Sfruttando la domanda Bioorthogonal Inverse Electron Diels-Alder cicloaddizione per Pretargeted PET Imaging

Sommario

La cicloaddizione di Diels-Alder per la domanda di elettroni inversi bioortogonali è stata sfruttata per creare una strategia di imaging PET premirata efficace e modulare per il cancro. In questo protocollo, le fasi di questa metodologia sono descritte nel contesto di un sistema modello che impiega l'anticorpo mirato al cancro del colon-retto huA33 e un radioligando marcato ^{con 64}Cu.

Abstract

Grazie alla loro squisita affinità e specificità, gli anticorpi sono diventati vettori estremamente promettenti per la somministrazione di radioisotopi alle cellule tumorali per l'imaging PET. Tuttavia, la necessità di marcare anticorpi con radionuclidi con lunghe emivite fisiche spesso si traduce in elevati tassi di dose di radiazioni di fondo ai tessuti non bersaglio. Al fine di aggirare questo problema, abbiamo impiegato una strategia di imaging PET premirata basata sulla reazione di cicloaddizione di Diels-Alder a domanda inversa di elettroni. La metodologia disaccoppia l'anticorpo dalla radioattività e quindi sfrutta le caratteristiche positive degli anticorpi, evitando al contempo i loro svantaggi farmacocinetici. Il sistema è composto da quattro fasi: (1) l'iniezione di un coniugato mAb-trans-ciclooctene (TCO); (2) un periodo di localizzazione durante il quale l'anticorpo si accumula nel tumore e si libera dal sangue; 3) l'iniezione della tetrazina radiomarcata; e (4) la click ligation in vivo dei componenti seguita dalla clearance del radioligando in eccesso. Nell'esempio presentato nel lavoro in esame, un radioligando di tetrazina marcato ^{con 64}Cu-NOTA e un anticorpo umanizzato coniugato trans-ciclooctene (huA33) sono stati utilizzati con successo per delineare i tumori del cancro del colon-retto SW1222 con un elevato contrasto tumore-fondo. Inoltre, la metodologia di pretargeting produce immagini di alta qualità a solo una frazione della dose di radiazioni al tessuto non bersaglio creata da radioimmunoconiugati marcati direttamente con ⁶⁴Cu o ⁸⁹Zr. In definitiva, la modularità di questo protocollo è uno dei suoi maggiori vantaggi, poiché la porzione trans-ciclooctene può essere aggiunta a qualsiasi anticorpo non internalizzante e la tetrazina può essere attaccata a un'ampia varietà di radioisotopi.

Introduzione

Negli ultimi trent'anni, tomografia ad emissione di positroni (PET) è diventato uno strumento indispensabile clinica nella diagnosi e gestione del cancro. Anticorpi sono stati a lungo considerati vettori promettenti per la fornitura di radioisotopi ad emissione di positroni per tumori a causa della loro affinità squisita e specificità per biomarcatori tumorali. ^1,2, tuttavia, relativamente lenti farmacocinetica in vivo di anticorpi mandati l'uso di radioisotopi con più giorni emivita fisica. Questa combinazione può produrre alte dosi di radiazioni agli organi non bersaglio di pazienti, una complicazione importante che è di particolare rile....

Protocollo

ETICA DICHIARAZIONE: Tutti gli esperimenti sugli animali in vivo descritti sono stati eseguiti secondo un protocollo approvato e alle linee guida etiche del Memorial Sloan Kettering Cancer Center Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC).

1. Sintesi di Tz-Bn-NOTA

1. In un piccolo recipiente di reazione, sciogliere 7 mg NH _2--BN NOTA (1,25 x 10 ^-2 mmoli) in 600 microlitri tampone di _NaHCO3 (0,1 M, pH 8,1). Controllare il pH della soluzione. Se necessario, regolare il pH della soluzione a 8,1 utilizzando piccole aliquote di 0,1 M Na ₂ CO _3.

Risultati

Le prime tre fasi dell'esperimento - la sintesi di Tz-Bn-NOTA, la coniugazione di TCO per huA33, e la radiomarcatura della Tz-Bn-NOTA costruiscono (figure 3 e 4) - sono altamente affidabili. Nel caso della procedura sopra, il costrutto Tz-Bn-NOTA stato sintetizzato con alta resa e purezza. L'anticorpo huA33 stato modificato con 4,2 ± 0,6 TCO / mAb e Tz-Bn-NOTA era radiomarcato con ⁶⁴ Cu a cedere il radiolegante purificato in> 99% di purezza radiochimica,> 85% di.......

Discussione

Il principale vantaggio di questa strategia PET pretargeted è che è in grado di delineare tumori con contrasto immagine target-to-background soltanto ad una frazione della dose di radiazione di fondo prodotto da anticorpi marcati direttamente. Ad esempio, nel sistema di imaging del cancro del colon-retto qui descritto, i dati provenienti da esperimenti biodistribuzione acuti sono stati impiegati per eseguire i calcoli di dosimetria per la strategia basata pretargeting-Cu ⁶⁴ con direttamente marcato ⁶⁴

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Tetrazina NHS Ester	Sigma-Aldrich 764701		Store a -80 gradi C
Trans-ciclooctene NHS Ester	Sigma-Aldrich 764523		Negozio a -80 ° C
p-NH2-Bn-NOTA	Macrociclici	B-601	Negozio a -80 ° E