Biologia - Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 13.
Jedną z obiecujących metod leczenia celowanego nowotworów jest stosowanie kompleksów przeciwciało – lek (ADC, ang. antibody-drug conjugate), które tworzy się przez chemiczne łączenie przeciwciał monoklonalnych z substancjami toksycznymi – lekami mającymi niszczyć komórki nowotworowe. Przeciwciała monoklonalne to przeciwciała powstające z jednego klonu limfocytów B. Takie przeciwciała mają wysoką specyficzność, tzn. mogą się łączyć tylko z jednym konkretnym fragmentem antygenu, stanowiącym receptor dla ADC.
ADC podaje się pacjentowi dożylnie. Duże znaczenie w skuteczności tej metody ma dobranie zarówno przeciwciał właściwych dla antygenu charakterystycznego dla danej komórki nowotworowej, jak i odpowiedniego łącznika chemicznego, dzięki któremu ADC nie rozpada się w krążeniu ogólnoustrojowym.
Na poniższym schemacie przedstawiono mechanizm działania ADC.
P.J. Wysocki, Mechanizmy działania przeciwciał monoklonalnych w nowotworach litych, „Onkologia w Praktyce Klinicznej” 10(4), 2014;
D. Schrama i in., Antibody Targeted Drugs as Cancer Therapeutics, „Nature Reviews Drug Discovery” 5(2), 2006.
13.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego ADC dostarcza toksyczne substancje tylko do komórek nowotworowych, z pominięciem komórek zdrowych. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania ADC.
13.2. (0–1)
Wykaż, że zachowanie stabilności łącznika w ADC podczas transportu ADC w krążeniu ogólnoustrojowym jest konieczne do prawidłowego działania leku.
13.3. (0–1)
Przedstaw rolę lizosomów obecnych w komórce nowotworowej w mechanizmie działania ADC.
Rozwiązanie
13.1. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające użycie przeciwciał (monoklonalnych)
skierowanych przeciwko antygenom swoistym dla komórek nowotworowych.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- ADC jest pobierany przez komórki nowotworowe, ponieważ mają one odpowiednie receptory rozpoznawane przez przeciwciało wchodzące w skład ADC.
- W odróżnieniu od komórek zdrowych chore komórki mają specyficzne antygeny konieczne do związania kompleksu ADC, zawierającego swoiste przeciwciała.
13.2. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne wykazanie, że łącznik w ADC musi zachować stabilność podczas
transportu, odnoszące się do skuteczniejszego transportu leku do komórek
nowotworowych LUB do ograniczenia toksyczności leku dla zdrowych komórek.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- ADC nie może zostać rozłożony przed związaniem się z odpowiednim antygenem komórki nowotworowej. Gdyby łącznik był niestabilny, ADC nie zostałby dostarczony do odpowiednich komórek.
- Przedwczesny rozpad łącznika w ADC podczas transportu w krwiobiegu spowodowałby, że substancja terapeutyczna obecna w ADC nie dotarłaby do komórek nowotworowych.
- Brak stabilności łącznika ADC podczas transportu zakłóciłby dostarczanie leku do komórki nowotworowej, gdyż lek nie byłby połączony z konkretnym przeciwciałem – koniecznym do rozpoznania komórki nowotworowej.
- Przedwczesny rozpad kompleksu ADC spowodowałby to, że stężenie leku w komórkach nowotworowych byłoby niedostateczne.
- Rozpad łącznika w ADC podczas jego transportu w płynach ogólnoustrojowych spowodowałby uwolnienie toksycznej substancji, która dotarłaby również do innych, zdrowych komórek w organizmie.
- Łącznik ADC musi zachować stabilność w czasie transportu w krążeniu ogólnoustrojowym, ponieważ – gdyby się rozpadł – toksyczne substancje mogłyby zostać rozprowadzone po całym ciele i uszkodzić zdrowe tkanki.
- Łącznik musi zachować stabilność, ponieważ w innym przypadku toksyczne substancje zostałyby uwolnione do krwiobiegu, w wyniku czego zatrułyby cały organizm.
13.3. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne przedstawienie roli lizosomów w mechanizmie działania ADC,
uwzględniające rozkład ADC (trawienie ADC) ORAZ – w konsekwencji – uwolnienie
lub aktywację leku.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- Lizosomy powodują rozkład łącznika w kompleksie ADC i uwolnienie z niego leku.
- Lizosomy są niezbędne, ponieważ przyczyniają się do rozkładu ADC w komórce nowotworowej, czyli do odłączenia leku wywołującego efekt terapeutyczny.
- Enzymy zawarte z lizosomach trawią łącznik ADC i umożliwiają uwolnienie leku w komórce nowotworowej, który może przeniknąć np. do jądra komórkowego.
- Lizosomy odłączają lek od przeciwciała, dzięki czemu lek może działać w komórce.
- W lizosomach jest niskie pH przyczyniające się do strawienia wiązania między łącznikiem a lekiem, który ulega w ten sposób aktywacji.
