Name: 腫瘍微小環境PETイメージングのための合成モジュール上の 68Ga Ga-3BP-3940の自動調製 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-04-25T14:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: 学ぶ腫瘍微小環境のPETイメージングのための[68Ga]Ga-3BP-3940の自動調製法。GAIA V2合成モジュールを用いて20分でGMP準拠の放射性医薬品を製造し、品質管理テストで信頼性を確認する革新的な方法です。

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近年、腫瘍微小環境(TME)を標的とすることは、診断および治療への応用において大きな関心を集めています1。TMEには、細胞の種類、シグナル伝達分子、細胞外マトリックス(ECM)高分子が豊富に存在するため、さまざまな潜在的な分子標的がもたらされます2。常在する宿主細胞と浸潤する宿主細胞の中で、がん関連線維芽細胞(CAF)はTME内の線維芽細胞の明確なサブセットを形成し、正常な線維芽細胞とは異なる表現型です。CAFは、独自の細胞および分子特性を通じて、腫瘍の進行、転移、免疫回避、および治療抵抗性に重要な役割を果たします3。これらの間葉系細胞は、線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)の発現によって特徴付けられる活性化表現型を示します。分子的には、CAFはサイトカイン、ケモカイン、成長因子(TGF-β、IL-6、CXCL12など)、およびECMタンパク質(コラーゲン、フィブロネクチンなど)の複雑な配列を分泌し、ECMを再構築し、腫瘍形成促進環境を促進します4。
FAPは、CAF膜の細胞外表面に過剰発現し、局在する特異性の高いタンパク質として、特に核医学および放射性医薬品の用途において、信頼性の高い分子標的のすべての特性を示します5。これに関連して、DOTA基で官能化されたキノリンベースのFAPの低分子阻害剤(FAPI)が開発され、臨床使用に迅速に導入されました6,7,8。具体的には、陽電子放出断層撮影法(PET)イメージング用のガリウム-68(β+エミッター、t1/2 = 68分)で放射性標識されたFAPI-04およびFAPI-46は、線維性疾患、心臓病学、および腫瘍学8,9、特に[18F]フルオロデオキシグルコース([18F]FDG)の有用性が限られている癌に対して有意な価値を示しています10.しかし、腫瘍学および非悪性疾患のイメージングへの貢献は否定できない一方で、低分子FAPIは、特に腫瘍内滞留時間が最適ではないため、標的放射性核種療法(TRT)のアプリケーションに対して一定の制限を示し、健康な組織への意図しない照射につながる可能性があります11。この問題に対処するために、多価リガンドの設計11,12や半減期の短い治療用放射性核種の使用13,14,15など、いくつかの戦略が検討されてきた。FAPに対する親和性が高く、細胞内在化を高い割合で引き起こす新しい分子スキャフォールドも開発されています。
これらの1つは、偽ペプチド誘導体FAP-2286です。これは、1,3,5-ベンゼントリメタンチオール部分16によって環化され、DOTAキレート剤に結合された7-アミノ酸配列を含んでいます。ヒトでの最初の研究では、[68Ga]Ga-FAP-2286は[68Ga]Ga-FAPI-46と同様の生体内分布プロファイルを示し、肝臓、腎臓、および心臓での生理学的取り込みがわずかに高いことが実証されました17。この研究では、主に首、肝臓、胃、膵臓、卵巣、食道のがんを患っている64人の患者が、がんの病期分類または再発の検出のために[68Ga]Ga-FAP-2286によるPETイメージングを受けました。[68Ga]Ga-FAP-2286の取り込みは、原発腫瘍、リンパ節転移、および遠隔転移において[18F]FDGよりも著しく高く、画像のコントラストと病変の検出可能性が向上しました。[68Ga]Ga-FAP-2286 PET/CTではすべての原発腫瘍が認められたが、[18F]FDG PET/CTでは病変のほぼ20%が欠落していた。浸潤リンパ節の検出率は、[68Ga]Ga-FAP-2286、骨転移および内臓転移で高かった。さまざまながん疾患の患者21人の小規模なグループを対象とした別の研究でも、この造影剤の優れた感度が実証され、[68Ga]Ga-FAP-228618の診断効率を反映しています。より具体的な研究では、尿路上皮がんや肺がんなどの単一の種類のがんに焦点を当てており、[68Ga]Ga-FAP-2286の臨床分子イメージングにおける高い可能性が改めて強調されています4,5。治療に関しては、予備研究では、多様な進行性転移性癌の11人の患者11人を対象に、ルテチウム-177(β-エミッター、t1/2 = 6.7 d)で放射性標識されたFAP-2286の使用を調査しました19。ほとんどの患者は、8週間間隔で2つの治療サイクルを受け、サイクルあたりの平均投与量は[177Lu]Lu-FAP-2286の5.8±2.0GBqでした。この薬剤は、骨転移において約44時間の有効半減期で、腫瘍内保持が長期化することを示しました。[177Lu]Lu-FAP-2286の安全性と有効性は、現在、ノバルティス(NCT04939610)が後援する第1/2相LuMIERE臨床試験で評価されています7,8。さらに小規模な研究プロトコルが文献9,20に文書化されており、複数の症例報告が発表されています21,22,23,24,25,26、このTRTの有効性と優れた忍容性が実証されています。
FAP-2286で行われた最小限の構造変更が、最適化されたアナログ3BP-3940(図1)27につながった。このベクター分子に関する科学文献はまだ限られていますが、イメージングと治療の両方の応用について初期の研究が行われてきました。予備的な報告では、さまざまな末期転移性癌の18人の患者における[68Ga]Ga-3BP-3940の使用について説明し、この放射性医薬品は適切なPET造影剤であると結論付けており、その優れた腫瘍対バックグラウンド比と非常に低い腎臓の取り込みを強調しています28。別の研究では、肝転移を有する単一の膵臓癌患者がPETイメージングのために150MBqの[68Ga]Ga-3BP-3940を投与され、原発腫瘍および転移性病変における強い取り込みが示された29。その後、同じ患者がTRTに対して9.7GBqの[177Lu]Lu-3BP-3940を単回投与されました。治療の忍容性は良好で、バイタルサインや生物学的パラメータに大きな変化はありませんでした。別の研究では、3BP-3940を使用したセラノスティックアプローチの最初のヒト結果が示されました:患者は[68Ga]Ga-3BP-3940 PETイメージングで選択され、その後、異なる同位体(177Lu、 90Y、または 225Ac)で標識された3BP-3940を、単独またはタンデムの組み合わせ(例えば、 177Lu + 225Ac)で1〜5回の治療サイクルで投与されました30.アウトカムは、完全寛解1例、部分寛解4例、病勢安定3例、病勢進行12例であった。コホート(n = 28)の全生存期間中央値は、TRTの開始から9か月でした。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68356/68356fig01.jpg"> 
図1:[68Ga]Ga-3BP-3940の化学構造。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68356/68356fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
FAP-2286や3BP-3940などの実験用放射性医薬品の68Ga放射性標識プロセスには、通常、調製ステップを自動化するための合成モジュールが含まれます。特に、メソッドの自動化により、プロセスの堅牢性とGMPコンプライアンスが確保され、手動の調製方法と比較してオペレーターの放射線被ばくが最小限に抑えられます31,32,33。多くの場合、このようなプロトコルは、対応する実験的放射性医薬品を製造するセンターを承認する前に、治験薬ドシエ(IMPD)の一部として規制当局によって期待されている34。今日まで、抗FAP偽ペプチドの自動68Ga放射性標識に関する詳細な情報は、文献29,35,36,37,38においてほとんど入手できない。さらに、報告されるデータは、通常、特定のシンセサイザーのモデルにのみ適用されます。また、市販されているさまざまな溶液は、HCl中の68Ga3+溶出液(通常は0.1 M)の比量によって特徴付けられるため、使用される68Ga発生器のタイプは、特定の特異性をもたらす可能性があり、これは自動放射性標識条件に直接影響を与える可能性があります。
これに関連して、GAIA V2合成モジュールを使用して、偽ペプチド3BP-3940を68Gaで迅速かつ効率的に自動放射性標識するための詳細なプロトコルを紹介します。このシンセサイザーは、流体の流れを制御するために蠕動ポンプに接続された、それぞれ5つのマニホールドの3つのランプで構成されるチューブセットの使用に依存しています。また、反応媒体加熱用のバイアルオーブン、複数の放射能プローブ、システム内のこれらのパラメータを監視するための圧力センサーも備えています。他のモデルほど普及していませんが、このオートマトンは私たちのセンターで日常的に使用されており、31,39,40,41,42,43,44の施設でますます多く設置されています。この作業では、GALLIAD 68Ge/68Gaジェネレーターを68Ga溶出液の事前精製なしで使用しました。この方法は、[68Ga]Ga-3BP-3940の製造に堅牢で高速かつ便利なソリューションを提供するように設計されており、放射性標識中のオペレーターの放射線防護も最適化します。これはまた、この特定のシンセサイザーモデルで報告されるこの放射性医薬品の最初の調製プロトコルであり、これほど詳細です。

<table><tbody><tr><td>0.2 & マイクロフィルター</td><td>VWR</td><td>514-0515</td><td>緩衝液および酸化防止剤溶液および最終放射性標識製品のろ過用</td></tr><tr><td>HPLC 用アセトニトリル</td><td>シグマ アルドリッチ</td><td>34851-2.5L</td><td>放射化学純度の HPLC 制御用</td></tr><tr><td>酢酸アンモニウム</td><td>シグマ アルドリッチ</td><td>238074</td><td>TLC コントロール用移動相の 1 つを調製用</td></tr><tr><td>HPLC VWR 用 C18 カラム</td><td></td><td>EQV-3C18-1503</td><td>放射化学純度のHPLC制御用</td></tr><tr><td>校正線量校正器(CRC25)</td><td>Capintec</td><td>-</td><td>最終製品およびモジュールのさまざまな成分の放射能測定用 合成後</td></tr>ク<tr><td>エン酸緩衝液、pH 4</td><td>Thermofisher</td><td>258585000</td><td>TLCコントロール用移動相</td></tr><tr><td>Eppendorfチューブ5 mL Biopur</td><td>Sigma Aldrich</td><td>EP0030119479</td><td>緩衝液および酸化防止剤溶液の調製用</td></tr><tr><td>延長線 (30 cm)</td><td>Vygon</td><td>1159.03</td> 発<td>電機をチューブセットに接続用</td></tr><tr><td>ガリウム-68 発電機</td><td>IRE Elit</td><td>-</td>[<td>68Ga] 塩化ガリウムガン</td></tr><tr><td>マカウンター (Hidex AMG)</td> の in situ 生成用<td>Hidex</td><td>-</td><td>半減期および放射化学的純度評価用</td></tr><tr><td>HPLC ステーション</td><td>島津製作所</td><td>-</td>放射化学純度iTLC-SGプレート<td>のHPLC制御用</td></tr><tr><td></td><td>Agilent</td><td>SGI0001</td><td>放射化学純度L</td></tr><tr><td>-メチオニン</td>のTLC制御用 <td>AppliChem</td><td>A1340</td><td>酸化防止液調製用</td></tr><tr><td>オス/オスアダプター</td><td>Vygon</td><td>893.00</td> チューブ<td>セットへのジェネレーターの接続用</td></tr><tr><td>メタノール</td>シ<td>グマアルドリッチ</td><td>320390-1L</td><td>TLCコントロール用の移動相の1つの調製用</td></tr><tr><td>ニードル(21G、ステリカン)</td><td>B Braun</td><td>4657543B</td> pHペーパーVWR 85409.600<td>の放射性標識前の溶液移送用</td></tr><tr><td></td><td>放射</td><td></td><td>性標識製品</td></tr><tr><td>Pipette 1000 & microのpHを試験するため。L (ギルソン・ピペットマン)</td><td>フィッシャー・サイエンティフィック</td><td>12346132-1000</td><td>正確な液体測定と移送用</td></tr><tr><td>ピペット 200 & マイクロ;L (ギルソン・ピペットマン)</td><td>フィッシャー・サイエンティフィック</td><td>12326132-200</td><td>正確な液体測定と移送用</td></tr><tr><td>ピペットチップ、100-1000 &L</td><td>チャールズ・リバー D1000IW</td><td></td><td>正確な液体測定と移送用</td></tr><tr><td>ピペットチップ、2-200 &L</td><td>チャールズ・リバー</td><td>D200IW</td><td>精密な液体測定と移送用</td></tr><tr><td>ラジオクロマトグラフ</td><td>Elysia-Raytest</td><td>-</td><td>放射化学純度のTLC制御用</td></tr><tr><td>HPLC用ラジオセンサー</td><td>Elysia-Raytest</td><td>-</td>放射<td>化学純度のHPLC制御用</td></tr><tr><td>試薬キット</td><td>ABX</td><td>RT-101</td><td>エタノール 60%、NaCl 0.9%、WFI バッグ、C18 カートリッジ、0.2 & micro を提供します。ターミナルフィルター、エアレーションニードル、ターミナルニードル、廃バイアル</td></tr><tr><td>シールド容器</td><td>LemerPax</td><td></td><td>放射性標識製品の放射線減衰用</td></tr><tr><td>使い捨てプラスチックスパチュラ</td><td>Corning</td><td>3005</td><td>試薬の調製用</td></tr><tr><td>酢酸ナトリウム三水和物 EMPROVE</td><td>Sigma Aldrich</td><td>1.28204</td><td>反応バッファー調製用</td></tr><tr><td>滅菌密閉バイアル(ガラスタイプ)1)</td><td>キュリウム</td><td>TC-ELU-5</td><td>緩衝液、酸化防止剤、放射性標識溶液の最終コンディショニング用</td></tr> 滅<tr><td>菌チューブセット</td><td>ABX</td><td>RT-01-H</td><td>[68Ga]Ga-3BP-3940 の自動合成用</td></tr><tr>灌<td>漑用滅菌水</td><td>B Braun</td><td>0082479E</td><td>TLC 制御用移動相の 1 つを調製するため</td></tr> 合成<tr><td>モジュール (GAIA)Elysia-Raytest</td><td></td><td>-</td><td>[68Ga]Ga-3BP-3940</td></tr><tr><td>シリンジ (1 mL、低デッドボリューム)</td> <td>B Braun</td><td>9166017V</td> バッファ<td>ーコンディショニングおよびNaCl 0.9%シリンジ(10 mL)のメチオニン添加におけるペプチド用</td></tr><tr><td>ベ</td><td>クトン・ディキンソン</td><td>309649</td><td>NaCl 0.9%およびコンディショニング中のメチオニン用</td></tr>シ<tr><td>リンジ(3 mL)</td><td>ベクトン・ディキンソン</td><td>309658</td> メ<td>チオニンおよびエタノール 60% コンディショニング用</td></tr><tr><td>TLC移行タンク</td><td>フィッシャー・サイエンティフィック</td><td>50-212-281</td> 放射化学純度トリフルオロ酢酸<td>のTLC制御用</td></tr><tr><td>(HPLCに適している)</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>302031-100ML</td><td>放射化学純度のHPLC制御用</td></tr><tr><td>ガンマカウンター用</td>チューブ<td>-</td><td>-</td><td>半減期および放射化学的純度アッセイの準備用</td></tr><tr><td>超音波浴</td><td>Selecta</td><td>3000683</td><td>の超音波処理用調製された溶液</td></tr><tr><td>ベクター分子(3BP-3940)</td><td>MedChemExpress</td><td>HY-P10131&nbsp;</td><td>放射性標識されるベクター分子</td></tr><tr><td>ガラスインサート付きHPLC用バイアル</td><td>Sigma Aldrich</td><td>29385-UおよびSU860066</td><td>放射化学純度のHPLC制御用</td></tr><tr><td>ボルテックスミキサー</td><td>VWR</td><td>444-5900P</td><td>調製した溶液を撹拌するため</td></tr><tr><td>HPLC用水</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>34877-2.5L-M</td><td>放射化学純度のHPLC制御用</td></tr><tr><td>注射用水、10mLフラスコ</td><td>Aguettan</td><td>34009 370 641 0 1</td><td>溶液用準備</td></tr></tbody></table>

腫瘍微小環境petイメージングのための合成モジュール上の[68ga]ga-3bp-3940の自動調製

Automated Preparation of [68Ga]Ga-3BP-3940 on a Synthesis Module for PET Imaging of the Tumor Microenvironment

GAIAモジュールで開発された合成プロセスにより、3BP-3940の高速68Ga放射性標識を21〜22分で行うことができます。このプロトコールは、0.1 M HCl中に1.1 mLの68Ga溶出液を生成する医薬品グレードの68Ge/68GaジェネレーターGALLEIADと併用するように設計されています。反応緩衝液の容量およびモル濃度は、最適な放射性標識45に必要な3.5〜4の反応pHを得るために、この酸の量に応じて微調整された。したがって、最終モル濃度が0.1Mの酢酸ナトリウムを使用しました。メタオニン10 mg/mLを抗放射線分解剤として反応媒体に添加し、加熱ステップ中のベクター分子の分解を抑制しました。最終精製なしの予備試験では、この抗酸化剤をゲンチシン酸16 mg/mLおよびアスコルビン酸12 mg/mLと比較し、メチオニンを使用した最終RCPは、これら2つの他の化合物のいずれかよりも優れていることを示しました(図5)。
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腫瘍微小環境PETイメージングのための合成モジュール上の[68Ga]Ga-3BP-3940の自動調製

A fast, efficient method has been developed on the GAIA synthesis module for automated gallium-68 radiolabeling of 3BP-3940, a molecular imaging probe ...

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