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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Questo lavoro è sostenuto in parte dalla American Heart Association GRA Primavera 09 Postdoctoral Fellowship (09POST2250268) e il NIH R01 CA097465. Apprezziamo il dottor Wen Li e il dottor Vikas Gulani per la prova di protocollo MRI e la configurazione, e la signora Yvonne Parker per la sua assistenza su impianto del tumore.

Protocollo adattato da uno studio preliminare 11. 1. Coniugazione del Gd-DOTA per CLT1 Peptide <ol><li> Utilizzando lo standard di sintesi peptidica in fase solida, sintesi CLT1 peptide (CGLIIQKNEC) da amminoacidi Fmoc-protetti su una resina di cloruro di 2-chlorotrityl (1,0 mmol). </li><li> Dopo l&#39;aggiunta di amminoacidi finale, ciclizzare il peptide lineare in resina con tallio (III) trifluoroacetato (1.09 g, 2.0 mmol, 2 equivalenti) in DMF (20 ml) a 0 ° C per 2 h. </li><...

<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>

Fasi critiche Selezione di Biomarker corretta e Targeting piccolo peptide Per sviluppare con successo un agente di contrasto mirato con dimensioni ridotte, due punti chiave devono essere considerati. In primo luogo, è importante selezionare marcatori molecolari appropriati che sono abbondantemente presenti in tessuti malati con scarsa presenza nei tessuti normali. Il nostro biomarcatore per cancro selezionata, proteine ​​del plasma coagulato, s...

Rappresentazione efficace di bersagli molecolari connessi con il cancro è di grande importanza per migliorare la precisione di rilevamento del cancro precoce e diagnosi. La risonanza magnetica (MRI) è una potente modalità di imaging clinico ad alta risoluzione spaziale e nessuna radiazione di ionizzazione 1. Tuttavia, nessun agente di contrasto mirata è disponibile per l&#39;imaging molecolare cancro MR clinica. Il design innovativo e lo sviluppo di agenti di contrasto per risonanza magnetica mirati sarebbero notevolmente progredire l&#39;applicazione di imaging molecolare cancro MR. Sono stati fatti notevoli sforzi per sviluppare agenti di contrasto mirate per RM dei biomarcatori espressi sulla superficie delle cellule tumorali. A causa della relativamente bassa sensibilità della RM e bassa concentrazione di questi biomarcatori, è una sfida di generare sufficiente aumento del contrasto per l&#39;imaging molecolare RM efficace con piccoli mezzi di contrasto a bersaglio molecolare 2,3. Al fine di ottenere il miglioramento sufficiente, vari sistemi di erogazione such come liposomi, nanoparticelle e polimeri coniugati con un alto carico utile di paramagnetici di Gd (III) chelati sono stati predisposti per aumentare la concentrazione locale di agenti di contrasto ai siti bersaglio 4,5. Sebbene questi sistemi di consegna sono stati in grado di generare un miglioramento significativo del tumore nei modelli animali, loro grandi dimensioni comportato l&#39;eliminazione lenta e incompleta dal corpo, con conseguente accumulo prolungato di Gd (III) ioni tossici, che possono provocare gravi problemi di sicurezza 6. Recentemente, alcuni studi hanno dimostrato che i limiti di MRI per l&#39;imaging molecolare possono essere superati selezionando marcatori molecolari adeguate con elevata espressione locale nelle lesioni e utilizzando piccoli agenti molecolari che possono essere facilmente escreti 7,8. La caratteristica fondamentale di questi agenti è quanto si rivolgono marcatori molecolari abbondantemente presenti nei tessuti malati con scarsa presenza nei tessuti normali. Un&#39;elevata concentrazione di agenti di contrasto in grado di legarsi a questi obiettivi, con conseguente sufficiente miglioramento del contrasto per l&#39;imaging molecolare efficace MR. Poiché la loro dimensione è inferiore alla soglia di filtrazione renale, agenti di contrasto legate possono facilmente essere espulso dal corpo con rumore di fondo ridotto. Abbiamo selezionato un biomarcatore per cancro universale, proteine ​​del plasma coagulato, che esistono in abbondanza nella stroma tumorale, e sono raramente presenti nei tessuti normali 9. Abbiamo sintetizzato un agente di contrasto mirato con un piccolo peptide di targeting CGLIIQKNEC (CLT1), che ha mostrato forte legame al modello di tumore della prostata PC3 10 specifica, e quattro chelati monoammide Gd-DOTA. Qui, forniamo una metodologia di imaging molecolare del cancro MR per rilevare i tumori nei topi.

<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

Matrice extracellulare tumore ha abbondanza di proteine ​​del cancro correlati che possono essere utilizzate come marcatori per l&#39;imaging molecolare cancro. In questo lavoro, abbiamo dimostrato efficace imaging molecolare del cancro RM con un piccolo peptide molecolare mirata complesso monoammide Gd-DOTA come agente di contrasto per risonanza magnetica mirato specifico alle proteine ​​plasmatiche coagulato in stroma tumorale. Abbiamo eseguito l&#39;esperimento di valutare l&#39;efficacia dell&#39;agente per il rilevamento non invasivo di tumore della prostata con MRI in un ortotopico PC-3 modello di cancro della prostata mouse. Il mezzo di contrasto mirate si è dimostrato efficace per produrre miglioramento significativo contrasto del tumore con una dose bassa di 0,03 mmol Gd / kg. Il peptide mirato agente di contrasto per risonanza magnetica è promettente per l&#39;imaging molecolare RM del tumore alla prostata.

La figura 1 illustra la sintesi del mezzo di contrasto mirato CLT1-DL-(Gd-DOTA) 4 e lo schema complessivo dell&#39;esperimento. CLT1-DL-(Gd-DOTA) 4 mostra relassività molto superiore clinica Gd-DOTA (Tabella 1). A 1,5 T, T 1 relassività per gadolinio di CLT1-DL-(Gd-DOTA) 4 in PBS (pH 7,4) è circa 3 volte superiore a quella di Gd-DOTA 10. Imaging Maestro conferma la forte legame di Texas Red etichettato CLT1 (CLT1-TR) per tumore con un minimo lega...

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

Per dimostrare imaging molecolare del cancro RM con un piccolo peptide mirato MRI mezzo di contrasto specifico alle proteine ​​plasmatiche coagulato in stroma tumorale in un modello di cancro alla prostata del mouse.

MR Imaging Molecolare del cancro alla prostata con un piccolo Molecular CLT1 Peptide mirato di contrasto agente

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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