Maytansinoide ist der Name einer Gruppe vonNaturstoffen mit hoherzytotoxischer Wirkung. Die Maytansinoide wurden erstmals 1972 aus dem inÄthiopien beheimateten StrauchMaytenus serrata isoliert.
Maytansinoide sind 19-gliedrigeLactame, die eine strukturelle Ähnlichkeit mitRifamycinen,Geldanamycin undAnsatrienin (Mycotrienin) aufweisen. Da diese verwandten Verbindungen im Gegensatz zu den Maytansinoiden vonMikroorganismen gebildet werden, entstand schon früh der Verdacht, dass die Maytansinoide ebenfalls von Mikroorganismen gebildet werden. Mit dem BakteriumActinosynnema pretiosum wurde auch einOrganismus gefunden, der in der Lage ist Maytansinoide zu produzieren. In der Folge wurden verschiedene Pflanzen entdeckt, die Maytansinoide enthalten, wie beispielsweiseColubrina texensis undTrewia nudiflora (Gutelbaum). Die pflanzliche Produktion ist dabei entweder durch einenhorizontalen Gentransfer oder eine pflanzlich-mikrobielle Wechselwirkung bedingt.[1]Die Konzentration vonMaytansin in getrocknetemMaytenus serrata beträgt lediglich etwa 2×10−5 Prozent. Die Verbindung ist gegenKB-Zellen (maligne humaneEpithelzellen) hochtoxisch. Das ED50 (effektive Dosis) liegt zwischen 10−4 und 10−5 µg/ml.[2]
Es wurden im Laufe der Zeit eine Reihe von natürlichen Maytansinoid-Derivaten isoliert.[2] Sie unterscheiden sich vor allem in der Ester-Seitenkette (in der C-3-Position), in der sich unter anderemFettsäuren oder auchL-Alanin befinden können. AuchN-demethylierte, deepoxidierte und C-10-Epimere wurden isoliert und charakterisiert.[1]
Maytansin, das dieser Familie von Verbindungen den Namen gab, wurde erstmals 1972 vonS. Morris Kupchan und Kollegen desNational Cancer Institute ausMaytenus serrata isoliert[3] und kurze Zeit später die Struktur mittelsRöntgenstrukturanalyse aufgeklärt.[4]
Das starkzytotoxische biogene Maytansin scheiterte alsAntikrebsmittel inklinischen Studien aufgrund einer nicht akzeptablen systemischen Toxizität. Jedoch kann die Zytotoxizität in Verbindung mit einem Konzept der gezielten Abgabe zur selektiven Zerstörung von Krebszellen genutzt werden.[5]
Zu diesem Zweck wird die zytotoxische Struktur in Form eines halbsynthetischen Maytansinoids über einenLinker an einen Antikörper gebunden, so dass einAntikörper-Wirkstoff-Konjugat entsteht. Es wurden mehrere neue Maytansinoide, die einen Disulfid- oder Thiolsubstituenten tragen, synthetisiert.[5] Als Linker werden beispielsweiseSuccinimidyl-4-(N-maleimidomethyl)cyclohexan-1-carboxylat (SMCC) oderN-Succinimidyl-4-(2-pyridyldithio)butanoat (SPDB) eingesetzt. Ein Antikörper wird mit durchschnittlich 3 bis 4 Maytansinoidmolekülen als „Payload“ beladen.[6] Durch die Wahl des monoklonalen Antikörpers kann das Zytotoxin zielgerichtet Tumorzellen zugeführt werden, wo es an dieMikrotubuli bindet und dieApoptose auslöst. Der Organismus ist nicht so hohen Dosen an hochtoxischem freien Maytansinoid ausgesetzt, so dass systemische Nebenwirkungen reduziert werden können.
Für die therapeutische Verwendungzugelassene DM-Antikörperkonjugate sind das T-DM1 (Trastuzumab-Emtansin, USA 2013, EU 2013) zur Behandlung vonHER2/neu-positivemBrustkrebs[7] sowie das DM4-KonjugatMirvetuximab-Soravtansin (USA 2022) zur Behandlung vonFolat-Rezeptor α-positiven Tumoren.[8] Experimentelle DM-Antikörper-Konjugate in der klinischen Entwicklung sind beispielsweiseAnetumab-Ravtansin (zur Behandlung von Eierstockkrebs),Naratuximab-Emtansin (Behandlung von NHL unddiffusem großzelliges B-Zell-Lymphom, DLBCL),Coltuximab-Ravtansin (Behandlung von DLBCL),Tusamitamab-Ravtansin (Behandlung solider Tumoren, NSCLC),Lorvotuzumab-Mertansin (CD56-positive Krebsarten wie SCLC, Eierstockkrebs)[6] undPraluzatamab-Ravtansin (solide Tumoren).
Ein „miniaturisiertes“ Wirkstoffkonjugat aus DM1 mit einem Peptidanalogon desSomatostatins ist dasNendratareotid-Uzatansin. Es zielt auf denSomatostatinrezeptor 2 (SSTR2)[9] und wird zur Behandlung vonneuroendokrinen Tumoren einschließlich deskleinzelligen Lungenkarzinoms (SCLC) untersucht.[10][11]