इस प्रोटोकॉल का वर्णन करता है संश्लेषण और एक ट्रांस-cyclooctene (TCO)-संशोधित एंटीबॉडी और एक १७७Lu-लेबल tetrazine (Tz) radioligand के लिए लक्षित radioimmunotherapy (PRIT) की विशेषता । इसके अलावा, यह इन दोनों के लिए निर्माण के उपयोग का ब्यौरा vivo में एक murine मॉडल में और अनुदैर्ध्य चिकित्सा अध्ययन में एक कोलोरेक्टल कैंसर ।
जबकि radioimmunotherapy (RIT) कैंसर के उपचार के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण है, radiolabeled एंटीबॉडी के लंबे pharmacokinetic आधा जीवन स्वस्थ ऊतकों को उच्च विकिरण खुराक में परिणाम कर सकते हैं । शायद आश्चर्य नहीं, कई अलग रणनीतियों के लिए इस परेशान सीमा दरकिनार विकसित किया गया है । इन दृष्टिकोणों का सबसे होनहार में से एक है radioimmunotherapy (PRIT) । PRIT immunoglobulin से रेडियोन्यूक्लाइड युग्मन पर predicated है, उन्हें अलग से इंजेक्शन, और फिर उन्हें लक्ष्य ऊतक पर vivo में गठबंधन करने के लिए अनुमति देता है. यह दृष्टिकोण एंटीबॉडी के असाधारण ट्यूमर लक्ष्यीकरण गुणों का दोहन करते हुए उनके pharmacokinetic कमियां स्कर्ट, जिससे गैर-लक्षित ऊतकों को विकिरण खुराक कम करने और आधे जीवन के साथ radionuclides के उपयोग की सुविधा पारंपरिक radioimmunoconjugates में उपयोग के लिए बहुत कम माना जाता है । पिछले पांच वर्षों में, हमारी प्रयोगशाला और अंय लोगों ने ट्रांस-cyclooctene (TCO) और tetrazine (Tz) के बीच व्युत्क्रम इलेक्ट्रॉन-डिमांड Diels-Alder (IEDDA) प्रतिक्रिया के आधार पर vivo को टार्गेट करने के लिए एक दृष्टिकोण विकसित किया है । इस रणनीति को सफलतापूर्वक लागू किया गया है पूर्व निर्धारित पोजीट्रान उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी) और एकल फोटॉन उत्सर्जन गणना टोमोग्राफी (SPECT) इमेजिंग एंटीबॉडी-प्रतिजन प्रणालियों की एक किस्म के साथ । हाल के प्रकाशनों की एक जोड़ी में, हम अग्नाशय वाहिनीीय ग्रंथिकर्कटता और कोलोरेक्टल कार्सिनोमा के murine मॉडल में IEDDA आधारित PRIT की प्रभावकारिता का प्रदर्शन किया है । इस प्रोटोकॉल में, हम एक १७७lu-DOTA-लेबल tetrazine radioligand ([१७७lu] lu-DOTA-खूंटी7-Tz) और कोलोरेक्टल कैंसर लक्ष्यीकरण TCO huA33 (एंटीबॉडी-huA33) का एक TCO-संशोधित संस्करण का उपयोग कर PRIT के लिए प्रोटोकॉल का वर्णन । अधिक विशेष रूप से, हम huA33 के निर्माण का वर्णन करेंगे-TCO, संश्लेषण और radiolabeling के [१७७lu] Lu-DOTA-खूंटी7-Tz, और vivo में के प्रदर्शन के अनुदैर्ध्य के मॉडल में पुनर्वितरण और murine थेरेपी अध्ययन कोलोरेक्टल कार्सिनोमा.
Radioimmunotherapy (RIT)-ट्यूमर के लिए चिकित्सीय radionuclides के वितरण के लिए एंटीबॉडी का उपयोग-लंबे समय1,2कैंसर के उपचार के लिए एक मोहक दृष्टिकोण किया गया है । दरअसल, इस वादे को गैर-Hodgkin का लिंफोमा: ९०Y-ibritumomab tiuxetan और १३१I-tositumomab3 के उपचार के लिए दो radioimmunoconjugates के संयुक्त राज्य अमेरिका खाद्य और औषधि प्रशासन की मंजूरी से रेखांकित किया गया है , 4. अभी तक अपनी प्रारंभिक दिनों से भी, RIT के नैदानिक संभावनाओं को एक महत्वपूर्ण जटिलता से प्रभावित किया गया है: स्वस्थ ऊतकों को उच्च विकिरण खुराक दर5,6. आम तौर पर बोल रहा हूं, RIT के लिए radioimmunoconjugates लंबे रहते radionuclides के साथ लेबल (जैसे, १३१मैं [टी½ = ८.० दिन] और ९०Y [t½ = २.७ दिन]) शारीरिक आधा जीवन के साथ कि सामंजस्य स्थापित के साथ अच्छी तरह से लंबी pharmacokinetic आधी इम्युनोग्लोबुलिन की जान. यह आवश्यक है, के रूप में यह सुनिश्चित करता है कि पर्याप्त रेडियोधर्मिता एक बार एंटीबॉडी संचलन के कई दिनों के बाद अपने इष्टतम वितरण तक पहुंच गया है रहता है । हालांकि, रक्त और लंबे समय से शारीरिक आधा जीवन में लंबे समय निवास के इस संयोजन अनिवार्य रूप से स्वस्थ ऊतकों के विकिरण में परिणाम है, जिससे चिकित्सीय अनुपात को कम करने और चिकित्सा की प्रभावकारिता सीमित7। कई रणनीतियों इस समस्या को दरकिनार, फैब, फैब ‘, एफ (‘ अटल बिहारी ‘)2, minibodies, और nanobodies8,9,10के रूप में छोटा एंटीबॉडी टुकड़े के उपयोग सहित, पता लगाया गया है । सबसे होनहार और आकर्षक, अभी तक कोई शक नहीं जटिल, वैकल्पिक दृष्टिकोण में से एक vivo11को निशाना बनाने में है ।
vivo में टार्गेटिंग नाभिकीय इमेजिंग और चिकित्सा के लिए एक दृष्टिकोण है जो कि उनके pharmacokinetic कमियां11,12,13स्कर्टिंग करते हुए एंटीबॉडी के अति सुंदर संबध और selectivity का दोहन करना चाहता है । यह अंत करने के लिए, पारंपरिक radioimmunotherapy में इस्तेमाल radiolabeled एंटीबॉडी दो घटकों में निर्मित है: एक छोटा सा अणु radioligand और एक immunoconjugate कि दोनों एक ट्यूमर प्रतिजन और aforementioned radioligand बांध कर सकते हैं । immunoconjugate पहले इंजेक्शन और एक ‘ सिर शुरू ‘ दिया है, अक्सर कई दिनों, जिसके दौरान यह लक्ष्य ऊतक में जमा और खून से साफ करता है । इसके बाद, छोटे अणु radioligand प्रशासित और या तो ट्यूमर पर immunoconjugate के साथ जोड़ती है या तेजी से शरीर से स्पष्ट करता है । संक्षेप में, vivo में निशाना शरीर के भीतर ही radiochemistry प्रदर्शन पर निर्भर करता है । रेडियोधर्मिता के संचलन को कम करके, इस दृष्टिकोण एक साथ स्वस्थ ऊतकों को विकिरण खुराक कम कर देता है और radionuclides के उपयोग की सुविधा (जैसे, ६८Ga, t½ = ६८ मिनट२११; के रूप में, टी½ = ७.२ ज) आधे जीवन है कि आम तौर पर एंटीबॉडी आधारित वैक्टर के साथ असंगत माना जाता है के साथ ।
देर से 1980 के दशक में शुरू, अलग दृष्टिकोण के एक मुट्ठी भर में vivo को निशाना बनाया गया है, bispecific एंटीबॉडी के आधार पर रणनीतियों सहित विकसित किया गया है, streptavidin और बायोटिन के बीच बातचीत, और पूरक की संकरण oligonucleotides१४,१५,१६,१७,१८. फिर भी प्रत्येक के लिए जटिलताओं से डिग्री अलग वापस आयोजित किया गया है, सबसे प्रसिद्ध streptavidin के प्रबल immunogenicity-संशोधित एंटीबॉडी19,20। पिछले पांच वर्षों में, हमारे समूह और दूसरों के लिए एक दृष्टिकोण विकसित किया है vivo में तेजी से और bioorthogonal व्युत्क्रम इलेक्ट्रॉन की मांग पर आधारित Diels- ट्रांसcyclooctene (TCO) और tetrazine के बीच Alder बंधाव (Tz) 21,22,23,24. इन रणनीतियों का सबसे सफल एक TCO संशोधित एंटीबॉडी और एक tz-असर radioligand कार्यरत है, के रूप में TCO आम तौर पर अपने टीज़ेड साथी से vivo में अधिक स्थिर है (चित्रा 1)25,26। के रूप में अंय लक्षित करने के तरीके में, मॉब-TCO immunoconjugate पहले और दिया समय परिसंचरण से स्पष्ट और ट्यूमर ऊतक में संचित करने के लिए प्रशासित है । बाद में, छोटे अणु Tz radioligand इंजेक्शन है, जिसके बाद यह या तो लक्ष्य ऊतक के भीतर immunoconjugate के साथ क्लिक करता है या शरीर से तेजी से साफ करता है. vivo में यह लक्ष्य रणनीति कई अलग एंटीबॉडी के साथ पीईटी और SPECT इमेजिंग के लिए अत्यधिक प्रभावी साबित कर दिया है/antigen सिस्टम, लगातार उच्च कंट्रास्ट के साथ छवियों का निर्माण और कम रहने वाले radionuclides के उपयोग को सक्षम करने जैसे 18 F (t½ = १०९ min) और ६४घन (t1/2 = १२.७ h)21,22,24। अभी हाल ही में, क्लिक-आधारित टार्गेटेड radioimmunotherapy (PRIT) की प्रभावकारिता अग्नाशय वाहिनीीय ग्रंथिकर्कटता (PDAC) और कोलोरेक्टल कार्सिनोमा27,28के murine मॉडलों में प्रदर्शित किया गया है । इस अंत करने के लिए, चिकित्सीय रेडियोन्यूक्लाइड १७७लू (βअधिकतम = ४९८ कीव, टी1/2 = ६.७ दिन) दो अलग एंटीबॉडी के साथ संयोजन के रूप में कार्यरत था: 5B1, जो कार्बोहाइड्रेट antigen १९.९ लक्ष्य (ca 19.9) बैरे में व्यक्त PDAC , और huA33, जो लक्ष्य A33, एक transmembrane कोलोरेक्टल कैंसर के 95% > में व्यक्त ग्लाइकोप्रोटीन । दोनों ही मामलों में, १७७Lu-PRIT के लिए इस दृष्टिकोण ट्यूमर ऊतक में उच्च गतिविधि सांद्रता उपज, एक खुराक पर निर्भर उपचारात्मक प्रभाव बनाया, और एक साथ पारंपरिक की तुलना में स्वस्थ ऊतकों में गतिविधि सांद्रता कम धे-त्यसपछि radioimmunoconjugates ।
इस आलेख में, हम १७७lu-DOTA-लेबल tetrazine radioligand ([१७७lu] lu-DOTA-खूंटी7-Tz) और TCO huA33 (एंटीबॉडी-huA33) का एक TCO-संशोधित संस्करण का उपयोग करते हुए PRIT के लिए प्रोटोकॉल का वर्णन करें । अधिक विशेष रूप से, हम huA33 के निर्माण का वर्णन-TCO (चित्रा 2), संश्लेषण और radiolabeling के [१७७lu] Lu-DOTA-खूंटी7-Tz (चित्रा 3 और चित्रा 4), और vivo में के प्रदर्शन कोलोरेक्टल कार्सिनोमा के murine मॉडल में पुनर्वितरण और अनुदैर्ध्य थेरेपी की पढ़ाई । इसके अलावा, प्रतिनिधि परिणाम और चर्चा में, हम एक नमूना डेटा सेट प्रस्तुत करते हैं, इस दृष्टिकोण के अनुकूलन के लिए संभावित रणनीतियों का पता है, और vivo में के व्यापक संदर्भ में इस रणनीति पर विचार कर रहे है और PRIT । अंत में, यह ध्यान दें कि जब हम huA33-TCO और [१७७lu] lu-DOTA-खूंटी7-Tz का उपयोग कर पर ध्यान केंद्रित करने के लिए चुना है महत्वपूर्ण है इस प्रोटोकॉल में, इस रणनीति अत्यधिक मॉड्यूलर है और एंटीबॉडी की एक विस्तृत श्रृंखला के अनुरूप अनुकूलित किया जा सकता है और Radionuclides.
एक इस दृष्टिकोण की ताकत के लिए vivo में निशाना साधने-विशेष रूप से bispecific एंटीबॉडी और radiolabeled haptens पर रणनीतियों predicated के संबंध में-अपनी मॉड्यूलरता है: ट्रांसcyclooctene moieties किसी भी एंटीबॉडी के लिए जोड़ा जा सकता है, और…
The authors have nothing to disclose.
लेखकों ने डॉ जैकब ह्यूटन को मददगार बातचीत के लिए धन्यवाद दिया । लेखक भी अपने उदार धन (R00CA178205 और U01CA221046) के लिए NIH का शुक्रिया अदा करना चाहेंगे ।
(E)-Cyclooct-4-enyl 2,5-dioxo-1-pyrrolidinyl carbonate (TCO-NHS) | Sigma-Aldrich | 764523 | Store at -80 °C |
2,5-Dioxo-1-pyrrolidinyl 5-[4-(1,2,4,5-tetrazin-3-yl)benzylamino]-5-oxopentanoate (Tz-NHS) | Sigma-Aldrich | 764701 | Store at -80 °C |
Acetonitrile (MeCN) | Fisher Scientific | A998-4 | |
Ammonium Acetate (NH4OAc) | Fisher Scientific | A639-500 | |
Boc-PEG7-amine (O-(2-Aminoethyl)-O′-[2-(Boc-amino)ethyl]hexaethylene glycol) | Sigma-Aldrich | 70023 | Store at -20 °C |
Dichloromethane (DCM) | Fisher Scientific | D143-1 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO), anhydrous | Fisher Scientific | D12345 | |
EMD Millipore Amicon Ultra-2 Centrifugal Filter Unit | Fisher Scientific | UFC205024 | |
GE Healthcare Disposable PD-10 Desalting Columns | Fisher Scientific | 45-000-148 | |
N,N-Dimethylformamide (DMF), anhydrous | Fisher Scientific | AC610941000 | |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Fisher Scientific | 70-011-044 | 10x Concentrated |
p-SCN-Bn-DOTA | Macrocyclics | B-205 | Store at -20 °C |
Triethylamine (TEA) | Fisher Scientific | AC157911000 | |
Trifluoroacetic Acid (TFA) | Fisher Scientific | A116-50 | |
Tumor measuring device | Peira TM900 | Peira TM900 |