Radioinmunoterapia pretargeted basada en la reacción de Diels-Alder de demanda electrónica inversa

La radioinmunoterapia (RIT), el uso de anticuerpos para la entrega de los radionucleidos terapéuticos para tumores — ha sido un enfoque atractivo para el tratamiento de cáncer^1,2. De hecho, esta promesa ha sido puesto de relieve por la aprobación de los Estados Unidos administración de alimentos y drogas de dos radioimmunoconjugates para el tratamiento de linfoma no-Hodgkin: ⁹⁰Y-ibritumomab tiuxetan y ¹³¹-tositumomab^{3 , 4}. sin embargo, incluso desde sus primeros días, las perspectivas clínicas de RIT han visto obstaculizadas por una complicación crítica: las tasas de dosis alta de radiación a tejidos sanos^5,6. En general, radioimmunoconjugates de RIT están marcados con radionucleidos de larga vida (p. ej., ¹³¹I [t_½ = 8,0 días] y ⁹⁰Y [t_½ = 2,7 días]) con vida media física que encajar bien con la largo farmacocinética vida media de las inmunoglobulinas. Esto es esencial, como asegura que eso suficiente radiactividad sigue siendo una vez que el anticuerpo ha alcanzado su biodistribución óptimos después de varios días de circulación. Sin embargo, esta combinación de tiempos de residencia largos en la sangre y vida media larga física resulta inevitablemente en la irradiación de los tejidos sanos, lo que reducir la relación terapéutica y limitar la eficacia de la terapia⁷. Se han explorado diversas estrategias para evitar este problema, incluyendo el uso de fragmentos de anticuerpos truncado como Fab, Fab’, F(ab’)₂, minibodies y nanobodies^8,9,10. Una de las más prometedoras y fascinante, pero indudablemente complejos enfoques alternativos es en vivo pretargeting¹¹.

En vivo pretargeting es una aproximación a la proyección de imagen nuclear y la terapia que busca aprovechar la exquisita afinidad y selectividad de anticuerpos mientras bordeando sus inconvenientes farmacocinéticos^11,12,13. Para ello, los anticuerpos radiactivos utilizados en la radioinmunoterapia tradicional es deconstruido en dos componentes: un radioligando de molécula pequeña y un immunoconjugate que puede enlazar tanto un antígeno de tumor y el ya mencionado así. El immunoconjugate se inyecta primero y da una ventaja, a menudo varios días, durante el cual se acumula en el tejido diana y elimina de la sangre. Posteriormente, se administra el radioligando de molécula pequeña y combina con el immunoconjugate en el tumor o elimina rápidamente del cuerpo. En esencia, en vivo pretargeting se basa en realizar radiochemistry dentro del propio cuerpo. Al reducir la circulación de la radiactividad, este enfoque reduce la dosis de radiación a los tejidos sanos y simultáneamente facilita el uso de radionucleidos (p. ej., ⁶⁸Ga, t_½ = min 68²¹¹; Como t_½ = 7,2 h) con vida media que normalmente se considera incompatible con vectores basados en anticuerpos.

A partir de la década de 1980, un puñado de diferentes enfoques en vivo pretargeting han sido desarrollados, incluyendo estrategias basadas en la interacción estreptavidina-biotina, tienen anticuerpos y la hibridación de complementarios oligonucleótidos^{14,15,16,17,18}. Pero cada uno se ha celebrado nuevamente en diversos grados por complicaciones, más famosa la inmunogenicidad potente de anticuerpos modificados de estreptavidina^19,20. En los últimos cinco años, nuestro grupo y otros han desarrollado un enfoque en vivo pretargeting basa en la ligadura rápido y bioorthogonal inversa electrónica demanda Diels-Alder entre transporte– cyclooctene (TCO) y tetrazina (Tz) ^2122,de^,23,24. La más exitosa de estas estrategias ha utilizado un anticuerpo modificado de TCO y un radioligando Tz-cojinete, como TCO es normalmente más estable en vivo que su Tz socio (figura 1)^25,26. Como en otras metodologías pretargeting, el immunoconjugate mAb-TCO es administrado en primer lugar y dado el tiempo para borrar de la circulación y se acumulan en el tejido del tumor. Posteriormente, se inyecta el radioligando Tz de molécula pequeña, después de lo cual hace clic con el immunoconjugate dentro del tejido de destino o elimina rápidamente del cuerpo. Esta en vivo pretargeting estrategia ha demostrado ser altamente eficaz para PET y SPECT proyección de imagen con varios sistemas diferentes anticuerpos/antígeno, constantemente produciendo imágenes con alto contraste y que permite el uso de radionuclides de breve duración tales como ¹⁸ F (t_½ = 109 min) y ⁶⁴(t_1/2 = 12,7 h)^21,22,24. Más recientemente, la eficacia de la base haga clic en la radioinmunoterapia pretargeted (PRIT) ha demostrado en modelos murinos de la adenocarcinoma ductal pancreática (PDAC) y carcinoma colorrectal^27,28. Para ello, la terapéutica con radionúclidos ¹⁷⁷Lu (β_max = 498 keV, t_1/2 = 6,7 días) fue empleado junto con dos anticuerpos diferentes: 5B1, que apunta a antígeno carbohidrato 19.9 (CA19.9) ubicuo expresado en PDAC , y huA33, que dirige el A33, una glicoproteína transmembrana expresa en > 95% de los cánceres colorrectales. En ambos casos, este enfoque ¹⁷⁷Lu-PRIT produjo concentraciones de alta actividad en tejido tumoral creó un efecto terapéutico dependiente de la dosis y al mismo tiempo reduce las concentraciones de actividad en los tejidos sanos en comparación con el tradicional directamente-con la etiqueta radioimmunoconjugates.

En este artículo, describimos protocolos por PRIT usando un radioligando de ¹⁷⁷Lu-DOTA-labeled tetrazina (Lu-DOTA-PEG [¹⁷⁷Lu]₇– Tz) y una variante modificada de TCO del anticuerpo huA33 (huA33-TCO). Más específicamente, se describe la construcción de huA33-TCO (figura 2), la síntesis y de Lu-DOTA-PEG radiolabeling de [¹⁷⁷Lu]₇– Tz (figura 3 y figura 4) y el rendimiento de en vivo biodistribución y estudios longitudinales terapia en modelos murinos de carcinoma colorrectal. Además, en los resultados representativos y discusión, presentamos un conjunto de datos de muestra, posibles estrategias de dirección para la optimización de este enfoque y considerar esta estrategia en el contexto más amplio de en vivo pretargeting y PRIT. Por último, es importante tener en cuenta que si bien hemos optado por centrarse en pretargeting con huA33-TCO y [¹⁷⁷Lu] Lu-DOTA-PEG₇– Tz en este protocolo, esta estrategia es altamente modular y se puede adaptar a una amplia gama de anticuerpos y radionúclidos.