Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Bu çalışma, [68Ga] D-dodekapeptid antagonistinin pozitron emisyon tomografik görüntülemesine dayanarak, programlanmış ölüm ligandı 1'in tüm vücuttaki dağılımını değerlendirmek için invaziv olmayan ve gerçek zamanlı bir yöntem geliştirmiştir. Bu tekniğin konvansiyonel immünohistokimyaya göre avantajları vardır ve immün kontrol noktası blokaj tedavisinden fayda görecek uygun hastaları belirleme etkinliğini artırır.
Programlanmış hücre ölüm proteini 1 (PD-1)/programlanmış ölüm ligandı 1'e (PD-L1) dayalı immün kontrol noktası blokaj tedavisinin geliştirilmesi, son yıllarda kanser tedavilerinde devrim yaratmıştır. Bununla birlikte, tümör hücrelerinde PD-L1'in heterojen ekspresyonu nedeniyle hastaların sadece bir kısmı PD-1 / PD-L1 inhibitörlerine yanıt verir. Bu heterojenlik, yaygın olarak kullanılan immünohistokimya (IHC) yaklaşımı ile tümör hücrelerinin kesin olarak saptanmasında bir zorluk teşkil etmektedir. Bu durum, tedavi etkinliğini artırmak için immün kontrol noktası blokaj tedavisinden fayda görecek hastaları sınıflandırmak için daha iyi yöntemler gerektirmektedir. Pozitron emisyon tomografisi (PET), tüm vücut PD-L1 ekspresyonunun noninvaziv bir şekilde gerçek zamanlı olarak görüntülenmesini sağlar. Bu nedenle, PET görüntüleme yoluyla tümörlerde PD-L1 dağılımını tespit etmek için radyoaktif işaretli izleyicilerin geliştirilmesine ihtiyaç vardır.
L-muadilleriyle karşılaştırıldığında, dekstrorotary (D)-peptitler, proteolitik direnç ve oldukça uzun metabolik yarılanma ömürleri gibi özelliklere sahiptir. Bu çalışma, tümör taşıyan farelerde bir D-dodekapeptid antagonisti (DPA) olan 68Ga etiketli PD-L1 hedefli D-peptidin PET görüntülemesine dayalı PD-L1 ekspresyonunu tespit etmek için yeni bir yöntem tasarladı. Sonuçlar, [68Ga] DPA'nın in vivo olarak PD-L1 aşırı eksprese eden tümörlere spesifik olarak bağlanabildiğini ve mükemmel görüntüleme yeteneğinin yanı sıra uygun stabilite gösterdiğini gösterdi, bu da [68Ga] DPA-PET'in tümörlerde PD-L1 durumunun değerlendirilmesi için umut verici bir yaklaşım olduğunu düşündürdü.
İmmün kontrol noktası proteinlerinin keşfi, tümör tedavisinde bir atılımdı ve immün kontrol noktası blokaj tedavisiningeliştirilmesinde büyük ilerlemelere yol açtı 1. Programlanmış hücre ölüm proteini 1 (PD-1) ve programlanmış ölüm ligandı 1 (PD-L1), Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylanan çeşitli antikorlara sahip potansiyel ilaç hedefleridir. PD-1, CD4+, CD8+ T hücreleri ve düzenleyici T hücreleri gibi tümöre sızan bağışıklık hücreleri tarafından eksprese edilir. PD-L1, çeşitli tümör hücrelerinde aşırı eksprese edilen PD-1 ligandlarından biridir 2,3. PD-1 ve PD-L1 arasındaki etkileşim, PD-1'i inaktive eder, böylece antitümör bağışıklık tepkisinibaskılar 4. Bu bulgular, PD-L1'in inhibisyonunun bağışıklık hücrelerinin öldürme etkisini artırabileceğini ve tümör hücrelerini ortadan kaldırabileceğini düşündürmektedir5. Şu anda, kromojenik immünohistokimya (IHC), immün kontrol noktası tedavisineyanıt verme olasılığı en yüksek olan hastaları belirlemek için en yaygın kullanılan yaklaşımdır 6,7. Bununla birlikte, tümör hücrelerinde PD-L1'in heterojen ekspresyonu nedeniyle, biyopsilerden elde edilen IHC sonuçları, hastalarda PD-L1 ekspresyonu hakkında doğru bilgi verememektedir8. Önceki çalışmalar, hastaların sadece %20-40'ının immün kontrol noktası blokaj tedavisindenuzun vadeli faydalar sağladığını bildirmiştir 1,9,10. Bu nedenle, bu bağışıklık kontrol noktası proteinlerinin heterojen ekspresyonunun neden olduğu yanlış negatif sonuçları atlatmak için yeni bir yöntem geliştirmeye acil bir ihtiyaç vardır.
Pozitron emisyon tomografisi (PET) gibi moleküler görüntüleme teknolojisi, tüm vücudun invaziv olmayan bir şekilde gerçek zamanlı olarak görselleştirilmesini sağlar ve böylece geleneksel IHC yönteminden daha iyi performans gösterebilir 11,12,13. Radyoaktif işaretli antikorlar, peptitler ve küçük moleküller, kanser hastalarında PD-L1 ekspresyonunu izlemek için umut verici izleyicilerdir 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25. FDA, üç PD-L1 terapötik monoklonal antikoru onayladı: avelumab, atezolizumab ve durvalumab26. Bu antikorlara dayanan immüno-PET izleyicileri iyi belgelenmiştir 27,28,29,30,31,32. Erken faz klinik çalışmalar, elverişsiz farmakokinetik nedeniyle klinik uygulama için sınırlı değer ortaya koymuştur30. Antikorlarla karşılaştırıldığında, peptitler sağlıklı organlardan daha hızlı kan ve organ temizliği sergiler ve kimyasal olarak kolayca değiştirilebilir33. PD-1 / PD-L1 için yüksek afiniteye sahip çoklu peptitler bildirilmiştir2; WL12, PD-L134'e spesifik bağlanma gösteren rapor edilmiş bir peptittir. Radyoaktif işaretli izleyicilerin, [64Cu] WL12, [68Ga] WL12 ve [18F] FPyWL12'nin, tümörlerde PD-L1 ekspresyonunun yüksek kaliteli görüntülerinin toplanmasına izin veren yüksek in vivo spesifik tümör hedefleme yeteneği gösterdiği bildirilmiştir 26,35,36,37. Ayrıca, radyoaktif işaretli WL12'nin ilk insan içi değerlendirmesi, [68Ga] WL12'nin (NOTA ile şelatlanmış) klinik tümör görüntüleme için güvenli ve verimli bir potansiyele sahip olduğunu göstermiştir38. Yüksek hidrofobikliği ve sağlıklı karaciğerde yüksek alımı nedeniyle, WL12'nin klinik kullanımı sınırlıdır. PD-L1'e spesifik olarak bağlanan TPP1 ve SETSKSF gibi diğer radyoaktif işaretleme peptitleri de tüm vücut PD-L1 ekspresyonunugörselleştirmek için potansiyel stabilite ve özgüllük göstermiştir 39,40. Bununla birlikte, modifiye edilmemiş peptitler proteazlar tarafından kolayca parçalanır ve böbrek tarafından hızla metabolize edilir. Dekstrorotary(D)-peptitler, solak (L)-peptitlerin 41,42,43 zayıf stabilitesi nedeniyle etkili aracılar olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. D-peptitler, proteolitik bozunmaya karşı aşırı dirençlidir ve oldukça uzun metabolik yarılanma ömürlerine sahiptir. L-muadilleriyle karşılaştırıldığında, D-peptitler çoğunlukla spesifik bağlanma yetenekleri gösterir 44,45,46.
Bu çalışma, tümör taşıyan bir fare modelinde 68Ga etiketli PD-L1 hedefli D-peptid, D-dodekapeptid antagonistinin (DPA) PET görüntülemesine dayanan PD-L1 ekspresyonunu tespit etmek için yeni bir yöntem tasarladı47. [68Ga] DPA'nın stabilitesi ilk olarak fosfat tamponlu salin (PBS) ve fare serumunda incelendi, daha sonra PD-L1 aşırı eksprese eden tümörlerde [68Ga] DPA'nın bağlanma afinitesi test edildi. Daha sonra, [68Ga] DPA'nın tümörlerde PD-L1 ekspresyonunu izlemek için ideal bir PET izleyici olup olmadığını doğrulamak için glioblastoma ksenogreft modellerinde PET görüntüleme yapıldı. PET görüntüleme ve DPA'nın kombinasyonu, PD-L1'in heterojen ekspresyonu ile ilişkili zorlukların üstesinden gelmek için yeni bir yaklaşım sağlamakla kalmaz, aynı zamanda D-peptit bazlı radyoizleyicilerin geliştirilmesinin temelini oluşturur.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Hayvan deney prosedürleri, Nanjing Tıp Üniversitesi Hayvan Etik Komitesi veya Ulusal Kuantum Bilimi ve Teknolojisi Enstitüleri tarafından onaylandı. Fare deneyleri, Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Komitesi'nin kurumsal yönergelerine sıkı sıkıya bağlı olarak gerçekleştirildi.
1. Peptit sentezi
2. 68Ga radyo etiketleme
NOT 68Ga, Nanjing First Hospital'da (Nanjing, Çin) 68Ge/68Ga jeneratör kullanılarak şirket içinde üretilmiştir.
3. İzleyici stabilite testi
4. PD-L1 ekspresyonunun akış sitometrisi ile analizi
5. İmmünositokimya
6. Hücresel alım ve inhibisyon deneyi
7. PET görüntüleme
NOT: 159 cm yatay görüş alanı ve 0.796 cm eksenel görüş alanı ile 10 mm aralıklı (merkezden merkeze) 12.7 enine eksenel kesit sağlayan bir mikro PET tarayıcı kullanarak küçük hayvan PET görüntülemesi gerçekleştirin. Liste modunda toplanan tüm veriler üç boyutlu sinogramlar halinde düzenlenir. Fourier daha sonra iki boyutlu sinogramlara yeniden birleştirilir (çerçeve × dk: 4 × 1, 8 × 2, 8 × 5).
8. Ex vivo biyodağıtım
9. İmmünohistokimya
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
[68Ga]DPA radyoetiketleme ve kararlılık
Model peptit, DPA, etkili bir PD-L1 antagonistidir. DOTA-DPA, %>95 saflık ve %68 verim ile elde edilmiştir. DOTA-DPA'nın kütlesi deneysel olarak 1,073.3'te ([M+2H]2+) gözlemlenmiştir. 68Galyum, PET görüntüleme için peptitleri etiketlemek için uygun bir radyonüklid olarak kabul edilir ve bu nedenle bu çalışma için seçilmiştir. DPA'yı 68Ga (yarı ömür: 68 dakika) i...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu yöntemde açıklanan kritik adımlar, 68Ga'nın DPA'ya etkili bir şekilde etiketlenmesini ve tümördeki DPA'nın farmakodinamik paternine mükemmel şekilde uyması gereken PET görüntüleme için uygun bir zaman penceresinin seçilmesini içerir.
IHC'nin aksine, PET görüntüleme, tüm vücut PD-L1 ekspresyonunun noninvaziv bir şekilde gerçek zamanlı olarak saptanmasını sağlayarak heterojen bir tümördeki her pozitif alanın görselleştirilmesine olanak tanır
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Çatışan çıkarlar beyan edilmez.
Bu çalışma, Çin Tıp Bilimleri Akademisi'nin kar amacı gütmeyen Merkezi Araştırma Enstitüsü Fonu (no. 2022-RC350-04) ve CAMS Tıp Bilimleri İnovasyon Fonu (no. 2021-I2M-1-026, 2022-I2M-1-026-1, 02120101, 02130101 ve 2022-I2M-2-002) tarafından desteklenmiştir.
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.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır