Pretargeted радиоиммунотерапия, основанный на реакции Дильса Альдера спроса обратной электрона

Радиоиммунотерапия (RIT) — использование антител для доставки терапевтических радионуклидов опухоли — уже давно заманчивые подход к лечению рака^1,2. Действительно, это обещание было подчеркнуто Соединенных Штатов еда и администрация снадобья утверждение двух radioimmunoconjugates для лечения неходжкинская лимфома: ⁹⁰Y-ibritumomab tiuxetan и ¹³¹-Тозитумомаб^{3 , 4}. пока даже с первых дней своего существования, клинические перспективы RIT сдерживаются критического осложнение: высоких радиационных доз до здоровых тканей^5,6. Вообще говоря, radioimmunoconjugates для RIT помечены долгоживущих радионуклидов (например, ¹³¹я [t_½ = 8.0 дней] и ⁹⁰Y [t_½ = 2,7 дней]) с физическим полураспада, которые согласуются также с долго фармакокинетические полураспада иммуноглобулинов. Это важно, поскольку это гарантирует, что это достаточно радиоактивности остается после антитела достиг своей оптимальной накопление после нескольких дней циркуляции. Однако эта комбинация длительного проживания раз в крови и долгосрочной физической полураспада неизбежно приводит к облучения здоровых тканей, тем самым снижения терапевтические отношения и ограничения эффективности терапии⁷. Были изучены несколько стратегий для обхода этой проблемы, включая использование усеченного антитела фрагментов таких Fab, Fab’, F(ab’)₂, minibodies и nanobodies^8,9,10. Один из самых перспективных и увлекательный, но несомненно комплекс, альтернативные подходы — в естественных условиях pretargeting¹¹.

В естественных условиях pretargeting является подход к ядерной изображений и терапии, которая стремится использовать изысканный аффинити и избирательности антител при плинтуса их фармакокинетические недостатки по^11,12,13. С этой целью radiolabeled антитела, используемые в традиционных радиоиммунотерапия деконструкции на две составляющие: лиганд малые молекулы и immunoconjugate, который можно привязать как опухолевого антигена и вышеупомянутые лиганд. Immunoconjugate вводят сначала и учитывая «старт», часто несколько дней, в течение которых он накапливается в ткани-мишени и очищает от крови. Впоследствии малые молекулы лиганд администрируется и сочетает в себе immunoconjugate на опухоль или быстро очищает от тела. По сути в естественных условиях pretargeting полагается на выполнение радиохимии в пределах самого тела. Путем уменьшения распространения радиоактивности, этот подход одновременно снижает дозы облучения до здоровых тканей и облегчает использование радионуклидов (например, ⁶⁸Ga,_½ t = 68 мин²¹¹; Как,_½ t = 7.2 h) с периодом полураспада, которые обычно считаются несовместимыми с векторов на основе антител.

Начиная с конца 80-х годов, были разработаны несколько различных подходов к в vivo pretargeting, включая стратегии, основанные на bispecific антител, взаимодействие между стрептавидина и биотин и гибридизации дополнительных олигонуклеотиды^{14,,1516,17,18}. Тем не менее каждый прошла обратно в различной степени осложнений, наиболее лихо сильнодействующих иммуногенность стрептавидина модифицированные антитела^19,20. За последние пять лет наша группа и другие разработали подход к в vivo pretargeting на основе быстрого и bioorthogonal обратная электрон спроса Дильса-Альдера перевязка между транс– cyclooctene (TCO) и тетразина (Tz) ^21,,2223,24. Самым успешным из этих стратегий использовали TCO-модифицированные антитела и Tz подшипник лиганд, как TCO обычно более стабильной в естественных условиях чем ее Tz партнера (рис. 1)^25,26. Как и другие pretargeting методики МАБ TCO immunoconjugate осуществляется впервые и дано время, чтобы очистить от обращения и накапливаются в опухолевой ткани. Впоследствии малые молекулы Tz лиганд вводят, после чего он либо клики с immunoconjugate в ткани-мишени или быстро очищает от тела. Это в vivo pretargeting стратегия оказался весьма эффективным для ПЭТ и ОФЭКТ изображений с несколькими системами различных антитела/antigen, последовательно производит изображения с высоким контрастом и позволяет использовать короткоживущих радионуклидов, такие как ¹⁸ F (t_½ = 109 мин) и ⁶⁴Cu (t_1/2 = 12,7 h)^21,22,24. Совсем недавно была продемонстрирована эффективность на основе нажмите pretargeted радиоиммунотерапия (ГПРЗ) в мышиных моделях протоковой аденокарциномы поджелудочной железы (PDAC) и колоректальные карциномы^27,28. С этой целью, терапевтические радионуклидов ¹⁷⁷Лу (β_Макс = 498 кэВ, т_1/2 = 6,7 дней) работал в сочетании с двух различных антител: 5B1, которая ориентирована на углеводный антиген 19.9 (CA19.9) повсеместно выражена в PDAC , и huA33, которое пристреливает A33, трансмембранный гликопротеин выражается в > 95% случаев колоректального рака. В обоих случаях такой подход к ¹⁷⁷Лу-ГПРЗ принесли концентрации высокой активности в опухолевой ткани, создали терапевтический эффект зависит от дозы и одновременно снижение концентрации деятельности в здоровых тканях, по сравнению с традиционными непосредственно под названием radioimmunoconjugates.

В этой статье мы опишем протоколы для использования Lu-DOTA-меченых тетразина лиганд ¹⁷⁷ГПРЗ ([¹⁷⁷Лу] Лу-DOTA-PEG₇– Tz) и TCO-модифицированные вариант huA33 антител (huA33-TCO). Говоря более конкретно, мы описываем строительство huA33-TCO (рис. 2), синтез и radiolabeling [¹⁷⁷Лу] Лу-DOTA-PEG₇– Tz (рис. 3 и рис. 4) и производительность в vivo накопление и исследования продольной терапии в мышиных моделях колоректального рака. Кроме того представитель результаты и обсуждения, мы представим образец набора данных, адрес возможных стратегий для оптимизации этого подхода и рассматривать эту стратегию в более широком контексте в vivo pretargeting и ГПРЗ. Наконец, важно отметить, что хотя мы решили сосредоточиться на pretargeting с помощью huA33-TCO и [¹⁷⁷Лу] Лу-DOTA-PEG₇– Tz в настоящем Протоколе, эта стратегия является весьма модульной и могут быть адаптированы с учетом широкий спектр антител и радионуклидов.