$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Odkrycie białek immunologicznych punktów kontrolnych było przełomem w terapii nowotworów i doprowadziło do znacznych postępów w rozwoju terapii blokady immunologicznego punktu kontrolnego1. Białko programowanej śmierci komórki 1 (PD-1) i ligand programowanej śmierci 1 (PD-L1) są potencjalnymi celami leków z kilkoma przeciwciałami zatwierdzonymi przez Agencję ds. Żywności i Leków (FDA). PD-1 ulega ekspresji przez komórki odpornościowe naciekające nowotwór, takie jak limfocyty T CD4 +, CD8 + i limfocyty T regulatorowe. PD-L1 jest jednym z ligandów PD-1, który ulega nadekspresji w różnych komórkach nowotworowych2,3. Interakcja między PD-1 i PD-L1 inaktywuje PD-1, hamując w ten sposób przeciwnowotworową odpowiedź immunologiczną4. Odkrycia te sugerują, że hamowanie PD-L1 może poprawić efekt zabijania komórek odpornościowych i wyeliminować komórki nowotworowe5. Obecnie immunohistochemia chromogenna (IHC) jest najczęściej stosowanym podejściem do identyfikacji pacjentów, którzy najprawdopodobniej zareagują na terapię immunologicznych punktów kontrolnych6,7. Jednak ze względu na niejednorodną ekspresję PD-L1 w komórkach nowotworowych, wyniki IHC z biopsji nie mogą dostarczyć dokładnych informacji na temat ekspresji PD-L1 u pacjentów8. Poprzednie badania wykazały, że tylko 20%-40% pacjentów uzyskuje długoterminowe korzyści z terapii blokadą immunologicznego punktu kontrolnego1,9,10. W związku z tym istnieje pilna potrzeba opracowania nowej metody w celu obejścia wyników fałszywie ujemnych spowodowanych niejednorodną ekspresją tych białek immunologicznych punktów kontrolnych.
Technologia obrazowania molekularnego, taka jak pozytonowa tomografia emisyjna (PET), umożliwia wizualizację całego ciała w czasie rzeczywistym w nieinwazyjny sposób, a tym samym może przewyższyć konwencjonalną metodę IHC11,12,13. Znakowane radioizotopowo przeciwciała, peptydy i małe cząsteczki są obiecującymi znacznikami do monitorowania ekspresji PD-L1 u pacjentów z rakiem14,15,16,17,18,19,20,21,22, 23,24,25. FDA zatwierdziła trzy terapeutyczne przeciwciała monoklonalne PD-L1: awelumab, atezolizumab i durwalumab26. Znaczniki immuno-PET oparte na tych przeciwciałach zostały dobrze udokumentowane27,28,29,30,31,32. Badania kliniczne we wczesnej fazie wykazały ograniczoną wartość dla zastosowań klinicznych ze względu na niekorzystną farmakokinetykę30. W porównaniu z przeciwciałami, peptydy wykazują szybszy klirens krwi i narządów ze zdrowych narządów i mogą być łatwo modyfikowane chemicznie33. Odnotowano wiele peptydów o wysokim powinowactwie do PD-1/PD-L12; WL12 jest zgłoszonym peptydem, który wykazuje specyficzne wiązanie z PD-L134. Doniesiono, że znakowane radioizotopem, [64Cu]WL12, [68Ga]WL12 i [18F]FPyWL12, wykazują wysoką zdolność do celowania w nowotwór specyficzny in vivo, co pozwala na zbieranie wysokiej jakości obrazów ekspresji PD-L1 w nowotworach26,35,36,37. Co więcej, pierwsza ocena znakowanego radioaktywnie WL12 na ludziach wykazała, że [68Ga]WL12 (schelatowany przez NOTA) ma bezpieczny i skuteczny potencjał do klinicznego obrazowania nowotworów38. Ze względu na wysoką hydrofobowość i wysoki wychwyt w zdrowej wątrobie, WL12 ma ograniczone zastosowanie kliniczne. Inne peptydy znakowane radioizotopem, takie jak TPP1 i SETSKSF, które specyficznie wiążą się z PD-L1, również wykazały potencjalną stabilność i swoistość w wizualizacji ekspresji PD-L1 w całym ciele39,40. Jednak niezmodyfikowane peptydy są łatwo degradowane przez proteazy i są szybko metabolizowane przez nerki. Peptydy prawoskrętne(D)-są szeroko stosowane jako skuteczne mediatory, ze względu na słabą stabilność lewoskrętnych (L)-peptydów41,42,43. Peptydy D są hiperodporne na degradację proteolityczną i znacznie wydłużają okres półtrwania metabolizmu. W porównaniu ze swoimi L-odpowiednikami, peptydy D w większości wykazują specyficzne zdolności wiązania44,45,46.
To badanie zaprojektowało nową metodę wykrywania ekspresji PD-L1, opartą na obrazowaniu PET znakowanego 68Ga PD-L1 D-peptydu, antagonisty D-dodekapeptydu (DPA), w modelu myszy z nowotworem47. Stabilność [68Ga]DPA po raz pierwszy badano w soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS) i surowicy myszy, po czym zbadano powinowactwo wiązania [68Ga]DPA w guzach z nadekspresją PD-L1. Następnie przeprowadzono obrazowanie PET w modelach ksenoprzeszczepów glejaka, aby potwierdzić, czy [68Ga]DPA jest idealnym znacznikiem PET do monitorowania ekspresji PD-L1 w nowotworach. Połączenie obrazowania PET i DPA nie tylko zapewnia nowe podejście do przezwyciężania wyzwań związanych z niejednorodną ekspresją PD-L1, ale także stanowi podstawę do opracowania radioznaczników na bazie peptydu D.