Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В данном исследовании описывается автоматизированный процесс производства [68Ga]Ga-3BP-3940 с помощью синтезатора GAIA V2 для ПЭТ-визуализации белка активации фибробластов. Также представлены результаты контрольных испытаний, проведенных на трех тестовых партиях.
На модуле синтеза GAIA был разработан быстрый и эффективный метод автоматизированного радиомечения галлия-68 3BP-3940, молекулярного зонда визуализации, нацеленного на белок активации фибробластов для позитронно-эмиссионной томографической визуализации микроокружения опухоли. Условия реакции включали ацетатный буфер (конечная концентрация: 0,1 М), метионин в качестве антирадиолизного агента (конечная концентрация: 5,4 мг/мл) и 30 мкг 3BP-3940 с нагреванием в течение 8 мин при 98 °C. Заключительная стадия очистки картриджа C18 была необходима для получения продукта высокой чистоты, маркированного радиоактивными веществами. В отличие от этого, 68Ga, произведенный генератором, использовался непосредственно без ступени концентрации на катионообменном картридже. Производство трех валидационных партий подтвердило надежность метода, позволив синтезировать [68Ga]Ga-3BP-3940 за 22,3 ± 0,6 мин с высокой радиохимической чистотой (RCP), что определяется как радио-ВЭЖХ (99,1% ± 0,1%), так и радио-ТСХ (99,2% ± 0,1%). Средний радиохимический выход, основанный на значениях RCP, измеренных с помощью радио-ВЭЖХ, составил 74,4% ± 3,3%. Стабильность препарата с радиоактивной меченкой была продемонстрирована в течение 4 ч после приготовления. Этот протокол обеспечивает надежную, быструю и эффективную методологию получения [68Ga]Ga-3BP-3940, который может быть легко перенесен в клинические условия.
В последние годы воздействие на микроокружение опухоли (TME) привлекло значительный интерес в диагностических и терапевтических приложениях1. Обилие типов клеток, сигнальных молекул и макромолекул внеклеточного матрикса (ВКМ) в ТМЭ предлагает широкий спектр потенциальных молекулярных мишеней2. Среди резидентных и инфильтрирующих клеток-хозяев канцеассоциированные фибробласты (CAF) образуют отдельное подмножество фибробластов в пределах TME, фенотипически отличающееся от нормальных фибробластов. CAF играют решающую роль в прогрессировании опухоли, метастазировании, уклонении от иммунитета и резистентности к терапии благодаря уникальным клеточным и молекулярным характеристикам3. Эти мезенхимальные клетки демонстрируют активированный фенотип, характеризующийся экспрессией белка активации фибробластов (FAP). Молекулярно КАФ секретируют сложный набор цитокинов, хемокинов, факторов роста (например, TGF-β, IL-6 и CXCL12) и белков ВКМ (например, коллагена, фибронектина), которые ремоделируют ВКМ и способствуют созданию проопухолевой среды4.
Будучи высокоспецифичным белком, который сверхэкспрессируется и локализован на внеклеточной поверхности мембраны CAF, FAP обладает всеми характеристиками надежной молекулярной мишени, особенно для ядерной медицины и радиофармацевтических применений. В этом контексте были разработаны и быстро внедрены в клиническое применение низкомолекулярные ингибиторы FAP на основе хинолина (FAPI), функционализированные с группой DOTA 6,7,8. В частности, FAPI-04 и FAPI-46, меченные галлием-68 (β+ излучателем, t1/2 = 68 мин) для визуализации позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), продемонстрировали значительную ценность при фиброзных заболеваниях, кардиологии и онкологии 8,9, особенно при раке, где [18F]фтордезоксиглюкоза ([18F]ФДГ) имеет ограниченную полезность10. Однако, несмотря на то, что их вклад в визуализацию онкологии и доброкачественных заболеваний неоспорим, низкомолекулярные FAPI демонстрируют определенные ограничения для применения таргетной радионуклидной терапии (TRT), в частности, из-за их неоптимального времени внутриопухолевого пребывания, что может привести к непреднамеренному облучению здоровых тканей11. Для решения этой проблемы было изучено несколько стратегий, таких как разработка поливалентных лигандов11,12 или использование терапевтических радионуклидов с коротким периодом полураспада 13,14,15. Также были разработаны новые молекулярные каркасы с высоким сродством к FAP и вызывающие высокую долю интернализации клеток.
Одним из таких является производное псевдопептида FAP-2286. Он содержит последовательность из 7 аминокислот, циклизованную и связанную с хелатором DOTA 1,3,5-бензолтриметиоловым фрагментом16. Первоначальное исследование на людях показало, что [68Ga]Ga-FAP-2286 демонстрирует профиль биораспределения, аналогичный [68Ga]Ga-FAPI-46, с несколько более высоким физиологическим поглощением в печени, почках и сердце. В этом исследовании 64 пациентам, в основном с раком шеи, печени, желудка, поджелудочной железы, яичников и пищевода, проводилась ПЭТ-визуализация с использованием [68Ga]Ga-FAP-2286 для определения стадии рака или выявления рецидива: поглощение [68Ga]Ga-FAP-2286 было заметно выше, чем [18F]FDG в первичных опухолях, метастазах в лимфатических узлах и отдаленных метастазах, что улучшало контрастность изображения и обнаруживаемость поражений. Все первичные опухоли были видны при ПЭТ/КТ с [68Ga]Ga-FAP-2286, в то время как ПЭТ/КТ с [18F]FDG пропустила почти 20% поражений. Для пораженных лимфатических узлов частота обнаружения была выше при использовании [68Ga]Ga-FAP-2286, а также для костных и висцеральных метастазов. Другое исследование в небольшой группе из 21 пациента с различными онкологическими заболеваниями также продемонстрировало превосходную чувствительность этого средства визуализации, отражая диагностическую эффективность [68Ga]Ga-FAP-228618. Более конкретные исследования были сосредоточены на одном типе рака, таком как уротелиальный рак или рак легких, что еще раз подчеркивает высокий потенциал [68Ga]Ga-FAP-2286 для клинической молекулярной визуализации 4,5. Что касается терапии, в предварительном исследовании изучалось использование FAP-2286, меченного лютецием-177 (β-эмиттер, t1/2 = 6,7 d) у11 пациентов с различными прогрессирующими метастатическими опухолями. Большинство пациентов получали два цикла лечения с интервалом в 8 недель, а средняя вводимая доза за цикл составляла 5,8 ± 2,0 ГБк [177]Lu-FAP-2286. Препарат продемонстрировал длительную внутриопухолевую ретенцию с эффективным периодом полувыведения около 44 ч в метастазах в кости. Учитывая приемлемые побочные эффекты, эти результаты проложили путь к более масштабным клиническим испытаниям: безопасность и эффективность [177Lu]Lu-FAP-2286 в настоящее время оцениваются в клиническом исследовании фазы 1/2 LuMIERE, спонсируемом компанией Novartis (NCT04939610)7,8. Дальнейшие протоколы исследований меньшего масштаба задокументированы в литературе 9,20, а также опубликованы многочисленные клинические случаи 21,22,23,24,25,26, демонстрирующие эффективность и отличную переносимость этой ЗГТ.
Минимальные конструктивные изменения, произведенные на ФАП-2286, привели к созданию оптимизированного аналога 3ВР-3940 (рис. 1)27. Хотя научная литература по этой векторной молекуле остается ограниченной, ранние исследования проводились как для визуализации, так и для терапевтических применений. В предварительном отчете описывается использование [68Ga]Ga-3BP-3940 у 18 пациентов с различными метастатическими карциномами терминальной стадии и делается вывод о том, что этот радиофармпрепарат является подходящим средством для визуализации ПЭТ, подчеркивая его отличное отношение опухоли к фону и оченьнизкое поглощение почками. В другой работе один пациент с раком поджелудочной железы с метастазами в печень получил 150 МБк [68Ga]Ga-3BP-3940 для ПЭТ-визуализации, что продемонстрировало интенсивное поглощение в первичной опухоли и метастатических поражениях29. Тот же пациент впоследствии получил однократную дозу 9,7 GBq [177Lu]Lu-3BP-3940 для TRT. Лечение хорошо переносилось, без существенных изменений в жизненных показателях и биологических параметрах. В другом исследовании были представлены первоначальные результаты тераностического подхода с использованием 3BP-3940 на людях: пациенты были отобраны с помощью ПЭТ-визуализации [68Ga]Ga-3BP-3940, а затем получили 3BP-3940, меченный различными изотопами (177Lu, 90Y или 225Ac), вводимые отдельно или в тандемных комбинациях ( например, 177Lu + 225Ac) в течение 1-5 циклов лечения30. Исходы включали одну полную ремиссию, четыре частичные ремиссии, три стабильных заболевания и 12 прогрессирующих заболеваний. Медиана общей выживаемости когорты (n = 28) составила 9 месяцев от начала ЗГТ.
Рисунок 1: Химическая структура [68Ga]Ga-3BP-3940. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Процесс радиомечения 68млрд лет для экспериментальных радиофармацевтических препаратов, таких как FAP-2286 и 3BP-3940, обычно включает в себя модуль синтеза для автоматизации стадии подготовки. Следует отметить, что автоматизация метода обеспечивает надежность технологического процесса и соответствие требованиям GMP, а также минимизирует лучевую нагрузку на оператора по сравнению с ручными методами подготовки 31,32,33. Во многих случаях регулирующие органы ожидают, что такой протокол будет включен в состав досье на исследуемый лекарственный препарат (IMPD) до выдачи разрешения центру на производство соответствующего экспериментального радиофармпрепарата34. На сегодняшний день в литературе 29,35,36,37,38 имеется очень мало подробной информации об автоматизированном радиомечении 68Ga анти-FAP псевдопептидов. Более того, приведенные данные, как правило, относятся только к данной модели синтезатора. Тип используемого генератора 68Ga также может иметь определенную специфику, поскольку различные коммерчески доступные решения характеризуются определенными объемами элюата 68Ga3+ в HCl (обычно 0,1 М), что может оказывать непосредственное влияние на условия автоматизированного радиоактивного мечения.
В этом контексте мы представляем подробный протокол для быстрого и эффективного автоматизированного радиомечения псевдопептида 3BP-3940 с 68Ga, с использованием модуля синтеза GAIA V2. Этот синтезатор основан на использовании набора трубок, состоящего из трех рамп по пять коллекторов каждая, соединенных с перистальтическим насосом для управления потоком жидкости. Он также оснащен печью для нагрева реакционной среды, несколькими зондами радиоактивности и датчиком давления для контроля этих параметров в системе. Несмотря на то, что этот автомат не так широко распространен, как некоторые другие модели, он регулярно используется в нашем центре и устанавливается во все большем числе объектов 31,39,40,41,42,43,44. В этой работе использовался генератор GALLIAD 68Ge/68Ga без предварительной очистки элюата 68Ga. Этот метод разработан для того, чтобы предложить надежное, быстрое и удобное решение для производства [68Ga]Ga-3BP-3940, а также оптимизировать радиационную защиту операторов во время радиоактивного мечения. Это также первый протокол подготовки данного радиофармпрепарата, о котором сообщается на этой конкретной модели синтезатора, причем с такой подробностью.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол предполагает работу с радиоизотопами. Любой, кто проводит эту процедуру, должен быть должным образом обучен обращению с незапечатанными радиоактивными материалами и должен получить одобрение от сотрудника по радиационной безопасности своего учреждения. Автоматизированный синтезатор должен быть помещен в специальную экранированную горячую камеру. Любые ручные процедуры, связанные с радиоактивными материалами, также должны выполняться в экранированной горячей камере или за соответствующей радиационной защитой.
1. Приготовление реагентов
ПРИМЕЧАНИЕ: Реагенты, необходимые для автоматизированного производства [68Ga]Ga-3BP-3940 (см. Таблицу материалов), были приготовлены в установке подготовки радиофармацевтических препаратов (чистое помещение класса C по стандарту GMP). Реагенты могут быть приготовлены в любом порядке и за 2 ч до синтеза.
2. Подготовка оборудования к контролю качества
3. Подготовка модуля синтеза
4. Подготовка кассеты синтеза и кассетной установки
Рисунок 2: Конфигурация модуля синтеза. (A) Настройка для автоматического синтеза [68Ga]Ga-3BP-3940 в модуле синтеза. (B) Подробная информация о позициях реагентов для автоматизированного производства [68Ga]Ga-3BP-3940 с использованием модуля синтеза GAIA. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
5. Установка реагентов
Рисунок 3: Настройка комплекта. Окончательная установка набора трубок и реагентов на синтезатор для радиоактивного мечения 3BP-3940 с 68Ga. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
6. Автоматизированная последовательность радиоактивного мечения для производства [68Ga]Ga-3BP-3940
Рисунок 4: Типичный профиль распределения радиоактивности в модуле. (A) реакционный флакон; (B) Картридж C18 во время синтеза [68Ga]Ga-3BP-3940. Поступление элюата 68Ga в реакционную пробирку происходит через 6 мин. Активность сохраняется в реакционном флаконе на протяжении всей реакции радиоактивного мечения. Через 16 минут активность переносится на картридж SPE. Картридж элюируется через 19,5 мин, после чего остаточная активность в размере около 150 МБк остается на неподвижной фазе. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
7. Дозирование и контроль качества [68Ga]Ga-3BP-3940
8. Стабильность препарата [68Ga]Ga-3BP-3940
Процесс синтеза, разработанный на модуле GAIA, позволяет быстро мечать 3BP-3940 методом 68млрд лет за 21-22 минуты. Данный протокол был разработан для работы с фармацевтическим генератором GALLIAD класса 68Ge/68Ga, который производит 1,1 мл элюата 68Ga в 0,1 М HCl. Объ?...
В данной работе представлен соответствующий требованиям GMP протокол автоматизированной подготовки синтеза [68Ga]Ga-3BP-3940 с использованием модуля GAIA и генератора GALLIAD. Этот метод был адаптирован из протоколов, используемых в нашем центре радиоактивного мечения гал?...
Авторы не имеют коммерческих партнерств или источников финансирования, которые могли бы привести к реальному или предполагаемому конфликту интересов, связанных с этой работой.
Авторы благодарят Ясмин Суали, Стефана Рено и Элоди Гавен за их помощь в подготовке реакций радиоактивного мечения, представленных в данной рукописи.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.2 µ filters | VWR | 514-0515 | For filtration of buffer and antioxidant solutions and final radiolabeling product |
Acetonitrile for HPLC | Sigma Aldrich | 34851-2.5L | For HPLC control of radiochemical purity |
Ammonium acetate | Sigma Aldrich | 238074 | For the preparation of one of the mobile phases for TLC control |
C18 column for HPLC | VWR | EQV-3C18-1503 | For HPLC control of radiochemical purity |
Calibrated dose calibrator (CRC25) | Capintec | - | For measuring the radioactivity of the final product and the various components of the module post-synthesis |
Citrate buffer solution, pH 4 | Thermofisher | 258585000 | Mobile phase for TLC controls |
Eppendorf tube 5 mL Biopur | Sigma Aldrich | EP0030119479 | For the preparation of buffer and antioxidant solutions |
Extension line (30 cm) | Vygon | 1159.03 | For the connection of the generator to the tubing set |
Gallium-68 generator | IRE Elit | - | For in situ generation of [68Ga]gallium chloride |
Gamma counter (Hidex AMG) | Hidex | - | For half-life and radiochemical purity assessment |
HPLC station | Shimadzu | - | For HPLC control of radiochemical purity |
iTLC-SG plates | Agilent | SGI0001 | For TLC control of radiochemical purity |
L-methionine | AppliChem | A1340 | For antioxidant solution preparation |
Male/male adapter | Vygon | 893.00 | For the connection of the generator to the tubing set |
Methanol | Sigma Aldrich | 320390-1L | For the preparation of one of the mobile phases for TLC control |
Needles (21G, Sterican) | B Braun | 4657543B | For solution transfers prior to radiolabeling |
pH paper | VWR | 85409.600 | To test the pH of the radiolabelling product |
Pipette 1000 µL (Gilson PIPETMAN) | Fisher Scientific | 12346132-1000 | For precise liquid measurement and transfer |
Pipette 200 µL (Gilson PIPETMAN) | Fisher Scientific | 12326132-200 | For precise liquid measurement and transfer |
Pipette Tips, 100-1000 μL | Charles River | D1000IW | For precise liquid measurement and transfer |
Pipette Tips, 2-200 μL | Charles River | D200IW | For precise liquid measurement and transfer |
Radiochromatograph | Elysia-Raytest | - | For TLC control of radiochemical purity |
Radiosensor for HPLC | Elysia-Raytest | - | For HPLC control of radiochemical purity |
Reagents kit | ABX | RT-101 | Provides ethanol 60%, NaCl 0.9%, WFI bag, C18 cartridge, 0.2 µ terminal filter, aeration needles, terminal needle and waste vial |
Shielded container | LemerPax | For radiation attenuation of the radiolabeling product | |
Single-use plastic spatula | Corning | 3005 | For the preparation of reagents |
Sodium acetate trihydrate EMPROVE | Sigma Aldrich | 1.28204 | For reaction buffer preparation |
Sterile sealed vials (glass type 1) | Curium | TC-ELU-5 | For final conditioning of buffer, antioxidant and radiolabeling solutions |
Sterile tubing set | ABX | RT-01-H | For automated synthesis of [68Ga]Ga-3BP-3940 |
Sterile water for irrigation | B Braun | 0082479E | For the preparation of one of the mobile phases for TLC control |
Synthesis module (GAIA) | Elysia-Raytest | - | For automated synthesis of [68Ga]Ga-3BP-3940 |
Syringe (1 mL, low dead-volume) | B Braun | 9166017V | For peptide in buffer conditionning and addition of methionine in NaCl 0.9% |
Syringes (10 mL) | Becton Dickinson | 309649 | For methionine in NaCl 0.9% and conditionning |
Syringes (3 mL) | Becton Dickinson | 309658 | For methionine and ethanol 60% conditionning |
TLC migration tanks | Fisher Scientific | 50-212-281 | For TLC control of radiochemical purity |
Trifluoroacetic acid (suitable for HPLC) | Sigma Aldrich | 302031-100ML | For HPLC control of radiochemical purity |
Tubes for gamma counter | - | - | For half-life and radiochemical purity assays preparation |
Ultrasonic bath | Selecta | 3000683 | For sonication of prepared solutions |
Vector molecule (3BP-3940) | MedChemExpress | HY-P10131 | Vector molecule to be radiolabeled |
Vial for HPLC with glass insert | Sigma Aldrich | 29385-U and SU860066 | For HPLC control of radiochemical purity |
Vortex mixer | VWR | 444-5900P | For stirring the prepared solutions |
Water for HPLC | Sigma Aldrich | 34877-2.5L-M | For HPLC control of radiochemical purity |
Water for injection, 10 mL flasks | Aguettan | 34009 370 641 0 1 | For solutions preparation |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены