженное нарушение их регуляции, предоставляя убедительные доказательства того, что опосредованное MMAE подавление микротрубочкозависимого аксонального транспорта приводит к тяжёлой периферической нейропатии.