Pretargeted radio-immunothérapie basée sur la réaction de Diels-Alder demande Inverse d’électrons

Radio-immunothérapie (RIT) — l’utilisation d’anticorps pour la prestation de radionucléides thérapeutiques aux tumeurs — est depuis longtemps une approche alléchante au traitement du cancer^1,2. En effet, cette promesse a été soulignée par l’United States Food and Drug Administration approbation de deux radioimmunoconjugates pour le traitement du lymphome Non hodgkinien : ⁹⁰Y-ibritumomab tiuxétan et ¹³¹tositumomab-j’ai^{3 , 4}. pourtant, dès ses débuts, les perspectives cliniques de RIT ont été entravés par une complication critique : débits de dose de rayonnement élevée aux tissus sains^5,6. En général, radioimmunoconjugates de RIT sont étiquetés avec des radionucléides à vie longue (p. ex., ¹³¹j’ai [t_½ = 8,0 jours] et ⁹⁰Y [t_½ = 2,7 jours]) ayant une demi-vie physique qui conjugue bien avec les demi-vie longue pharmacocinétiques des immunoglobulines. C’est essentiel, car il garantit que la radioactivité suffisante reste une fois que l’anticorps a atteint sa biodistribution optimale après plusieurs jours de circulation. Toutefois, cette combinaison des temps de séjour prolongé dans le sang et la demi-vie longue physique entraîne inévitablement l’irradiation des tissus sains, ce qui réduit les rapports thérapeutiques et limitant l’efficacité de la thérapie⁷. Plusieurs stratégies ont été explorées pour contourner ce problème, y compris l’utilisation de fragments d’anticorps tronqué comme Fab, Fab’, f₂, minibodies et nanocorps^8,9,10. Un des plus prometteurs et fascinant, mais indéniablement complexe des approches alternatives est en vivo pretargeting¹¹.

In vivo pretargeting est une approche d’imagerie nucléaire et thérapie qui cherche à exploiter l’affinité exquise et la sélectivité des anticorps en longeant leurs inconvénients pharmacocinétiques^11,12,13. À cette fin, l’anticorps radiomarqués utilisé en radio-immunothérapie traditionnel est déconstruit en deux composantes : une petite molécule radioligands et un immunoconjugué pouvant lier aussi bien un antigène tumoral et au radioligand susmentionné. L’immunoconjugué est injecté tout d’abord et donné une « longueur d’avance », souvent de plusieurs jours, au cours de laquelle il s’accumule dans le tissu cible et efface dans le sang. Par la suite, la petite molécule radioligand est administré et combine avec l’immunoconjugué à la tumeur ou efface rapidement de l’organisme. En substance, en vivo pretargeting invoque effectuant la radiochimie dans le corps lui-même. En réduisant la circulation de la radioactivité, cette approche a simultanément réduit les doses de rayonnement aux tissus sains et facilite l’utilisation des radionucléides (p. ex., ⁶⁸Ga, t_½ = 68 min²¹¹; Comme, t_½ = 7,2 h) ayant une demi-vie qui est généralement considérées comme incompatible avec les vecteurs de base d’anticorps.

À partir de la fin des années 1980, une poignée de différentes approches in vivo pretargeting ont été développées, y compris des stratégies fondées sur des anticorps bispécifiques, l’interaction streptavidine / biotine et l’hybridation des complémentaires oligonucléotides^{14,15,16,17,18}. Encore chacun a été freiné à des degrés divers par des complications, le plus célèbre est l’immunogénicité puissante des anticorps streptavidine-modified^19,20. Au cours des cinq dernières années, notre groupe et autres ont développé une approche en vivo pretargeting basé sur le rapide et bioorthogonal électron inversée demande Diels-Alder ligature entre trans– cyclooctène (TCO) et tetrazine (Tz) ^2122,de^,23,24. Les plus réussis de ces stratégies ont employé un anticorps modifiés TCO et un radioligand Tz-roulement, comme le TCO est généralement plus stable en vivo que ses Tz partenaire (Figure 1)^25,26. Comme dans d’autres méthodologies pretargeting, l’immunoconjugué mAb-TCO est administré d’abord et le temps pour effacer de la circulation et s’accumuler dans les tissus tumoraux. Par la suite, la petite molécule Tz radioligand est injecté, après quoi il clique avec l’immunoconjugué dans le tissu cible ou efface rapidement de l’organisme. Cette in vivo pretargeting stratégie a prouvé très efficace pour PET et SPECT imaging avec plusieurs systèmes différents anticorps/antigène, constamment produisant des images avec un contraste élevé et permettant l’utilisation de courte durées radionucléides tels que ¹⁸ F (t_½ = 109 min) et ⁶⁴Cu (t_1/2 = h 12,7)^21,22,24. Plus récemment, l’efficacité de click-basé pretargeted radio-immunothérapie (Amel) a été démontrée dans des modèles murins d’adénocarcinome ductal pancréatique (ACPE) et carcinome colorectal^27,28. À cette fin, le radionucléide thérapeutique ¹⁷⁷Lu (β_max = 498 keV, t_1/2 = 6,7 jours) a été employé en conjonction avec deux types d’anticorps : 5 b 1, qui cible l’antigène glucidique 19,9 (CA19.9) ubiquitaire exprimée en ACPE , et huA33, qui s’adresse l’A33, une glycoprotéine transmembranaire exprimée en > 95 % des cancers colorectaux. Dans les deux cas, cette approche à ¹⁷⁷Lu-Justine ont donné des concentrations d’activité élevé dans le tissu tumoral, créé un effet thérapeutique de la dose-dépendante et réduit simultanément les concentrations d’activité dans les tissus sains par rapport aux traditionnels directement marqués radioimmunoconjugates.

Dans cet article, nous décrivons les protocoles pour TRIOUX utilisant un radioligand de Lu-DOTA-étiqueté tetrazine ¹⁷⁷([¹⁷⁷Lu] Lu-DOTA-PEG₇– Tz) et une variante modifiée de TCO de l’anticorps huA33 (huA33-TCO). Plus précisément, les auteurs décrivent la construction de huA33-TCO (Figure 2), la synthèse radiolabeling de [¹⁷⁷Lu] Lu-DOTA-PEG₇– Tz (Figure 3 et Figure 4) et la performance de in vivo la biodistribution et études longitudinales de la thérapie dans des modèles murins du cancer colorectal. En outre, dans les résultats représentatifs et de la discussion, nous présentons un ensemble de données d’échantillons, stratégies possibles d’adresse pour l’optimisation de cette approche et considérer cette stratégie dans le contexte plus large d’en vivo pretargeting et PRIT. Enfin, il est important de noter que tandis que nous avons choisi de mettre l’accent sur pretargeting en utilisant huA33-TCO et [¹⁷⁷Lu] Lu-DOTA-PEG₇– Tz dans le présent protocole, cette stratégie est très modulaire et peut être adapté pour répondre à un large éventail d’anticorps et radionucléides.