$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
לנוגדנים בעלי תווית רדיו (rAb) יש מגוון שימושים ברפואה. בעוד שרובם משמשים באונקולוגיה כחומרי הדמיה וטיפול, ישנם יישומי הדמיה לדלקת הקשורה לראומטולוגיה, קרדיולוגיה ונוירולוגיה1. הדמיה rAbs יש רגישות גבוהה לאיתור נגעים ויש לו פוטנציאל לסייע בבחירת המטופלים לטיפול 2,3,4,5. הם משמשים גם לטיפול בגלל הספציפיות שלהם עבור האנטיגנים שלהם בהתאמה. באסטרטגיה המכונה תרנוסטיקה, אותו rAb משמש הן להדמיה והן לטיפול6.
באופן אידיאלי, הנוגדן שנבחר לתיוג רדיו הוא כזה שכבר הוכח כבעל זיקה וספציפיות מחייבת גבוהה בשיטות שאינן מתויגות. ניתן להשיג סימון רדיו של נוגדנים באמצעות שינוי כימי ישיר של נוגדנים עם רדיונוקליד היוצר קשרים קוולנטיים יציבים (למשל רדיו-יוד), או בעקיפין באמצעות הצמדה עם כלאטורים שמתואמים לאחר מכן לרדיומטלים 7,8. תיוג רדיו ישיר כגון עם רדיויוד משנה באופן ספציפי את שאריות הטירוזין וההיסטידין על הנוגדן. אם שאריות אלה חשובות לקשירת אנטיגן, אזי זיקת רדיו זו תשנה את זיקת הכריכה. לעומת זאת, ישנם פרוטוקולים מבוססים מרובים להצמדה ותווי רדיו-תיוג עקיף של נוגדנים. לדוגמה, כלטור נפוץ המשמש לקשירת זירקוניום-89 (89Zr) להדמיית PET של נוגדנים הוא p-isothiocyanatobenzyl-desferrioxamine (DFO), אשר מצומד באופן אקראי לשאריות ליזין של הנוגדן 9,10. אם יש שאריות ליזין באזור קשירת האנטיגן, הצמדה באתרים אלה עלולה לעכב באופן סטריקי את קשירת האנטיגן ובכך לפגוע בקשירת הנוגדן-אנטיגן. לפיכך, שיטות הרדיו-קונז'וגציה השונות המשמשות לתיוג רדיו-תיוג עקיף או ישיר של נוגדנים עלולות להשפיע על פעילות חיסונית, המוגדרת כיכולתו של הנוגדן רדיו-קונג'וגאט להיקשר לאנטיגן 7,11 שלו. שיטות הצמדה ספציפיות לאתר יכולות לעקוף מגבלה זו, אך טכניקות אלה דורשות הנדסת נוגדנים כדי לשלב שאריות ציסטאין נוספות או מומחיות בתגובות אנזימטיות על שאריות פחמימות 12,13,14,15,16. ברגע שנוגדן מתויג, חשוב לבדוק אם פעילות חיסונית נשמרת כחלק מהאפיון של ה-rAb. אחת הדרכים למדוד את האימונו-פעילות החיסונית היא לקבוע את הזיקה המחייבת של rAb.
מטרת פרוטוקול זה היא לתאר תהליך לקביעת זיקת האיגוד עבור rAbs באמצעות מבחן רוויה רדיוליגנד מבוסס כדי לכמת את קשירת rAb-antigen. מגמת הכריכה מתוארת באיור 1. כמות האנטיגן הקשורה תגדל ככל שיתווסף יותר rAb לכמות קבועה של אנטיגן משותק. ברגע שכל האתרים הקושרים אנטיגן יהיו רוויים, תגיע מישור, והוספת rAbs נוספים לא תשפיע על כמות האנטיגן הכבול. במודל זה, קבוע הדיסוציאציה של שיווי המשקל (KD) הוא ריכוז הנוגדן התופס מחצית מקולטני האנטיגן17. ה-KD מייצג עד כמה נוגדן נקשר למטרה שלו עם KD נמוך יותר המתאים לזיקה מחייבת גבוהה יותר. בעבר דווח כי rAb אידיאלי צריך להיות KD של 1 ננומולאר או פחות18. עם זאת, rAbs עדכניים יותר פותחו עם KD בתחום הננומולרי הנמוך, ונחשבים מתאימים ליישומי הדמיה לא פולשניים 19,20,21,22. פרמטר נוסף שניתן לקבוע בבדיקת הרוויה הרדיוליגנדית של rAbs הוא Bmax, אשר מתאים לכמות המרבית של קשירת אנטיגן. ניתן להשתמש ב-Bmax כדי לחשב את מספר מולקולות האנטיגן במידת הצורך.

איור 1: עקומת קשירה מייצגת של רוויה. אחוז האנטיגן הקשור מתווה כנגד ריכוזים הולכים וגדלים של נוגדנים שנוספו לכמות קבועה של אנטיגן. חלונות קופצים מדגימים קשירה בנקודות שונות. הריכוז והקשירה המתאימים ל- KD ו- Bmax, בהתאמה, מוצגים. דמות זו נוצרה עם BioRender.com. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
בדיקה זו חשובה במיוחד עבור מבני נוגדנים דו-ספציפיים בעלי תווית רדיו כדי לקבוע את ה-KD עבור כל אזור קושר אנטיגן מקטעי (Fab) של זרוע הנוגדן הדו-ספציפי בעל התוויות הרדיו-תוויות עם האנטיגנים המתאימים שלהם. פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לקבוע את KD של כל זרוע Fab בנפרד על אנטיגנים משותקים כדי לאפיין באופן עצמאי אם הזיקה המחייבת של כל זרוע Fab עבור האנטיגן המתאים שלה הושפעה לאחר רדיו-קונסיגנציה. פרוטוקול זה מודגם על ידי שימוש ב- amivantamab עם תווית רדיו- radiolabeled, נוגדן דו-ספציפי לקולטן גורם גדילה אפידרמלי (EGFR) וחלבוני מעבר מזנכימלי-אפיתל ציטופלסמי (cMET)19. נוגדנים חד-זרועיים בעלי תווית רדיו, כאשר זרוע Fab אחת נקשרת ל-EGFR (α-EGFR) או ל-cMET (α-cMET) וזרוע ה-Fab השנייה היא בקרת איזוטיפ, שימשו גם הם כדוגמאות19. פרוטוקול זה מתאים גם לכל נוגדן עם תווית רדיו עם אנטיגן ידוע שיכול להיות משותק. בפרוטוקול זה, סדרת דילול של ה-rAb מתווספת לכמות קבועה של אנטיגן משותק בבארות ייעודיות ספציפיות לכל זרוע Fab של ה-rAb. ה-rAb מתווסף גם לבארות שנחסמו רק עם אלבומין בסרום בקר (BSA), ללא אנטיגן, כדי לקבוע קשירה לא ספציפית. כדי לקבוע קשירה ספציפית, קשירה לא ספציפית לאנטיגן משותק מופחתת מהכריכה הכוללת של rAb. עקומת קשירת הרוויה המתקבלת משמשת לאחר מכן לקביעת KD, כמתואר לעיל.
אחד היתרונות של שיטה זו הוא יכולת שכפול גבוהה יותר בעת שימוש באנטיגנים מטוהרים בהשוואה לשימוש בקווי תאים כמקור לאנטיגנים, בהתחשב בכך שרמות ביטוי אנטיגן עלולות להיות מושפעות במהלך תרבית תאים וכי לקווי תאים שונים יש רמות משתנות של ביטוי אנטיגן. במקרה של נוגדנים דו-ספציפיים בעלי תווית רדיולית, קווי תאים המבטאים רק אחד מהאנטיגנים ללא השני עשויים שלא להיות זמינים, מה שיהפוך את אפיון הזיקה המחייבת של זרועות ה-Fab הבודדות למאתגר מאוד. יש לציין כי היתרון העיקרי של שיטת בדיקת הרדיוליגנד והרוויה על פני שיטות שאינן מתויגות ברדיו הוא האפיון הספציפי של הזיקה המחייבת של ה-rAb ללא התרומה של השבר הלא-מתויג של ה-rAb. למיטב ידיעתם של המחברים, אין כיום טכניקות טיהור להפרדת ה-rAb מהנוגדן הלא-משועבד שלו. בהתחשב בגודל הקטן יחסית של הצ'לטור והרדיונוקליד, תרומתם למשקל המולקולרי הכולל של ה-rAb אינה משמעותית בכרומטוגרפיה של הרחקת גודל. לפיכך, המוצר שנוצר מכל טכניקת radiolabeling הוא כמעט תמיד תערובת של rAb ואת ההורה שלה נוגדן unjujugated. אפיון זיקה מחייבת באמצעות בדיקת הרוויה עם תווית הרדיו מבטיח שהמוצר הנבדק הוא אך ורק rAb.