逆電子需要ディールス ・ アルダー反応に基づく pretargeted 放射免疫療法
Summary
このプロトコルは合成とトランスcyclooctene (TCO) の特性について説明します-pretargeted 放射免疫療法 (した) の177Lu ラベル tetrazine (Tz) リガンド抗体を変更します。さらに、それは体内体内分布および大腸癌のマウスモデルにおける縦断的療法研究のこれらの 2 つの構成要素の使用を詳しく説明します。
Abstract
放射免疫療法 (RIT) は、がんの治療のための有望なアプローチは、放射線標識抗体を長い間薬物動態学的半減期は、健康な組織に高線量で起因できます。おそらく驚くことではないが、この厄介な制限を回避するためにいくつかの異なる方法が開発されています。これらのアプローチの最も有望な 1 つは、pretargeted の放射免疫療法 (した) です。した免疫グロブリンから放射性核種を分離、個別にそれらを注入して、それらをできるように体内の標的組織に結合する前提です。このアプローチの薬物動態学的欠点を幅木、それにより非標的組織への放射線量を下げると、半減と放射性核種の使用を促進している間の抗体の例外的な腫瘍ターゲット プロパティをハーネスします。伝統的な radioimmunoconjugates のための短すぎる使用と見なされます。過去 5 年間、当研究室および他は体内pretargetingトランス– cyclooctene (TCO) と tetrazine (Tz) の間逆電子需要ディールス ・ アルダー (IEDDA) 反応に基づく方法開発しました。この戦略は、pretargeted 陽電子放射断層撮影 (PET) に正常に適用されている単一光子放射断層撮影 (SPECT) 抗体抗原のシステムの様々 なイメージングと。最近の出版物のペアで、我々 は IEDDA をベースした膵管腺癌と大腸癌のマウスモデルでの有効性を実証しました。177Lu DOTA ラベル tetrazine リガンドを使用したため、このプロトコルで述べるプロトコル ([177Lu] Lu DOTA ペグ7– Tz) とターゲットに huA33 抗体 (huA33-TCO) 大腸癌の TCO 変更バリアント。具体的には、huA33、TCO、合成 [177Lu] の radiolabeling Lu DOTA ペグ7の建設について述べる – Tz と体内体内、縦療法学症マウスモデルでのパフォーマンス大腸癌。
Introduction
放射免疫療法 (RIT)-腫瘍に治療放射性核種の配信するため抗体の使用 — がん1,2の治療に魅力的なアプローチはずっと。この約束は、非ホジキン リンパ腫の治療のための 2 つの radioimmunoconjugates の米国食品医薬品局の承認によって重要視されてきた: 90Y に対するイブリツモマブ、 131– トシツモマブ3,4. その黎明からでも RIT の臨床見通しは、重要な合併症によって妨げられているまだ: 健全なティッシュ5,6高放射線量率。一般的に言えば、RIT の radioimmunoconjugates は長寿命の放射性核種が付いています (例えば、 131私 [t½ = 8.0 日] 90Y [t½ = 2.7 日]) とうまく噛み合って物理の半減で、免疫グロブリンの長い薬物動態半生活。これは、その十分な放射能のまま抗体、循環の数日後、最適な体内に達するために不可欠です。しかし、この血液や長い物理半減の長い滞留時間の組み合わせは治療率を削減し、療法7の有効性を制限すること、健康な組織の照射で結果ないする必然的に。工場、工場など、切り捨てられた抗体フラグメントの使用を含む、この問題を回避するいくつかの方法が検討されている ‘、F(ab’)2結合、および nanobodies8,9,10。最も有望な魅惑的な 1 つはまだ否定できない複雑な代替アプローチ体内pretargeting11です。
Pretargeting生体内で核との薬物動態学的欠点11,12,13をかすめながら絶妙な親和性と抗体の選択性を活用するように努める治療方法です。このため、伝統的な放射免疫療法で使用される放射性標識抗体は 2 つのコンポーネントに解体: 小分子リガンドと腫瘍抗原と前述の放射性リガンドの両方をバインドできる・免疫。・免疫最初注入と、’ ヘッド スタート ‘ では、しばしばいくつかの日、それが標的組織に蓄積し、血液からクリアします。その後、小分子リガンドを投与とを組み合わせたもので、腫瘍・免疫か急速に体内から消去します。本質的には、生体内のpretargeting 自体体内放射を実行するのに依存します。放射能の循環を減らして、この方法は同時に健康な組織に放射線量を削減し、放射性核種の使用を容易 (例えば、 68Ga, t½ = 68 分211;として、t½ = 7.2 h) 半分の生活は通常抗体を用いたベクトルと互換性がないと見なされます。
1980 年代後半以降、一握り pretargeting生体内でさまざまなアプローチの開発されている、バイスペシフィック抗体、ストレプトアビジンとビオチンの相互作用に基づく戦略を含むとの相補的な交配オリゴヌクレオチド14,15,16,17,18。まだそれぞれが戻って開催されて様々 な程度に強力な免疫抗体のストレプトアビジン変更19,20の最も有名な合併症。過去 5 年間私達のグループと他の人は、生体内で迅速かつ bioorthogonal 逆電子需要ディールス ・ アルダー結紮トランスcyclooctene (TCO) と tetrazine (Tz)に基づく pretargeting へのアプローチを開発しています。21,22,23,24。これらの戦略の中で最も成功した採用 TCO 変更抗体と Tz 軸受リガンド TCO は通常より安定した生体内でその Tz パートナー (図 1)25,26より。他の pretargeting 方法のように、TCO のモノクローナル抗体・免疫は投与、循環からオフにし、腫瘍組織に蓄積する時間を与えています。その後、小分子 Tz リガンドの注入、その後ターゲット組織内・免疫をクリックしてか急速に体内から消去します。この体内の戦略を pretargeting が証明非常に効果的なペットと SPECT 複数の異なる抗体/抗原システム イメージングに一貫して高コントラストで画像を生成など短寿命放射性核種の使用を有効にします。18F (t½ = 109 分) と64Cu (t1/2 = 12.7 h)21,22,24。最近では、膵管腺癌 (PDAC) と大腸癌27,28のマウスモデルでクリック ベース pretargeted 放射免疫療法 (した) の有効性を実証されています。このために、治療の放射性核種177Lu (βmax = 498 keV、t1/2 = 6.7 日) 2 つの異なる抗体と組み合わせて採用された: 5B1 PDAC で表される普遍的糖鎖抗原 19.9 (CA19.9) を対象とします。、A33 を対象とした huA33 膜貫通糖タンパクで表現される > 大腸癌の 95%。両方のケースで177Lu したへのこのアプローチ高活性腫瘍組織内濃度が得られた、用量依存の治療効果を作成され、同時に従来と比較して健全なティッシュの放射能濃度を低減直接標識 radioimmunoconjugates。
177Lu DOTA ラベル tetrazine リガンドを使用したため、この記事で述べるプロトコル ([177Lu] Lu DOTA ペグ7– Tz) と TCO 変更 huA33 抗体 (huA33-TCO) のバリアント。具体的には、huA33-TCO (図 2)、合成 [177Lu] の radiolabeling Lu DOTA ペグ7の建設について述べる – Tz (図 3および図 4) とin vivoのパフォーマンス体内分布および大腸癌のマウスモデルで縦断的治療研究。さらに、代表の結果と議論は、サンプル データ セット、このアプローチの最適化のためのアドレス可能な戦略を提示し、生体内でpretargeting としたのより広い文脈でこの戦略を検討してください。最後に、それは我々 が huA33 TCO と [177Lu] を使用して pretargeting に集中する分野間 Lu DOTA ペグ7– このプロトコルでは、この戦略では Tz は非常にモジュール、抗体の広い範囲に合わせて適応することがでくことが重要と放射性核種。
Protocol
Representative Results
Discussion
Pretargeting生体内へのこのアプローチの強みの 1 つ-戦略に関連して特にバイスペシフィック抗体を前提として、皮膚を標識-そのモジュールは、: あらゆる抗体をトランス– cyclooctene の部分に追加できますtetrazine イメージングに関する基礎的は、クリック パートナーと反応する能力を損なうことがなく臨時様々 な放射性核種の標識することができます。まだ他の抗体/抗原システム…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は博士ヤコブ ホートンの役に立つ会話をありがちましょう。著者は NIH (R00CA178205 および U01CA221046) 寛大な資金調達のために感謝するも思います。
Materials
| (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 |
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