Positronen-Emissions-Tomographie-Bildgebung des Zelltransports: Eine Methode der radioaktiven Markierung von Zellen

Zusammenfassung

Hier wird ein Protokoll zur radioaktiven Markierung von Zellen mit einem Positronen-Emissions-Tomographie (PET)-Radioisotop, 89 Zr (t_1/2 78,4 h), unter Verwendung eines gebrauchsfertigen radioaktiv markierenden Synthons, [89 Zr]Zr-p-isothiocyanatobenzyl-desferrioxamin ([⁸⁹Zr]Zr-DBN), vorgestellt. Die radioaktive Markierung von Zellen mit [⁸⁹Zr]Zr-DBN ermöglicht die nicht-invasive Verfolgung und Bildgebung von radioaktiv markierten Zellen im Körper mit PET für bis zu 7 Tage nach der Verabreichung.

Zusammenfassung

Stammzell- und chimäre Antigenrezeptor (CAR)-T-Zell-Therapien entwickeln sich zu vielversprechenden Therapeutika für die Organregeneration und als Immuntherapie für verschiedene Krebsarten. Trotz erheblicher Fortschritte in diesen Bereichen gibt es noch mehr zu lernen, um die Pharmakokinetik und Pharmakodynamik der verabreichten therapeutischen Zellen im lebenden System besser zu verstehen. Für die nicht-invasive, in vivo Verfolgung von Zellen mit Positronen-Emissions-Tomographie (PET) wurde eine neuartige [89 Zr]Zr-p-isothiocyanatobenzyl-desferrioxamin ([89 Zr]Zr-DBN)-vermittelte Zellradiomarkierungsmethode unter Verwendung von ⁸⁹Zr (t_1/2 78,4 h) entwickelt. Das vorliegende Protokoll beschreibt ein [⁸⁹Zr]Zr-DBN-vermitteltes, gebrauchsfertiges, radioaktiv markierendes Synthon für die direkte radioaktive Markierung einer Vielzahl von Zellen, einschließlich mesenchymaler Stammzellen, liniengesteuerter kardiopoetischer Stammzellen, leberregenerierender Hepatozyten, weißer Blutkörperchen, Melanomzellen und dendritischen Zellen. Die entwickelte Methodik ermöglicht eine nicht-invasive PET-Bildgebung des Zelltransports für bis zu 7 Tage nach der Verabreichung, ohne die Beschaffenheit oder Funktion der radioaktiv markierten Zellen zu beeinträchtigen. Darüber hinaus beschreibt dieses Protokoll eine schrittweise Methode für die Radiosynthese von [89 Zr]Zr-DBN, die biokompatible Formulierung von [89 Zr]Zr-DBN, die Vorbereitung von Zellen für die radioaktive Markierung und schließlich die radioaktive Markierung von Zellen mit [⁸⁹Zr]Zr-DBN, einschließlich aller komplizierten Details, die für die erfolgreiche radioaktive Markierung von Zellen erforderlich sind.

Einleitung

Stammzell- und chimäre Antigenrezeptor (CAR)-T-Zell-Therapien gewinnen an Popularität und werden aktiv für die Behandlung verschiedener Krankheiten wie Myokardversagen^1,2, Netzhautdegeneration 2, Makuladegeneration 2, Diabetes ², Myokardinfarkt 3,4,5 und Krebs 6,7,8,9 untersucht^.10. ....

Protokoll

Dendritische Zellen und Melanomzellen wurden kommerziell gewonnen¹⁸. Hepatozyten wurden nach laparoskopischer partieller Hepatektomie aus der Leber von Schweinen isoliert^22,24. Die Stammzellen wurden aus Knochenmarkaspiraten isoliert^18,19,26. Die aus dem Fettgewebe gewonnenen Stammzellen wurden aus dem Human Cellular Therapy Laboratory, Mayo Clinic Rochester²³, gewonnen. Menschliche weiße Blutkörperchen wurden aus dem entnommenen Blut isoliert, das von der Abteilung für ....

Ergebnisse

Die repräsentativen Ergebnisse, die in diesem Manuskript vorgestellt werden, wurden aus den vorangegangenen [⁸⁹Zr]Zr-DBN-Synthese- und Zellradiomarkierungsstudien^{zusammengestellt 18,19,22,23,24,25}. Kurz gesagt, ⁸⁹Zr können erfolgreich mit DFO-Bn-NCS in ~30-60 min bei 25-37 °C unter Verwendung von 7,5-15 .......

Diskussion

Im Folgenden sind wichtige Schritte im Protokoll aufgeführt, die für eine effektive Radiomarkierung von Zellen optimiert werden müssen. In den Protokollschritten 1.2 und 1.3 muss je nach verwendetem Volumen von [89 Zr]Zr(HPO4)₂ oder [⁸⁹Zr]ZrCl4 ein geeignetes Volumen (Mikroliter) Base verwendet werden; 1,0 M_{K2CO3-Lösung} muss für die Neutralisation von [89 Zr]Zr(HPO4)₂ und 1,0 M Na2CO3-Lösung für die Neutralisation von [

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Acetonitril	Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA	A996-4
Alpha Minimum Essential	Medium Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA	12571063
Anionenaustauschersäule	Macherey-Nagel, Inc., Dü ren, Deutschland	731876	Chromafix 30-PS-HCO3  SPE 45 mg Kartusche
Konische Zentrifugenröhrchen (15 mL)	Corning Inc., Glendale, AZ, USA	352096	Falcon 15 mL Konische Zentrifugenröhrchen aus Polypropylen (PP) mit hoher Klarheit
Dendritische Zellen	The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA	CRL-11904
DFO-Bn-NCS	Macrocyclics, Inc., Plano, TX, USA	B-705	p-SCN-Bn-Deferoxamin
DMSO	Sigma-Aldrich, Inc., St. Louis, MO	276855
Dosiskalibrator	Mirion Technologies (Capintec), Inc., Florham Park, NJ, USA	5130-3234	CRC -55tR Dosiskalibrator
Dulbecco' s modifizierter Eagle" s Medium	The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA	30-2002
Fötales Rinderserum (FBS)	The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA	30-2020
Hanks Balanced Salt Solution (HBSS)	Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA	14025092	Zur Herstellung von H-HBSS-Salzsäure
(Spurenmetallbasis)	Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA	A508P212
Melanomzellen	The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA	CRL-6475
Methanol	Sigma-Aldrich, Inc., St. Louis, MO	34860
Mikrozentrifugenröhrchen	Eppendorf, Hamburg, Deutschland	30108442	Protein LoBind Mikrozentrifugenröhrchen
Murine GM-CSF	R& D Systems, Inc., Minneapolis, MN USA	415-ML-010
Penicillin/Streptomycin	Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA	15140-122
Phosphatgepufferte Kochsalzlösung ohne Ca2+ und Mg2+	Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA	10010023	Zum Waschen von Zellen
Saline	Covidien LLC, Mansfield, MA, USA	1020	0,9 % steriler
Kochsalzlösungsschüttler	Eppendorf, Hamburg, Deutschland	T1317	Thermomixer
Silica gel-rad-TLC Papierbogen	Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, USA	SGI0001	iTLC-SG