Bioconjugation ve radiosynthesis⁸⁹, Zr-DFO-etiketli antikorlar

Dolayı belirgin bir duyarlılık, afinite ve seçicilik için, antikorlar çok kanser hücrelerine radyoizotoplar verilmesi için gelecek vaat eden vektörler olarak kabul edilmiştir. Ancak, pozitron emisyon tomografisi (PET) görüntüleme başvurularının kendi etiketleme için uygun bir pozitron yayan radyoizotop eksikliği engel olmuştur. Radioimmunoconjugates tasarımında en kritik hususlar ^1-3 birisi fiziksel çürüme eşleştirme yarı antikor in vivo farmakokinetik radyoizotop hayatı. Daha özel olarak, antikorlar, çoğu zaman, nispeten uzun, çok günlük biyolojik yarılanma ömürlerine sahiptir ve bu nedenle benzer fiziksel yarı ömrü olan radyoizotoplar ile işaretlenmelidir. PET görüntüleme uygulamaları için, antikorlar geleneksel ⁶⁴ Cu (t _1/2 = 12.7 saat), ⁸⁶ Y (t _1/2 = 14.7 saat), ya da ¹²⁴ I (t _1/2 = 4.18 d). ⁴ ile radyoaktif işaretli ^{olmuştur, 5} Bununla birlikte, her birBu radyoizotoplar klinik görüntüleme için uygunlukları engel önemli sınırlamalar sahiptir. ⁸⁶ Y ve ⁶⁴ Cu ile etiketlenmiş radioimmunoconjugates Klinik öncesi araştırmalarda umut verici kanıtlamış olmakla birlikte, her iki izotoplar insanlarda görüntüleme için etkili olduğu için çok kısa olan bir fiziksel yarılanma ömürlerine sahiptirler. ¹²⁴ I, aksine, bir hemen hemen ideal fiziksel bir yarı ömre sahip antikorlar ile görüntüleme, ama pahalı ve nispeten düşük çözünürlüklü klinik görüntüleri neden optimal çürüme özelliklere sahiptir. Bundan başka, ^{124-işaretli} radioimmunoconjugates, in vivo olarak tümör-zemin aktivitesi oranını düşürebilir bir işlem ite tabi olabilir. ^6,7

Sürücü ⁶⁴ Cu, ⁸⁶ Y yerini bir pozitron yayan radyoizotop bulmak ve radioimmunoconjugates ¹²⁴ Ben ⁸⁹ Zr-etiketli antikorlar araştırma son dalgalanma körükledi. ^8-12 T⁸⁹ Zr habercisi de nedeni basittir: radiometal tanısal PET radioimmunoconjugates kullanım için ideale yakın kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip ^{13 89} Zr ⁸⁹ Y (p, n) bir kullanan bir siklotron ⁸⁹ Zr reaksiyonu vasıtasıyla üretilir. ticari olarak temin edilebilen ve% 100 doğal olarak bol miktarda ⁸⁹ Y, hedef. ^14,15 radiometal,% 23 pozitron verim vardır 78.4 saatlik bir yarılanma ömrü ile azalır ve 395,5 keV (Şekil 1) nispeten düşük enerji pozitronlar neşreden. ^13,16,17 Bu ⁸⁹ Zr, aynı zamanda yüksek bir enerji yayar ki dikkat etmek önemlidir, 909 keV γ-ray% 99 verim ile. Bu emisyon yayılan 511 keV fotonlar ile enerjik karışmaz iken, ulaşım, taşıma, ve dozimetrisi ile ilgili ekstra dikkate gerektirir. Bu uyarı rağmen, bu çürüme özellikleri sonuçta ⁸⁹ Zr daha olumlu bir h sahip değil sadece anlamınaCu ⁸⁶ Y ve ⁶⁴ den antikorlar ile görüntüleme için alf-hayat değil, aynı zamanda yüksek 687 ve 975 keV enerjilerin yanı sıra 100-150 keV içinde enerjiler ile fotonların sayısı ile pozitron yayan, hangi ¹²⁴ Ben daha yüksek çözünürlüklü görüntüler üretebilir 511 keV pozitron oluşturulan fotonlar. ¹³ Dahası, ⁸⁹ Zr onun radyoaktif iyot meslektaşı daha etkili de tümörlerde, işlemek için daha güvenli üretmek için daha az pahalı ve residualizes olduğunu. ⁸⁹ Zr ^18,19 potansiyel bir sınırlama yok ki terapötik isotopologue, örneğin, ⁸⁶ Y (PET) vs ⁹⁰ Y (tedavi). Bu onların tedavi meslektaşları için dozimetrik izciler olarak istihdam edilebilir kimyasal özdeş, vekil görüntüleme ajanları yapımını engeller. O dedi, araştırmalar ⁸⁹ Zr-etiketli antikorlar ⁹⁰ Y- ve ¹⁷⁷ Lu-etiketli immünoeşlenikler görüntüleme suretler olarak potansiyeli var olduğunu göstermektedir.^20,21

Kimyasal bir bakış, bir grup IV metal, ⁸⁹ Zr, sulu çözelti içinde bir 4 katyon olarak bulunur. Zr ⁴⁺ iyon yüksek, nispeten büyük (etkin iyonlu yarıçapı = 0.84 A) doldurulur ve bir "sert" katyon olarak sınıflandırılabilir. Bu nedenle, bu sekiz sabit anyonik oksijen donör kadar taşıyan ligandlar için bir tercih sergilemektedir. Kolayca ^89, Zr-etiketli radioimmunoconjugates en sık kullanılan kenetleme maddesi desferrioksamin olan (DFO), üç hidroksamat grubu taşıyan bir siderofor türetilmiş asiklik şelatör. Ligand stabil biyolojik ilgili pH seviyelerinde oda sıcaklığında hızlı ve temiz Zr ⁴⁺ katyon koordinatları ve ortaya çıkan Zr-DFO kompleksi tuz, kan serumunda birden fazla gün boyunca sabit kalır ve tam kan. ²² Hesaplamalı çalışmalar kuvvetle öneririz DFO metal merkez üç neut koordinatlanmış olan Zr ⁴⁺ bir hexacoordinate kompleks oluşturmasıRal ve ligand üç anyonik oksijen donör olarak, iki ekzojen su ligandlar (Şekil 2). ^{23,24 89} Zr-DFO çekimleri iskele istihdam radioimmunoconjugates in vivo davranış genellikle mükemmel olmuştur. Bununla birlikte, bazı durumlarda, görüntüleme ve akut biyolojik dağılım çalışmaları ^89, Zr-etiketli antikorlar ile enjekte edilen farelerin kemik yükseltilmiş aktivite düzeylerini Zr ⁴⁺ katyon, daha sonra in vivo olarak kenetleme salınır ve ⁸⁹ osteophilic mineralleşir düşündürmektedir verileri ortaya koymuştur Kemikte. sekiz oksijen donör literatürde adı geçen ²⁵ en son, yeni ⁸⁹ Zr ⁴⁺ kenetleme geliştirilmesine yönelik araştırmalardan bir dizi özel olarak, şu anda Bununla birlikte, ^24,26,27. ligandları DFO en yaygın olarak kullanılan şelatördür ⁸⁹ yılında bir farkla radioimmunoconjugates Zr-etiketli. Farklı bir dizibioconjugation stratejileri bioorthogonal tıklama kimya, antikorda sistein ile inşa tiol-reaktif DFO reaksiyonu ve ester taşıyan DFO antikorda bir lisin ile inşa aktif reaksiyonunu da dahil olmak üzere antikorlar DFO eklemek için kullanılmaktadır. ^{4,28- 30} kolayca en yaygın strateji, ancak, ²² sağlam Bu ticari olarak temin edilebilen iki fonksiyonlu kenetleyici. DFO, DFO-NCS bir izotiyosiyanat taşıyan bir türevinin kullanılması ile (Şekil 2) olan ve güvenilir bir şekilde bir lisin ile sabit, kovalent tioüre bağlar oluşturan olan antikoru (Şekil 3).

Son birkaç yıl içinde, ^89, Zr-DFO-işaretli radioimmunoconjugates çok çeşitli literatürde bildirilmiştir. Klinik öncesi araştırmalar gibi CD105-hedefleme T gibi cetuximab, bevacizumab ve trastuzumab daha ezoterik antikorların daha iyi bilinen arasında değişen antikorlar içeren, özellikle bol olmuşturRC105 ve 5A10 sPSA hedefleme. ^30-36 Daha yakın zamanlarda, ^89, Zr-DFO etiketli antikorlar kullanılarak erken faz klinik çalışmaların az sayıda literatürde ortaya çıkmıştır. ⁸⁹ Zr-DFO-CMAB U36, ^89, Zr-DFO-ibritumomab tiuksetan ve ⁸⁹ Zr-DFO-trastuzumab. ^21,32,37 Ayrıca, ⁸⁹ ile diğer klinik çalışmaların bir dizi istihdam Özellikle, Hollanda'da gruplar yayınladık çalışmalar Zr-etiketli radioimmunoconjugates prostat kanseri görüntüleme için PSMA hedefleme ⁸⁹ Zr-DFO-J591 ve meme kanseri görüntüleme için HER2-hedefleme ⁸⁹ Zr-DFO-trastuzumab ile Memorial Sloan Kettering Kanser Merkezi'nde burada soruşturma da dahil olmak üzere, halen devam etmektedir. ^23, Radyo-etiketli antikorlar, en çok ^89, Zr-etiketli radyofarmasötik kalır Buna ek ^{olarak, 30,} radiometal da artan bir peptit, protein, ve nano malzemelerin de dahil olmak üzere başka vektörler ile kullanılmıştır. ^38-43 </sup>

Bu ⁸⁹ Zr-DFO etiketleme metodolojisi modülerlik muazzam bir varlıktır. biyobelirtecin hedefleme antikorların repertuar sürekli genişleyen ve bu yapıları kullanarak in vivo PET görüntülemede performans ilgi hızla büyüyor olmasıdır. Sonuç olarak, biz daha standart uygulamalar ve protokollerin geliştirilmesi alanını yararlanabilir inanıyorum. DFO-NCS konjugasyon ve ⁸⁹ Zr Radyoaktif için mükemmel bir yazılı deneysel protokol zaten Vosjan tarafından yayımlanmış, vd. ²² Biz bu işin tarafından sağlanan görsel gösteri daha bu tekniklerin yeni müfettişler yardımcı olabilir hissediyorum. Eldeki Protokolde, prostat spesifik membran antijeni hedefleyen antikor J591 göstermek için bir model sistem olarak kullanılır (1) bir antikora DFO-izotiyosiyanat çift işlevli çelatör bioconjugation, ⁸⁹ (2) radiosynthesis ve arıtma Zr-DFO mAb radioimmunoconjugate,ve (3) 'de bir kanser sıçangil modelinde ^89, Zr-DFO mAb radioimmunoconjugate in vivo PET görüntülemesi. ^23,44,45