論文No3077
Novel mechanisms of action contributing to benralizumab's potent anti-eosinophilic activity
Rania Dagher, Varsha Kumar, Alan M. Copenhaver, Sandra Gallagher, Mahboobe Ghaedi, Jonathan Boyd, Paul Newbold, Alison A. Humbles, Roland Kolbeck
European Respiratory Journal 59 (3) 2004306; DOI: 10.1183/13993003.04306-2020 Published 3 March 2022
＜背景＞
ベンラリズマブはヒト化抗IL-5受容体αモノクローナル抗体で抗好酸球活性をもつ。
フコースの欠乏はCD16aへの親和性を増し、ナチュラルキラー(NK)の細胞抗体依存性細胞
媒介性細胞障害を有意に促進する。
ベンラリズマブは重症喘息、高好酸球症候群において臨床的有効性を証明したが、
その抗好酸球メカニズムの詳細な特徴は不明である。
＜方法＞
ここに我々はベンラリズマブの抗好酸球性活性のメカニズムを、
関連するヒト自家細胞共培養とリアルタイム画像とフローサイトメトリーを組み合わせて検討した。
＜結果＞
NK細胞存在下では、ベンラリズマブは好酸球のアポトーシスをキャスパーゼ3/7の上流の誘導とチトクロームCの増加で示した。
さらにベンラリズマブがマクロファージによる好酸球ファゴサイトーシス／エフェロサイトーシスを誘導する、
今まで未認識のメカニズムを発見した。
生細胞イメージングで、好酸球アポトーシスと活性化マクロファージに摂取される段階的なプロセスを明らかにした。
細胞共培養の注意深い観察を通して、我々はマクロファージ由来の腫瘍壊死因子(TNF)が
ベンラリズマブ媒介の好酸球アポトーシスを好酸球上のTNF受容体1の活性化を通して促進する新しい役割を同定した。
TNF誘導性好酸球アポトーシスはチトクロームCの増加、ミトコンドリア膜脱分極、キャスパーゼ-3/7活性の増加と関連していた。
さらに活性化NK細胞はインターフェロン-γの分泌、マクロファージによるTNF発現を通して
この経路を増幅していることも示された。
＜感想＞
ベンラリズマブはNK細胞を介した好酸球のアポトーシスを起こすことが知られています。
この研究ではマクロファージの活性化によって好酸球ファゴサイトーシス／エフェロサイトーシスを誘導することが示されました。
ベンラリズマブによるフコース欠乏がそのメカニズムに関与しているようです。
Background Benralizumab is a humanised, anti-interleukin-5 receptor α monoclonal antibody with anti-eosinophilic activity. Lack of fucose (afucosylation) increases its affinity to CD16a and significantly enhances antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity by natural killer (NK) cells. Although benralizumab proved clinically efficacious in clinical trials for patients with severe asthma and hypereosinophilic syndrome, in-depth characterisation of its anti-eosinophilic mechanisms of action remains elusive.
Methods Here, we further investigated the mechanisms involved in benralizumab's anti-eosinophilic activities by employing relevant primary human autologous cell co-cultures and real-time-lapse imaging combined with flow cytometry.
Results In the presence of NK cells, benralizumab induced potent eosinophil apoptosis as demonstrated by the upstream induction of Caspase-3/7 and upregulation of cytochrome c. In addition, we uncovered a previously unrecognised mechanism whereby benralizumab can induce eosinophil phagocytosis/efferocytosis by macrophages, a process called antibody-dependent cellular phagocytosis. Using live cell imaging, we unravelled the stepwise processes leading to eosinophil apoptosis and uptake by activated macrophages. Through careful observations of cellular co-culture assays, we identified a novel role for macrophage-derived tumour necrosis factor (TNF) to further enhance benralizumab-mediated eosinophil apoptosis through activation of TNF receptor 1 on eosinophils. TNF-induced eosinophil apoptosis was associated with cytochrome c upregulation, mitochondrial membrane depolarisation and increased Caspase-3/7 activity. Moreover, activated NK cells were found to amplify this axis through the secretion of interferon-γ, subsequently driving TNF expression by macrophages.
Conclusions Our data provide deeper insights into the timely appearance of events leading to benralizumab-induced eosinophil apoptosis and suggest that additional mechanisms may contribute to the potent anti-eosinophilic activity of benralizumab in vivo. Importantly, afucosylation of benralizumab strongly enhanced its potency for all mechanisms investigated.