Pretargeted Radioimmuntherapie basierend auf die Inverse Elektron Nachfrage Diels-Alder-Reaktion

Radioimmuntherapie (RIT) – die Verwendung von Antikörpern für die Lieferung von therapeutischen Radionuklide zu Tumoren – schon seit langem ein verlockender Ansatz zur Behandlung von Krebs^1,2. In der Tat hat dieses Versprechen durch die United States Food and Drug Administration Zulassung von zwei Radioimmunoconjugates für die Behandlung von Non-Hodgkin Lymphom unterstrichen worden: ⁹⁰Y-Ibritumomab Tiuxetan und ¹³¹-Tositumomab^{3 , 4}. aber auch von ihren Anfängen, die klinische Perspektiven der RIT durch eine wichtige Komplikation behindert haben: hohe Strahlung Dosis Raten auf gesundes Gewebe^5,6. Im allgemeinen Radioimmunoconjugates für RIT mit langlebiger Radionuklide gekennzeichnet sind (z. B. ¹³¹ich [t_½ = 8,0 Tage] und ⁹⁰Y [t_½ = 2,7 Tage]) mit physischen Halbwertszeiten, die gut mit der lange pharmakokinetische Halbwertszeiten von Immunglobulinen. Dies ist wichtig, denn es gewährleistet, dass genügend Radioaktivität bleibt der Antikörper nach einigen Tagen nach der Übermittlung seiner optimalen Bioverteilung angekommen. Diese Kombination von langen Verweilzeiten im Blut und lange körperliche Halbwertszeiten führt jedoch unweigerlich in der Bestrahlung von gesundem Gewebe, wodurch therapeutische Verhältnisse und die Wirksamkeit der Therapie⁷zu begrenzen. Verschiedene Strategien zur Umgehung dieses Problems, einschließlich der Verwendung von abgeschnittenen Antikörperfragmente wie Fab, Fab erkundet worden “, F(ab’)₂, Minibodies und Nanobodies^8,9,10. Eine der vielversprechendsten und faszinierend, aber unbestreitbar Komplex, alternative Ansätze ist in Vivo pretargeting¹¹.

Pretargeting in Vivo ist ein Ansatz zur nuklearen Bildgebung und Therapie, die versucht, die exquisite Affinität und Selektivität von Antikörpern nutzbar zu machen, während ihre pharmakokinetischen Nachteile^11,12,13Sockelleiste. Zu diesem Zweck ist der radioaktiven Antikörper verwendet im traditionellen Radioimmuntherapie in zwei Komponenten zerlegt: ein kleines Molekül Radioligand und eine Immunoconjugate, die sowohl ein Tumor Antigen und die oben genannten Radioligand binden können. Das Immunoconjugate ist zuerst injiziert und einen “Vorsprung”, oft mehrere Tage, in denen es reichert sich in das Zielgewebe und löscht aus dem Blut. Anschließend das kleine Molekül Radioligand verabreicht und kombiniert mit der Immunoconjugate auf den Tumor oder löscht rasch aus dem Körper. Im wesentlichen stützt sich in Vivo pretargeting auf Radiochemie innerhalb des Körpers selbst durchführen. Durch die Reduzierung der Zirkulation der Radioaktivität, dieser Ansatz gleichzeitig reduziert Strahlenbelastung auf gesundes Gewebe und erleichtert den Einsatz von Radionukliden (z. B. ⁶⁸Ga, t_½ = 68 min.²¹¹; Als t_½ = 7,2 h) mit Halbwertszeiten, die in der Regel mit Antikörper-basierten Vektoren unvereinbar angesehen werden.

Beginnend in den späten 1980er Jahren, eine Handvoll verschiedener Ansätze zur in-Vivo pretargeting entwickelt worden, einschließlich Strategien basierend auf Bispezifische Antikörper, die Interaktion zwischen Streptavidin und Biotin, und der Hybridisierung von ergänzenden Oligonukleotide^{14,15,16,17,18}. Noch ist jeder zurück in unterschiedlichem Ausmaß von Komplikationen, am bekanntesten die potente Immunogenität von Streptavidin-modifizierte Antikörper^19,20gehalten worden. In den letzten fünf Jahren haben unsere Gruppe und andere einen Ansatz zur in-Vivo pretargeting basierend auf der schnellen und Bioorthogonal inverse Elektron Nachfrage Diels-Alder Ligatur zwischen Trans– Cyclooctene (TCO) und kurz (Tz) ^{entwickelt 21,22,23,24}. Das erfolgreichste dieser Strategien haben ein TCO-modifizierte Antikörper und ein Tz-Lager Radioligand beschäftigt wie TCO in der Regel stabiler in Vivo als seine Tz Partner (Abbildung 1)^25,26. In anderen pretargeting Methoden ist die mAb-TCO Immunoconjugate zuerst verabreicht und Zeit aus dem Verkehr gezogen und im Tumorgewebe anreichern. Anschließend wird das kleine Molekül Tz Radioligand injiziert, anschließend entweder mit der Immunoconjugate in das Zielgewebe klickt oder löscht rasch aus dem Körper. Dieses in Vivo pretargeting Strategie bewährt sehr effektiv für PET und SPECT imaging mit mehreren verschiedenen Antikörper/Antigen-Systemen, konsequent produziert Bilder mit hohem Kontrast und ermöglicht die Verwendung von kurzlebigen Radionukliden wie ¹⁸ F (t_½ = 109 min) und ⁶⁴Cu (t_1/2 = 12,7 h)^21,22,24. Vor kurzem wurde die Wirksamkeit von Klick-basierte pretargeted Radioimmuntherapie (Gewinn) in murinen Modellen Duktales Pankreaskarzinom (PDAC) und kolorektalen Karzinom^27,28nachgewiesen. Zu diesem Zweck die therapeutischen Radionuklids ¹⁷⁷Lu (β_max = 498 keV, t_1/2 = 6,7 Tage) wurde in Verbindung mit zwei verschiedenen Antikörpern eingesetzt: 5B1, die Kohlenhydrat-Antigen 19,9 (CA19.9) ubiquitär in PDAC ausgedrückt richtet sich an , und huA33, die A33 abzielt, einen transmembranen Glycoprotein ausgedrückt in > 95 % der kolorektale Karzinome. In beiden Fällen diesen Ansatz auf ¹⁷⁷Lu-Gewinn ergab hohe Aktivitätskonzentrationen im Tumorgewebe, erstellt eine dosisabhängige therapeutische Wirkung und reduziert gleichzeitig Aktivitätskonzentrationen in gesundes Gewebe im Vergleich zu traditionellen direkt-mit der Bezeichnung Radioimmunoconjugates.

In diesem Artikel beschreiben wir Protokolle für Gewinn mit einem ¹⁷⁷-Lu-DOTA-Label kurz Radioligand ([¹⁷⁷Lu] Lu-DOTA-PEG-₇– Tz) und einer TCO-modifizierte Variante der huA33 Antikörper (huA33-TCO). Genauer gesagt, beschreiben wir den Bau des huA33-TCO (Abbildung 2), der Synthese und enzymatische [¹⁷⁷Lu] Lu-DOTA-PEG₇– Tz (Abbildung 3 und Abbildung 4) und die Leistung von in Vivo Bioverteilung und längs Therapiestudien in murinen Modellen des kolorektalen Karzinoms. Darüber hinaus in der repräsentative Ergebnisse und Diskussion, wir präsentieren ein Beispieldatensatz Adresse mögliche Strategien zur Optimierung dieses Ansatzes und betrachten diese Strategie in den größeren Zusammenhang der in Vivo pretargeting und Gewinn. Schließlich ist es wichtig zu beachten, dass während wir gewählt haben, konzentrieren sich auf pretargeting mit huA33-TCO und [¹⁷⁷Lu] Lu-DOTA-PEG-₇– Tz in diesem Protokoll, diese Strategie hochmodular ist und kann eine Vielzahl von Antikörpern angepasst werden und Radionuklide.