A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
طورت هذه الدراسة طريقة غير جراحية وفي الوقت الفعلي لتقييم توزيع ليجند الموت المبرمج 1 في الجسم كله ، بناء على التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني لمضاد D-dodecapeptide [68Ga]. هذه التقنية لها مزايا على الكيمياء المناعية التقليدية وتحسن كفاءة تحديد المرضى المناسبين الذين سيستفيدون من علاج حصار نقاط التفتيش المناعية.
أحدث تطوير علاج حصار نقاط التفتيش المناعية على أساس بروتين موت الخلايا المبرمج 1 (PD-1) / رابط الموت المبرمج 1 (PD-L1) ثورة في علاجات السرطان في السنوات الأخيرة. ومع ذلك ، فإن جزءا صغيرا فقط من المرضى يستجيبون لمثبطات PD-1 / PD-L1 ، بسبب التعبير غير المتجانس ل PD-L1 في الخلايا السرطانية. يمثل عدم التجانس هذا تحديا في الكشف الدقيق عن الخلايا السرطانية من خلال نهج الكيمياء الهيستولوجية المناعية (IHC) الشائع الاستخدام. يستدعي هذا الوضع طرقا أفضل لتقسيم المرضى الذين سيستفيدون من علاج حصار نقاط التفتيش المناعية ، لتحسين فعالية العلاج. يتيح التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) التصور في الوقت الفعلي لتعبير PD-L1 لكامل الجسم بطريقة غير جراحية. لذلك ، هناك حاجة لتطوير مقتفيات مشعة للكشف عن توزيع PD-L1 في الأورام من خلال التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني.
بالمقارنة مع نظيراتها L ، فإن الببتيدات dextrorotary (D) لها خصائص مثل المقاومة المحللة للبروتين ونصف عمر الأيض المطول بشكل ملحوظ. صممت هذه الدراسة طريقة جديدة للكشف عن تعبير PD-L1 بناء على التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ل 68ببتيد D-peptide مستهدف PD-L1 ، وهو مضاد D-dodecapeptide (DPA) ، في الفئران الحاملة للورم. أظهرت النتائج أن [68Ga] DPA يمكن أن يرتبط على وجه التحديد بأورام PD-L1 المفرطة في الجسم الحي ، وأظهر استقرارا مواتيا بالإضافة إلى قدرة تصوير ممتازة ، مما يشير إلى أن [68Ga] DPA-PET هو نهج واعد لتقييم حالة PD-L1 في الأورام.
كان اكتشاف بروتينات نقاط التفتيش المناعية طفرة في علاج الأورام ، وأدى إلى تقدم كبير في تطوير علاج حصار نقاط التفتيش المناعية1. بروتين موت الخلايا المبرمج 1 (PD-1) وبروتين الموت المبرمج 1 (PD-L1) هما هدفان محتملان للأدوية مع العديد من الأجسام المضادة المعتمدة من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA). يتم التعبير عن PD-1 بواسطة الخلايا المناعية المتسللة إلى الورم ، مثل خلايا CD4 + و CD8 + T والخلايا التائية التنظيمية. PD-L1 هي واحدة من روابط PD-1 ، والتي يتم التعبير عنها بشكل مفرط في مجموعة متنوعة من الخلايا السرطانية 2,3. يؤدي التفاعل بين PD-1 و PD-L1 إلى تعطيل PD-1 ، وبالتالي قمع الاستجابة المناعية المضادة للأورام4. تشير هذه النتائج إلى أن تثبيط PD-L1 يمكن أن يحسن التأثير القاتل للخلايا المناعية ويزيل الخلايا السرطانية5. حاليا ، الكيمياء الهيستولوجية المناعية الكروموجينية (IHC) هي النهج الأكثر استخداما لتحديد المرضى الذين من المرجح أن يستجيبوا للعلاج المناعي عند نقاط التفتيش 6,7. ومع ذلك ، نظرا للتعبير غير المتجانس ل PD-L1 في الخلايا السرطانية ، لا يمكن لنتائج IHC من الخزعات توفير معلومات دقيقة حول تعبير PD-L1 في المرضى8. أفادت الدراسات السابقة أن 20٪ -40٪ فقط من المرضى يحصلون على فوائد طويلة الأجل من علاج حصار نقاط التفتيش المناعية1،9،10. لذلك ، هناك حاجة ملحة لتطوير طريقة جديدة للتحايل على النتائج السلبية الكاذبة الناجمة عن التعبير غير المتجانس لبروتينات نقاط التفتيش المناعية هذه.
تتيح تقنية التصوير الجزيئي ، مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) ، التصور في الوقت الفعلي للجسم كله بطريقة غير جراحية ، وبالتالي يمكن أن تتفوق على طريقة IHC التقليدية11،12،13. الأجسام المضادة ذات العلامات الإشعاعية والببتيدات والجزيئات الصغيرة هي مقتفيات واعدة لمراقبة تعبير PD-L1 في مرضى السرطان14،15،16،17،18،19،20،21،22،23،24،25. وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على ثلاثة أجسام مضادة أحادية النسيلة علاجية PD-L1: أفيلوماب ، أتيزوليزوماب ، ودورفالوماب26. تم توثيق متتبعات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني المناعي القائمة على هذه الأجسام المضادة جيدا27،28،29،30،31،32. كشفت التجارب السريرية في المراحل المبكرة عن قيمة محدودة للتطبيق السريري ، بسبب الحرائك الدوائية غير المواتية30. بالمقارنة مع الأجسام المضادة ، تظهر الببتيدات خلوصا أسرع للدم والأعضاء من الأعضاء السليمة ، ويمكن تعديلها كيميائيا بسهولة33. تم الإبلاغ عن ببتيدات متعددة ذات صلات عالية ل PD-1 / PD-L12 ؛ WL12 هو ببتيد تم الإبلاغ عنه يظهر ارتباطا محددا ب PD-L134. تم الإبلاغ عن أن المتتبعات ذات العلامات الإشعاعية ، [64Cu] WL12 و [68Ga] WL12 و [18F] FPyWL12 ، تظهر قدرة عالية على استهداف الورم في الجسم الحي ، مما يسمح بحصاد صور عالية الجودة لتعبير PD-L1 في الأورام26،35،36،37. علاوة على ذلك ، أظهر أول تقييم بشري ل WL12 المسمى إشعاعيا أن [68Ga] WL12 (مخلب بواسطة NOTA) لديه إمكانات آمنة وفعالة لتصوير الورم السريري38. نظرا لاحتوائه على نسبة عالية من الكارهة للماء والامتصاص العالي للكبد السليم ، فإن WL12 له استخدام سريري محدود. كما أظهرت ببتيدات الملصقات الإشعاعية الأخرى ، مثل TPP1 و SETSKSF ، والتي ترتبط على وجه التحديد ب PD-L1 ، استقرارا وخصوصية محتملين لتصور تعبير PD-L1 لكامل الجسم39,40. ومع ذلك ، فإن الببتيدات غير المعدلة تتحلل بسهولة بواسطة البروتياز ، ويتم استقلابها بسرعة عن طريق الكلى. تم استخدام الببتيدات Dextrorotary (D) على نطاق واسع كوسطاء فعالين ، بسبب ضعف استقرار الببتيدات اليسرى (L)41،42،43. الببتيدات D شديدة المقاومة للتحلل البروتيني ولها نصف عمر أيضي طويل بشكل ملحوظ. بالمقارنة مع نظيراتها L ، تظهر الببتيدات D في الغالب قدرات ربط محددة44،45،46.
صممت هذه الدراسة طريقة جديدة للكشف عن تعبير PD-L1 ، استنادا إلى تصوير PET لببتيد D المستهدف ب 68Ga ، مضاد D-dodecapeptide (DPA) ، في نموذج فأر حامل للورم47. تمت دراسة استقرار [68Ga] DPA لأول مرة في محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) ومصل الفأر ، وبعد ذلك تم اختبار تقارب الارتباط ل [68Ga] DPA في أورام PD-L1 المفرطة التعبير. بعد ذلك ، تم إجراء التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني في نماذج xenograft للورم الأرومي الدبقي لتأكيد ما إذا كان [68Ga] DPA هو متتبع PET المثالي لمراقبة تعبير PD-L1 في الأورام. لا يوفر الجمع بين التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني و DPA نهجا جديدا للتغلب على التحديات المرتبطة بالتعبير غير المتجانس ل PD-L1 فحسب ، بل يضع أيضا الأساس لتطوير المقتفيات الإشعاعية القائمة على الببتيد D.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تمت الموافقة على إجراءات التجارب على من قبل لجنة أخلاقيات بجامعة نانجينغ الطبية أو المعاهد الوطنية لعلوم وتكنولوجيا الكم. تم إجراء تجارب الفئران بدقة وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية للجنة رعاية واستخدام المختبر.
1. تخليق الببتيد
2. 68Ga وضع العلامات الإشعاعية
تم إنشاء NOTE 68Ga داخليا في مستشفى نانجينغ الأول (نانجينغ ، الصين) باستخدام مولد 68Ge / 68Ga.
3. اختبار استقرار التتبع
4. تحليل تعبير PD-L1 عن طريق قياس التدفق الخلوي
5. الكيمياء المناعية
6. تجربة الامتصاص والتثبيط الخلوي
7. التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني
ملاحظة: قم بإجراء تصوير PET للحيوانات الصغيرة ، باستخدام ماسح ضوئي PET صغير يوفر 159 قسما محوريا عرضيا متباعدا بمقدار 0.796 مم (من المركز إلى المركز) ، مع مجال رؤية أفقي يبلغ 10 سم ومجال رؤية محوري يبلغ 12.7 سم. يتم تنظيم جميع البيانات التي تم جمعها في وضع القائمة في sinograms ثلاثية الأبعاد. ثم يتم إعادة تجميع فورييه في سينوغرامات ثنائية الأبعاد (الإطار × دقيقة: 4 × 1 ، 8 × 2 ، 8 × 5).
8. التوزيع الحيوي خارج الجسم الحي
9. الكيمياء الهيستولوجية المناعية
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
[68Ga] DPA وضع العلامات الإشعاعية والاستقرار
نموذج الببتيد ، DPA ، هو مضاد PD-L1 فعال. تم الحصول على DOTA-DPA بنقاوة >95٪ وعائد 68٪. لوحظت كتلة DOTA-DPA تجريبيا عند 1,073.3 ([M + 2H] 2+). 68يعتبر الغاليوم نويدات مشعة مناسبة لتسمية الببتيدات للتصوير المقطعي بالإصدار البوز...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تتضمن الخطوات الحاسمة الموضحة في هذه الطريقة وضع العلامات الفعالة من 68Ga إلى DPA واختيار نافذة زمنية مناسبة لتصوير التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، والتي يجب أن تتطابق تماما مع النمط الديناميكي الدوائي ل DPA في الورم.
على عكس IHC ، يتيح التصوير المقطعي بالإصدار البو...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
لم يتم الإعلان عن أي مصالح متنافسة.
تم دعم هذه الدراسة من قبل صندوق معهد البحوث المركزي غير الربحي التابع للأكاديمية الصينية للعلوم الطبية (رقم 2022-RC350-04) وصندوق CAMS للابتكار للعلوم الطبية (أرقام 2021-I2M-1-026 و 2022-I2M-1-026-1 و 02120101 و 02130101 و 2022-I2M-2-002).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA) | Merck | 60239-18-1 | 68Ga chelation |
3,3-diaminobenzidine (DAB) Kit | Sigma-Aldrich | D7304-1SET | Immunohistochemistry |
anti-PD-L1 monoclonal antibody | Wuhan Proteintech | 17952-1-ap | Immunohistochemistry: primary antibody |
BMS202 | Selleck | 1675203-84-5 | Competitive binding assay: inhibitor |
BSA | Merck | V900933 | Immunofluorescent : blocking |
DAPI | Merck | D9542 | Immunofluorescent: staining of nucleus |
Dichloromethane (DCM) | Merck | 34856 | Solvent |
DIPEA | Merck | 3439 | Peptide coupling |
EDC·HCl | Merck | E6383 | Activation of DOTA |
FBS | Gibco | 10099 | Cell culture: supplement |
FITC-conjugated anti-human IgG Fc Antibody | Biolegend | 409310 | Immunofluorescent: secondary antibody |
FITC-conjugated anti PD-L1 antibody | Biolegend | 393606 | Flow cytometry: direct antibody |
HCTU | Energy Chemical | E070004-25g | Peptide coupling |
HRP labeled goat anti-rabbit antibody | Servicebio | GB23303 | Immunohistochemistry: secondary antibody |
Hydroxysuccinimide (NHS) | Merck | 130672 | Activation of DOTA |
MeCN | Merck | PHR1551 | Solvent |
Morpholine | Merck | 8.06127 | Fmoc- deprotection |
NMP | Merck | 8.06072 | Solevent |
Paraformaldehyde | Merck | 30525-89-4 | Fixation of tissues |
PBS | Gibco | 10010023 | Cell culture: buffer |
Penicillin-streptomycin | Gibco | 10378016 | Cell culture: supplement |
RIA tube | PolyLab | P10301A | As tissue sample container |
RPMI-1640 medium | Gibco | 11875093 | Cell culture: basic medium |
Sodium acetate | Merck | 1.06264 | Salt for buffer |
Trypsin-EDTA | Gibco | 25200056 | Cell culture: dissociation agent |
U87MG cell line | Procell Life Science & Technology Co | CL-0238 | Cell model |
Equipment | |||
68Ge/68Ga generator | Isotope Technologies Munich, ITM | Not applicable | Generation of [68Ga] |
Autogamma counter | Perkin Elmer | Wizard2 | Detection of radioactivity |
Confocal fluorescent microscopy | Keyence | Observation of immunofluorescent results | |
Flow cytometer | Becton Dickinson, BD | LSRII | Monitoring the PD-L1 positive cells |
High-performance liquid chromatography (HPLC) | SHIMAZU | LC-20AT | Purification of DPA peptide |
PET scanner | Siemens Medical Solutions | Inveon MultiModality System | PET imaging |
Optical microscopy | Nikon | Eclipse E100 | Observation of immunohistochemistry results |
Solid phase peptide synthesizer | Promega Vac-Man Laboratory Vacuum Manifold | LOT#11101 | Synthesis of DPA-DOTA peptide |
Software | |||
ASIPro | Siemens Medical Solutions | Not applicable | Analysis of PET-CT results |
FlowJo | Becton Dickinson, BD | FlowJo 7.6.1 | Analysis of the flow cytometer results |
Inveon Acquisition Workplace (IAW) | Siemens Medical Solutions | Not applicable | Management of PET mechine |
Prism | Graphpad | Prism 8.0 | Analysis of the data |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved