Name: mr molecular imaging of prostate cancer with a small molecular clt1 peptide targeted contrast agent
Uploaded: 2013-09-03T12:00:00
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Diese Arbeit wird teilweise von der American Heart Association GRA Frühling 09 Postdoctoral Fellowship (09POST2250268) und dem NIH R01 CA097465 unterstützt. Wir schätzen Dr. Wen Li und Dr. Vikas Gulani für MRI-Protokoll Test-und Setup, und Frau Yvonne Parker für ihre Unterstützung bei der Tumorimplantation.

Protokoll angepasst aus einer früheren Studie 11. 1. Konjugation von Gd-DOTA, um CLT1 Peptide <ol><li> Verwendung von Standard-Festphasenpeptidsynthese synthetisiert CLT1 Peptid (CGLIIQKNEC) von Fmoc-geschützten Aminosäuren an einer 2-Chlortritylchloridharz (1,0 mmol). </li><li> Nach Zugabe von endständigen Aminosäure, cyclisieren des linearen Peptids auf dem Harz mit Thallium (III) trifluoracetat (1,09 g, 2,0 mmol, 2 Äquivalente) in DMF (20 ml) bei 0 ° C für 2 Stunden. ...

<ol>
	<li>Brown, M. A., Semelka, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MRI Basic Principles and Applications. , (2003).</li><li>Artemov, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+magnetic+resonance+imaging+with+targeted+contrast+agents.">Molecular magnetic resonance imaging with targeted contrast agents.</a> J. Cell. Biochem. 90, 518-524 (2003).</li><li>Kalber, T. L., Kamaly, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+low+molecular+weight+folate+receptor+targeted+contrast+agent+for+magnetic+resonance+tumor+imaging.">A low molecular weight folate receptor targeted contrast agent for magnetic resonance tumor imaging.</a> Mol. Imaging Biol. 13, 653-662 (2011).</li><li>Schmieder, A. H., Winter, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+MR+imaging+of+melanoma+angiogenesis+with+alphanubeta3-targeted+paramagnetic+nanoparticles.">Molecular MR imaging of melanoma angiogenesis with alphanubeta3-targeted paramagnetic nanoparticles.</a> Magn. Reson. Med. 53, 621-627 (2005).</li><li>Mulder, W. J., Strijkers, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+molecular+imaging+and+fluorescence+microscopy+for+identification+of+activated+tumor+endothelium+using+a+bimodal+lipidic+nanoparticle.">MR molecular imaging and fluorescence microscopy for identification of activated tumor endothelium using a bimodal lipidic nanoparticle.</a> FASEB J. 19, 2008-2010 (2005).</li><li>Wang, S. J., Brechbiel, M., Wiener, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+a+new+MRI+contrast+agent+prepared+from+polypropyleneimine+dendrimers,+generation+2.">Characteristics of a new MRI contrast agent prepared from polypropyleneimine dendrimers, generation 2.</a> Invest. Radiol. 38, 662-668 (2003).</li><li>Amirbekian, V., Aguinaldo, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atherosclerosis+and+matrix+metalloproteinases:+experimental+molecular+MR+imaging+in+vivo.">Atherosclerosis and matrix metalloproteinases: experimental molecular MR imaging in vivo.</a> Radiology. 251, 429-438 (2009).</li><li>Overoye-Chan, K., Koerner, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EP-2104R:+a+fibrin-specific+gadolinium-Based+MRI+contrast+agent+for+detection+of+thrombus.">EP-2104R: a fibrin-specific gadolinium-Based MRI contrast agent for detection of thrombus.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 6025-6039 (2008).</li><li>Pilch, J., Brown, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptides+selected+for+binding+to+clotted+plasma+accumulate+in+tumor+stroma+and+wounds.">Peptides selected for binding to clotted plasma accumulate in tumor stroma and wounds.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 2800-2804 (2006).</li><li>Rohrer, M., Bauer, H., Mintorovitch, J., Requardt, M., Weinmann, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+magnetic+properties+of+MRI+contrast+media+solutions+at+different+magnetic+field+strengths.">Comparison of magnetic properties of MRI contrast media solutions at different magnetic field strengths.</a> Invest. Radiol. 40, 715-724 (2005).</li><li>Wu, X., Burden-Gulley, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+evaluation+of+a+peptide+targeted+small+molecular+Gd-DOTA+monoamide+conjugate+for+MR+molecular+imaging+of+prostate+cancer.">Synthesis and evaluation of a peptide targeted small molecular Gd-DOTA monoamide conjugate for MR molecular imaging of prostate cancer.</a> Bioconjugate Chem. 23, 1548-1556 (2012).</li><li>Burden-Gulley, S. M., Gates, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+molecular+diagnostic+of+glioblastomas:+detection+of+an+extracellular+fragment+of+protein+tyrosine+phosphatase+mu.">A novel molecular diagnostic of glioblastomas: detection of an extracellular fragment of protein tyrosine phosphatase mu.</a> Neoplasia. 12, 305-316 (2010).</li><li>McBride, J. 	. D., Birgit, H., Leatherbarrow, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resin-coupled+cyclic+peptides+as+proteinase+inhibitors.">Resin-coupled cyclic peptides as proteinase inhibitors.</a> Protein and Peptide. 3 (3), 193-198 (1996).</li><li>Cline, D. J., Thorpe, C., Schneider, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+method+for+facile+intramolecular+disulfide+formation+in+synthetic+peptides.">General method for facile intramolecular disulfide formation in synthetic peptides.</a> Anal. Biochem. 335 (1), 168-170 (2004).</li></ol>

Kritische Schritte Die richtige Auswahl der Biomarker und auf kleine Peptide Um erfolgreich zu entwickeln eine gezielte Kontrastmittel mit geringen Abmessungen, müssen zwei wichtige Punkte beachtet werden. Zunächst ist es wichtig, die richtige molekulare Biomarker, die reichlich in erkrankten Geweben mit wenig Präsenz in normalen Geweben vorhanden sind, zu wählen. Unsere ausgewählten krebsbedingte Biomarker, geronnen Plasmaproteine, erfüllt di...

Effektive Bildgebung bei Krebserkrankungen molekulare Ziele ist von großer Bedeutung, um die Richtigkeit der früheren Erkennung und Diagnose von Krebs verbessern. Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein leistungsfähiges klinischen Bildgebungsverfahren mit hoher räumlicher Auflösung und ohne ionisierende Strahlung ein. Allerdings ist keine gezielte Kontrastmittel für die MR klinischen Krebs molekulare Bildgebung zur Verfügung. Innovatives Design und Entwicklung von gezielten MRI-Kontrastmittel würde die Anwendung der MR-Bildgebung der molekularen Krebs stark voranzutreiben. Erhebliche Anstrengungen wurden unternommen, um gezielte Kontrastmittel für die MR-Bildgebung der Biomarker auf der Oberfläche von Krebszellen exprimiert zu entwickeln. Aufgrund der relativ geringen Sensitivität der MRT und niedriger Konzentration dieser Biomarker, ist es eine Herausforderung, genügend Kontrastverstärkung für eine effektive MR molekulare Bildgebung mit kleinen molekulare zielgerichtete Kontrastmittel 2,3 generieren. Um eine ausreichende Verstärkung zu erhalten, erfolg verschiedenen Delivery-Systemeh, wie Liposomen, Nanopartikel und Polymer-Konjugate mit einer hohen Nutzlast von paramagnetischen Gd (III)-Chelate sind vorbereitet, um lokale Konzentration von Kontrastmitteln an den Zielstellen 4,5 zu erhöhen. Obwohl diese Abgabesysteme konnten signifikante Tumorverstärkung in Tiermodellen zu erzeugen, in Folge ihrer großen Größen in langsame und unvollständige Ausscheidung aus dem Körper, was zu einer verlängerten Akkumulation toxischer Gd (III)-Ionen, die schwere Sicherheitsbedenken 6 verursachen kann. Kürzlich haben einige Studien gezeigt, dass die Grenzen der MRT für die molekulare Bildgebung kann durch Auswahl der richtigen molekularen Biomarkern mit hoher Orts Ausdruck in den Läsionen und mit kleinen molekularen Mittel, die leicht ausgeschieden werden können 7,8 überwunden werden. Das Schlüsselmerkmal dieser Mittel ist, dass sie molekulare Marker reichlich in den erkrankten Geweben mit geringer Anwesenheit in normalen Geweben vorhanden Ziel. Eine hohe Konzentration von Kontrastmittel können auf diese Ziele zu binden, was ausreiziente Kontrastverstärkung für eine effektive MR molekularen Bildgebung. Seit ihrer Größe kleiner als die renale Filtration Schwellenwert ist, kann ungebundenes Kontrastmittel leicht aus dem Körper mit reduziertem Hintergrundrauschen ausgeschieden werden. Wir haben eine universelle krebsbezogenen Biomarker geronnenen Plasma-Proteine, die in großen Mengen in Tumorstromas bestehen, ausgewählt, und werden selten in normalen Geweben 9 vorhanden. Wir synthetisierten eine gezielte Kontrastmittel, das eine kleine Zielpeptid CGLIIQKNEC (CLT1), die eine starke spezifische Bindung an das PC3 Prostata-Tumor-Modell 10, und vier Gd-DOTA Monoamid Chelate zeigten. Hier bieten wir eine Methodik für die MR-Bildgebung zur molekularen Krebstumoren in Mäusen zu erkennen.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Fmoc protected amino acids</td>
			<td>EMD Chemicals Inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DOTA-tris(t-Bu)</td>
			<td>TCI America</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PyBOP, HOBt, HBTU</td>
			<td>Nova Biochem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DIPEA, Thallium(III) trifluoroacetate, TIS</td>
			<td>Sigma-Aldrich Corp.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Texas Red, succinimidyl ester, single isomer</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>T20175</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Agilent 1100 HPLC system</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>ZORBAX 300SB-C18 PrepHT column</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>ICP-OES Optima 3100XL</td>
			<td>Perkin-Elmer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MALDI-TOF mass spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>AutoflexTM Speed</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Maestro FLEX In Vivo Imaging System</td>
			<td>Cambridge Research &amp; Instrumentation, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Biospec 7T MRI scanner</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

mr molecular imaging of prostate cancer with a small molecular clt1 peptide targeted contrast agent

Tumorextrazellulären Matrix hat Fülle von Krebs-verwandte Proteine, die als Biomarker für Krebs molekularen Bildgebung verwendet werden können. In dieser Arbeit haben wir gezeigt, effektive MR Krebs molekularen Bildgebung mit einer kleinen molekulares Peptid gezielt Gd-DOTA monoamid komplex wie eine gezielte MRT-Kontrastmittel spezifischen geronnen Plasmaproteinen in Tumor Stroma. Wir führten den Versuch, die Wirksamkeit des Mittels zum nicht-invasiven Nachweis von Prostata-Tumor in einer Maus MRI orthotopen PC-3-Prostatakrebs-Modell. Die gezielte Kontrastmittel wirksam war, um signifikante Tumorkontrastverstärkung bei einer niedrigen Dosis von 0,03 mmol Gd / kg zu produzieren. Das Peptid gezielte MRT-Kontrastmittel ist vielversprechend für MR molekularen Bildgebung der Prostata-Tumor.

Abbildung 1 zeigt die Synthese des gezielten Kontrastmittel CLT1-DL-(Gd-DOTA) 4 und dem Gesamtkonzept des Experiments. CLT1-DL-(Gd-DOTA) 4 zeigt deutlich höhere Relaxivität als klinische Gd-DOTA (Tabelle 1). 1,5 T, ist die T 1-Relaxivität des Gadolinium pro CLT1-DL-(Gd-DOTA) 4 in PBS (pH 7,4) etwa 3-mal höher als die von Gd-DOTA 10. Maestro Abbildungs ​​bestätigt die starke spezifische Bindung von Texas Red markierten CLT1 (CLT1-TR), Tumor ...

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MR Molecular Imaging of Prostate Cancer with a Small Molecular CLT1 Peptide Targeted Contrast Agent

Um MR Krebs molekulare Bildgebung mit einem kleinen Peptid gezielte MRT-Kontrastmittel spezifischen geronnen Plasmaproteine ​​in Tumorstroma in einem Mausmodell zeigen, Prostata-Krebs.

MR Molekulare Bildgebung von Prostatakrebs mit einem kleinen Molecular Targeted CLT1 Peptid-Kontrastmittel

Tumor extracellular  matrix has abundance of cancer related proteins that can be used as biomarkers  for cancer molecular imaging. In this work,  we ...

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