생물직교 역전자 수요 Diels-Alder cycloaddition은 암에 대한 효과적이고 모듈화된 사전 표적 PET 이미징 전략을 수립하기 위해 활용되었습니다. 이 프로토콜에서 이 방법론의 단계는 대장암 표적 항체 huA33 및 64Cu 표지 방사성 리간드를 사용하는 모델 시스템의 맥락에서 설명됩니다.
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방법 논문
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생물직교 역전자 수요 Diels-Alder cycloaddition은 암에 대한 효과적이고 모듈화된 사전 표적 PET 이미징 전략을 수립하기 위해 활용되었습니다. 이 프로토콜에서 이 방법론의 단계는 대장암 표적 항체 huA33 및 64Cu 표지 방사성 리간드를 사용하는 모델 시스템의 맥락에서 설명됩니다.
항체는 뛰어난 친화력과 특이성으로 인해 PET 이미징을 위해 암세포에 방사성 동위원소를 전달하기 위한 매우 유망한 벡터가 되었습니다. 그러나 물리적 반감기가 긴 방사성 핵종으로 항체를 표지해야 하는 필요성은 종종 비표적 조직에 대한 높은 배경 방사선 선량을 초래합니다. 이 문제를 피하기 위해 우리는 역 전자 수요 Diels-Alder cycloaddition 반응을 기반으로 하는 사전 표적 PET 이미징 전략을 사용했습니다. 이 방법론은 항체와 방사능을 분리하여 항체의 긍정적인 특성을 활용하는 동시에 약동학적 단점을 피합니다. 이 시스템은 4단계로 구성됩니다: (1) mAb-trans-cyclooctene (TCO) 접합체 주입; (2) 항체가 종양에 축적되어 혈액에서 제거되는 국소화 기간; (3) 방사성 표지된 테트라진의 주입; 및 (4) 구성 요소의 생체 내 클릭 결찰 후 과도한 방사선 리간드의 제거. 당면한 작업에 제시된 예시에서, 64Cu-NOTA 표지 테트라진 방사성 리간드와 트랜스-사이클로옥텐 접합 인간화 항체(huA33)를 사용하여 종양-배경 대비가 높은 SW1222 대장암 종양을 설명했습니다. 또한, 사전 표적화 방법론은 64Cu 또는 89Zr로 직접 표지된 방사성 면역 접합체에 의해 생성된 비표적 조직에 대한 방사선량의 일부만으로 고품질 이미지를 생성합니다. 궁극적으로, 트랜스 사이클로옥텐 부분은 모든 비내재화 항체에 첨가될 수 있고 테트라진은 다양한 방사성 동위원소에 부착될 수 있기 때문에 이 프로토콜의 모듈성은 가장 큰 자산 중 하나입니다.
지난 30 년 동안, 양전자 방출 단층 촬영 (PET)는 암의 진단 및 관리에 필수적인 임상 도구가되었다. 항체는 긴 암 바이오 마커에 대한 그들의 절묘한 친화력과 특이성으로 인해 종양 양전자 방출 방사성 동위 원소의 전달을위한 유망한 벡터를 고려하고있다. 항체의 1, 2 단, 상대적으로 느린 생체 내 약물 동태는 여러 날에 방사성 동위 원소의 사용을 의무화 물리적 반감기. 부분 바디 CT 스캔 달리 - - 조합은 환자의 비 - 표적 기관, radioimmunoconjugates 정맥 따라서 주입되기 때문에 특히 임상 적 의의이다 중요한 합병증 높은 방사선 량을 수득 할 결과를 흡입 투여로 신체의 모든 부분에서, 심문 조직에 관계없이.
이 문제를 우회하기 위해 상당한 노력을 develo의 전념하고있다동시에 내재 약동학 적 한계를 둘러싸하면서함으로써 항체의 유리한 특성을 활용, 방사성 동위 원소 및 표적 부분을 분리 PET 영상 전략의 pment. 이러한 전략은 - 가장 자주 pretargeting 또는 다단계 타겟팅라고 - 전형적으로 네 단계를 채택한다 : (1) 항원 및 방사성 리간드를 모두 결합 할 수있는 항체의 투여; (2) 표적 조직 및 혈액에서 그 간극에서 항체의 축적; (3) 작은 분자 방사성 리간드의 투여; 및 (4)를 초과하는 방사성 리간드의 급속한 냄. 일부 경우에 3-8 이어 항체에 방사성 리간드의 생체 결찰은 추가적인 소거 에이전트는 항체의 배설을 촉진시키기 위해 단계 (2)와 (3) 사이에 주입된다 그 종양을 결합 아직 혈액에 남아 있습니다. (5)
대체로, TW를 말하기pretargeting 전략의 O 유형은 문학에서 가장 널리 있습니다. 모두 전임상 모델에서 성공적으로 검증되었지만, 그들은 또한 임상 적용을 방해 한 키 제한을 갖는다. 첫 번째 전략은 스트렙 타비 딘 - 복합 항체와 비오틴 - 수정 방사능 표지 사이의 높은 친화력에 의존; 그러나, 스트렙 타비 딘 - 수정 항체의 면역 원성은 번역과 관련하여 우려되는 문제로 입증되었습니다. 5,6,9,10 두 번째 전략은, 대조적으로, 암을 모두 결합하는 유전자 조작 된 특이 적 항체를 사용 후자의 경로가 확실히 창조적 인 반면 바이오 마커 항원과 작은 분자 방사성 동위 원소 표지 합텐. 3,11-14은 광범위한 적용은 시스템의 모듈 방식의 복잡성, 비용 및 부족에 의해 제한됩니다.
최근에는 개발 (역 전자 수요 딜스 - 알더 I에 기초를 pretargeted PET 이미징 방법을 게시EDDA) 트랜스 -cyclooctene (TCO) 및 테트라 (Tz 일 사이의 고리 화 반응;.에 의해 예시 그림 1) (11) 반응 자체가 수십 년 동안 알려져있다 동안은 IEDDA 화학은 클릭 화학 바이오 콘쥬 게이션 기술로 최근 몇 년 동안 르네상스를 경험하고있다 랄프 Weissleder, 조셉 폭스, 펩티드, 항체 및 나노 입자의 형광 이미지 등을 포함한 12-15 IEDDA의 고리가 설정의 넓은 범위에서 적용되었다. 다른 중에서 피터 콘티의 기의 매혹적인 작품뿐만 아니라 핵 이미징 .. 27 bioorthogonal 클릭 화학의 종류의 숫자 동안 - 비판적 - radiohalogens 및 radiometals 모두 16-26 결찰은 항복 높은 깨끗하고 빠른 (K 1> 30,000 M -1 초 -1), 선택하고, - 구리 촉매 아 지드 - 알킨 cycloadditions, 변형 승진 아 지드 - 알킨 cycloadditions, 그리고 슈타 우 딩거 LIG 손해 포함관리 포인트 -. 그것은 전체 유기체에서 응용 프로그램을 pretargeting에 매우 적합 IEDDA 화학을하게 빠른 반응 속도와 bioorthogonality의 고유 한 조합뿐만 아니라 bioorthogonal있는이 라인을 따라 28, 29, 그것의 최근 보고서 것이 중요합니다 우리의 실험실 pretargeting에 IEDDA 화학을 첫 적용되지 않았습니다. IEDDA와 pretargeted 영상의 첫 번째 보고서는 Rossin의 작업, 등에서 일어나 (111)에 표지 테트라를 사용하는 SPECT 방법론을 기능을 갖춘 30.
우리는 상술 한 바와 같이, pretargeting 방법은 네 가지 매우 간단한 단계 (그림 2). 손 프로토콜, 64 CU-NOTA 표지 된 방사성 리간드 및 테트라 huA33 항체의 TCO 변성 공액을 채용 대장 암 PET 이미징 pretargeted 전략을 설명한다. 그러나,이 방법의 궁극적 모듈화는 GR 중 하나입니다트랜스 -cyclooctene 잔기로서 eatest 자산은 비 내재화 항체에 추가 될 수 있고, 테트라 방사성 기자의 다양한 부착 될 수있다.
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윤리 선언문 : 설명 생체 내 동물 실험의 모든 승인 된 프로토콜과 기념 슬로안 케터링 암 센터의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 윤리적 지침에 따라 따라 수행 하였다.
의 Tz-BN-NOTA 1. 합성
huA33-TCO 면역 접합체 2. 준비
의 Tz-BN-NOTA 3. 64 구리의 방사선
참고 : 프로토콜의이 단계는 취급 및 방사능의 조작을 포함한다. 방사능과 다른 작업을 수행 - - 다음 단계를 수행하기 전에 연구자들은 자신의 집 기관의 방사선 안전 부서와상의해야합니다. 이온화 방사선에 대한 노출을 최소화하기 위해 가능한 모든 조치를 취합니다.
생체 Pretargeted PET 영상 4.
참고 : 프로토콜 제 3 절에서와 같이, 프로토콜의이 단계는 취급 및 방사능의 조작을 포함한다. 다음 단계를 수행하기 전에 연구자들은 자신의 집 기관의 방사선 안전 부서와상의해야합니다. 이온화 방사선에 대한 노출을 최소화하기 위해 가능한 모든 조치를 취합니다.
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실험의 처음 세 단계 -의 Tz-BN-NOTA, huA33에 TCO의 접합의 합성과의 Tz-BN-NOTA의 방사성 표지는 (도 3 및도 4) 구성 - 매우 안정적. 상기 절차의 경우의 Tz-BN-NOTA 구조체는 고 수율 및 고순도로 합성 하였다. ~ huA33 항체는 4.2 ± 0.6 TCO / 단클론 항체로 수정하고, Tz 일-BN-NOTA은> 85 % 붕괴 보정 수율, 그리고 특정 활동> 99 % 방사 화학적 순도 정제 된 방사성 리간드를 얻을 수 (64) 구리와 방사성 동위 원소 표지이었다 6.7 MBq의 / nmol의 (그림 5). huA33-TCO 접합체의 반응성 및 테트라 방사선 리간드 방사성 순간 박막 크로마토 그래피 (ITLC)를 사용하여 시험 할 수있다. huA33 - TCO의 약간의 과잉 (6.7 MBq의 / nmol의 특정 활동을 가정, 0.55 nmol의 100 μCi를)이 방사성 동위 원소 표지 된 테트라을 혼합...
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이 PET pretargeted 촬상 전략의 주요 장점은 직접 표지 된 항체에 의해 생성 된 배경 방사선 량의 단지 일부만 타겟 간 배경 화상의 콘트라스트를 종양의 윤곽을 할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 여기에 설명 된 대장 암 이미징 시스템에서, 급성 생체 분포 실험의 데이터는 표지 된 64 CU-NOTA-huA33 89 ZR-DFO-huA33 함께 64 Cu- 기 pretargeting 전략 선량 계산을 수행하는 데 사용 하였다. 임상 적으로 더 관련 ZR (89) 표지 된 항체와 비교할 때 이러한 계산 명확 특히 pretargeting 시스템의 선량 이점을 예시한다. 0.4162 mSv를 / MBq의 : 89 ZR-DFO-huA33의 30 배 이상 높은 반면 pretargeting 전략의 유효 선량은 0.0124 mSv를 / MBq의입니다. (64)에 비교할 때 pretargeting의 선량 이익을 덜...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
저자는 도움이 되는 대화를 나눠준 Ralph Weissleder 교수, Pat Zanzonico 박사, NagaVaraKishore Pillarsetty 박사에게 감사를 표하고 NIH에 자금을 지원한 것에 대해 감사를 표합니다(BMZ: 1K99CA178205-01A1).
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Tetrazine NHS Ester | Sigma-Aldrich | 764701 | 매장 -80 ° C |
| 트랜스 사이클로 옥텐 NHS 에스테르 | 시그마 - 알드리치 | 764523 | -80 °에 저장; C |
| p-NH2-Bn-NOTA | Macrocyclics | B-601 | -80 ° 씨 |
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