Name: pretargeted radioimmunotherapy based on the inverse electron demand diels-alder reaction
Uploaded: 2019-01-29T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Pretargeted Radioimmunotherapy Based on the Inverse Electron Demand Diels-Alder Reaction at JoVE.com

De auteurs bedanken Dr. Jacob Houghton voor nuttig gesprekken. De auteurs ook bedank de NIH voor hun gulle financiering (R00CA178205 en U01CA221046).

Alle in vivo dierproeven in dit werk beschreven werden uitgevoerd volgens goedgekeurde protocollen en geëxecuteerd onder de ethische richtlijnen van het Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, Weill Cornell Medical Center en Hunter College Verzorging van de dieren van de institutionele en gebruik commissies (IACUC).
1. de voorbereiding van de huA33-TCO
Opmerking: De synthese van huA33-TCO geweest eerder gemelde29. Echter, voor het gem...

<ol>
	<li>Goldenberg, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+Therapy+of+Cancer+with+Radiolabeled+Antibodies.">Targeted Therapy of Cancer with Radiolabeled Antibodies.</a> Journal of Nuclear Medicine. 43 (5), 693-713 (2002).</li><li>Goldenberg, 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=Radioimmunotherapy+of+B-cell+Lymphomas+with+Iodine-131-labeled+LL2+Monoclonal+Antibody.">Radioimmunotherapy of B-cell Lymphomas with Iodine-131-labeled LL2 Monoclonal Antibody.</a> Journal of Clinical Oncology. 9 (4), 548-564 (1991).</li><li>Kaminski, M. 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=Radioimmunotherapy+with+131I-Tositumomab+for+Relapsed+or+Refractory+B-cell+non-Hodgkin+Lymphoma:+Updated+Results+and+Long-Term+Follow-Up+of+the+University+of+Michigan+Experience.">Radioimmunotherapy with 131I-Tositumomab for Relapsed or Refractory B-cell non-Hodgkin Lymphoma: Updated Results and Long-Term Follow-Up of the University of Michigan Experience.</a> Blood. 96 (4), 1259-1266 (2000).</li><li>Davies, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radioimmunotherapy+for+B-cell+Lymphoma:+Y90+Ibritumomab+Tiuxetan+and+I131+Tositumomab.">Radioimmunotherapy for B-cell Lymphoma: Y90 Ibritumomab Tiuxetan and I131 Tositumomab.</a> Oncogene. 26, 3614 (2007).</li><li>Rajendran, 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=Comparison+of+Radiation+Dose+Estimation+for+Myeloablative+Radioimmunotherapy+for+Relapsed+or+Recurrent+Mantle+Cell+Lymphoma+Using+131I+Tositumomab+to+That+of+Other+Types+of+Non-Hodgkin's+Lymphoma.">Comparison of Radiation Dose Estimation for Myeloablative Radioimmunotherapy for Relapsed or Recurrent Mantle Cell Lymphoma Using 131I Tositumomab to That of Other Types of Non-Hodgkin's Lymphoma.</a> Cancer Biotherapy and Radiopharmaceuticals. 19 (6), 738-745 (2004).</li><li>Rajendran, 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=High-Dose+131I-Tositumomab+(Anti-CD20)+Radioimmunotherapy+for+Non-Hodgkin's+Lymphoma:+Adjusting+Radiation+Absorbed+Dose+to+Actual+Organ+Volumes.">High-Dose 131I-Tositumomab (Anti-CD20) Radioimmunotherapy for Non-Hodgkin's Lymphoma: Adjusting Radiation Absorbed Dose to Actual Organ Volumes.</a> Journal of Nuclear Medicine. 45 (6), 1059-1064 (2004).</li><li>Larson, S. M., Carrasquillo, J. A., Cheung, N. -. K. V., Press, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radioimmunotherapy+of+Human+tumours.">Radioimmunotherapy of Human tumours.</a> Nature Reviews Cancer. 15 (6), 347-360 (2015).</li><li>Kelly, M. P., 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=Tumor+Targeting+by+a+Multivalent+Single-Chain+Fv+(scFv)+Anti-Lewis+Y+Antibody+Construct.">Tumor Targeting by a Multivalent Single-Chain Fv (scFv) Anti-Lewis Y Antibody Construct.</a> Cancer Biotherapy &#38; Radiopharmaceuticals. 23 (4), 411-423 (2008).</li><li>Yazaki, P. 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=Tumor+Targeting+of+Radiometal+Labeled+Anti-CEA+Recombinant+T84.66+Diabody+and+T84.66+Minibody:+Comparison+to+Radioiodinated+Fragments.">Tumor Targeting of Radiometal Labeled Anti-CEA Recombinant T84.66 Diabody and T84.66 Minibody: Comparison to Radioiodinated Fragments.</a> Bioconjugate Chemistry. 12 (2), 220-228 (2001).</li><li>van Duijnhoven, S. M. 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=Diabody+Pretargeting+with+Click+Chemistry+In+Vivo.">Diabody Pretargeting with Click Chemistry In Vivo.</a> Journal of Nuclear Medicine. 56 (9), 1422-1428 (2015).</li><li>Altai, M., Membreno, R., Cook, B., Tolmachev, V., Zeglis, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pretargeted+Imaging+and+Therapy.">Pretargeted Imaging and Therapy.</a> Journal of Nuclear Medicine. 58 (10), 1553-1559 (2017).</li><li>Goldenberg, D. M., Chatal, J. -. F., Barbet, J., Boerman, O., Sharkey, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+Imaging+and+Therapy+with+Bispecific+Antibody+Pretargeting.">Cancer Imaging and Therapy with Bispecific Antibody Pretargeting.</a> Update on cancer therapeutics. 2 (1), 19-31 (2007).</li><li>Rossin, R., 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=In-Vivo+Chemistry+for+Pretargeted+Tumor+Imaging+in+Live+Mice.">In-Vivo Chemistry for Pretargeted Tumor Imaging in Live Mice.</a> Angewandte Chemie International Edition. 49 (19), 3375-3378 (2010).</li><li>Gestin, J. F., 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=Two-Step+Targeting+of+Xenografted+Colon+Carcinoma+Using+a+Bispecific+Antibody+and+188Re-Labeled+Bivalent+Hapten:+Biodistribution+and+Dosimetry+Studies.">Two-Step Targeting of Xenografted Colon Carcinoma Using a Bispecific Antibody and 188Re-Labeled Bivalent Hapten: Biodistribution and Dosimetry Studies.</a> Journal of Nuclear Medicine. 42 (1), 146-153 (2001).</li><li>Green, D. 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=Comparative+Analysis+of+Bispecific+Antibody+and+Streptavidin-Targeted+Radioimmunotherapy+for+B-cell+Cancers.">Comparative Analysis of Bispecific Antibody and Streptavidin-Targeted Radioimmunotherapy for B-cell Cancers.</a> Cancer Research. 76 (22), 6669 (2016).</li><li>Sharkey, R. 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=Development+of+a+Streptavidin&#8722;Anti-Carcinoembryonic+Antigen+Antibody,+Radiolabeled+Biotin+Pretargeting+Method+for+Radioimmunotherapy+of+Colorectal+Cancer.+Studies+in+a+Human+Colon+Cancer+Xenograft+Model.">Development of a Streptavidin&#8722;Anti-Carcinoembryonic Antigen Antibody, Radiolabeled Biotin Pretargeting Method for Radioimmunotherapy of Colorectal Cancer. Studies in a Human Colon Cancer Xenograft Model.</a> Bioconjugate Chemistry. 8 (4), 595-604 (1997).</li><li>Knox, S. 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=Phase+II+Trial+of+Yttrium-90-DOTA-Biotin+Pretargeted+by+NR-LU-10+Antibody/Streptavidin+in+Patients+with+Metastatic+Colon+Cancer.">Phase II Trial of Yttrium-90-DOTA-Biotin Pretargeted by NR-LU-10 Antibody/Streptavidin in Patients with Metastatic Colon Cancer.</a> Clinical Cancer Research. 6 (2), 406 (2000).</li><li>Schubert, 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=Novel+Tumor+Pretargeting+System+Based+on+Complementary+L-Configured+Oligonucleotides.">Novel Tumor Pretargeting System Based on Complementary L-Configured Oligonucleotides.</a> Bioconjugate Chemistry. 28 (4), 1176-1188 (2017).</li><li>Forero, A., 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=Phase+1+Trial+of+a+Novel+Anti-CD20+Fusion+Protein+in+Pretargeted+Radioimmunotherapy+for+B-cell+Non-Hodgkin+Lymphoma.">Phase 1 Trial of a Novel Anti-CD20 Fusion Protein in Pretargeted Radioimmunotherapy for B-cell Non-Hodgkin Lymphoma.</a> Blood. 104 (1), 227 (2004).</li><li>Kalofonos, H. P., 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=Imaging+of+Tumor+in+Patients+with+Indium-111-Labeled+Biotin+and+Streptavidin-Conjugated+Antibodies:+Preliminary+Communication.">Imaging of Tumor in Patients with Indium-111-Labeled Biotin and Streptavidin-Conjugated Antibodies: Preliminary Communication.</a> Journal of Nuclear Medicine. 31 (11), 1791-1796 (1990).</li><li>Zeglis, B. 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=A+Pretargeted+PET+Imaging+Strategy+Based+on+Bioorthogonal+Diels-Alder+Click+Chemistry.">A Pretargeted PET Imaging Strategy Based on Bioorthogonal Diels-Alder Click Chemistry.</a> Journal of Nuclear Medicine. 54 (8), 1389-1396 (2013).</li><li>Meyer, J. -. P., 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=18F-Based+Pretargeted+PET+Imaging+Based+on+Bioorthogonal+Diels-Alder+Click+Chemistry.">18F-Based Pretargeted PET Imaging Based on Bioorthogonal Diels-Alder Click Chemistry.</a> Bioconjugate Chemistry. 27 (2), 298-301 (2016).</li><li>Rossin, R., L&#228;ppchen, T., vanden Bosch, S. M., Laforest, R., Robillard, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diels-Alder+Reaction+for+Tumor+Pretargeting:+In+Vivo+Chemistry+Can+Boost+Tumor+Radiation+Dose+Compared+with+Directly+Labeled+Antibody.">Diels-Alder Reaction for Tumor Pretargeting: In Vivo Chemistry Can Boost Tumor Radiation Dose Compared with Directly Labeled Antibody.</a> Journal of Nuclear Medicine. 54 (11), 1989-1995 (2013).</li><li>Zeglis, B. 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=Optimization+of+a+Pretargeted+Strategy+for+the+PET+Imaging+of+Colorectal+Carcinoma+via+the+Modulation+of+Radioligand+Pharmacokinetics.">Optimization of a Pretargeted Strategy for the PET Imaging of Colorectal Carcinoma via the Modulation of Radioligand Pharmacokinetics.</a> Molecular Pharmaceutics. 12 (10), 3575-3587 (2015).</li><li>Agard, N. J., Prescher, J. A., Bertozzi, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Strain-Promoted+[3+++2]+Azide&#8722;Alkyne+Cycloaddition+for+Covalent+Modification+of+Biomolecules+in+Living+Systems.">A Strain-Promoted [3 + 2] Azide&#8722;Alkyne Cycloaddition for Covalent Modification of Biomolecules in Living Systems.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (46), 15046-15047 (2004).</li><li>Blackman, M. L., Royzen, M., Fox, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tetrazine+Ligation:+Fast+Bioconjugation+Based+on+Inverse-Electron-Demand+Diels&#8722;Alder+Reactivity.">Tetrazine Ligation: Fast Bioconjugation Based on Inverse-Electron-Demand Diels&#8722;Alder Reactivity.</a> Journal of the American Chemical Society. 130 (41), 13518-13519 (2008).</li><li>Houghton, J. L., 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=Establishment+of+the+In+Vivo+Efficacy+of+Pretargeted+Radioimmunotherapy+Utilizing+Inverse+Electron+Demand+Diels-Alder+Click+Chemistry.">Establishment of the In Vivo Efficacy of Pretargeted Radioimmunotherapy Utilizing Inverse Electron Demand Diels-Alder Click Chemistry.</a> Molecular Cancer Therapeutics. 16 (1), 124-133 (2017).</li><li>Membreno, R., Cook, B. E., Fung, K., Lewis, J. S., Zeglis, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Click-Mediated+Pretargeted+Radioimmunotherapy+of+Colorectal+Carcinoma.">Click-Mediated Pretargeted Radioimmunotherapy of Colorectal Carcinoma.</a> Molecular Pharmaceutics. 15 (4), 1729-1734 (2018).</li><li>Reiner, T., Lewis, J. S., Zeglis, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Harnessing+the+Bioorthogonal+Inverse+Electron+Demand+Diels-Alder+Cycloaddition+for+Pretargeted+PET+Imaging.">Harnessing the Bioorthogonal Inverse Electron Demand Diels-Alder Cycloaddition for Pretargeted PET Imaging.</a> Journal of Visualized Experiments. (96), e52335 (2015).</li><li>Cook, B. E., Membreno, R., Zeglis, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendrimer+Scaffold+for+the+Amplification+of+In+Vivo+Pretargeting+Ligations.">Dendrimer Scaffold for the Amplification of In Vivo Pretargeting Ligations.</a> Bioconjugate Chemistry. 29 (8), 2734-2740 (2018).</li><li>Cheal, 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=Theranostic+Pretargeted+Radioimmunotherapy+of+Colorectal+Cancer+Xenografts+in+Mice+Using+Picomolar+Affinity+Y-86-+or+Lu-177-DOTA-Bn+Binding+scFv+C825/GPA33+IgG+Bispecific+Immunoconjugates.">Theranostic Pretargeted Radioimmunotherapy of Colorectal Cancer Xenografts in Mice Using Picomolar Affinity Y-86- or Lu-177-DOTA-Bn Binding scFv C825/GPA33 IgG Bispecific Immunoconjugates.</a> European journal of nuclear medicine and molecular imaging. 43 (5), 925-937 (2016).</li><li>Meyer, J. -. P., 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=Bioorthogonal+Masking+of+Circulating+Antibody-TCO+Groups+Using+Tetrazine-Functionalized+Dextran+Polymers.">Bioorthogonal Masking of Circulating Antibody-TCO Groups Using Tetrazine-Functionalized Dextran Polymers.</a> Bioconjugate Chemistry. 29 (2), 538-545 (2018).</li><li>Houghton, J. L., 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=Pretargeted+Immuno-PET+of+Pancreatic+Cancer:+Overcoming+Circulating+Antigen+and+Internalized+Antibody+to+Reduce+Radiation+Doses.">Pretargeted Immuno-PET of Pancreatic Cancer: Overcoming Circulating Antigen and Internalized Antibody to Reduce Radiation Doses.</a> Journal of Nuclear Medicine. 57 (3), 453-459 (2016).</li><li>Kein&#228;nen, O., 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=Pretargeting+of+Internalizing+Trastuzumab+and+Cetuximab+with+a+(18)F-Tetrazine+Tracer+in+Xenograft+Models.">Pretargeting of Internalizing Trastuzumab and Cetuximab with a (18)F-Tetrazine Tracer in Xenograft Models.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging Research. 7, 95 (2017).</li><li>Billaud, E. M. F., 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=Micro-flow+Photosynthesis+of+New+Dienophiles+for+Inverse-Electron-Demand+Diels-Alder+Reactions.+Potential+Applications+for+Pretargeted+In+Vivo+PET+Imaging.">Micro-flow Photosynthesis of New Dienophiles for Inverse-Electron-Demand Diels-Alder Reactions. Potential Applications for Pretargeted In Vivo PET Imaging.</a> Chemical Science. 8 (2), 1251-1258 (2017).</li></ol>

Een van de sterke punten van deze benadering van in vivo pretargeting — met name met betrekking tot strategieën gebaseerd op bispecifieke antilichamen en radiolabeled haptens — is zijn modulariteit: trans- Cycloocteen wordt kunnen worden toegevoegd aan een antilichaam, en tetrazine radioligands kan met een buitengewone verscheidenheid van radionucliden worden radiolabeled zonder afbreuk te doen aan hun vermogen om te reageren met hun partners klik. De aanpassing van deze aanpak naar andere antilich...

Radioimmunotherapy (RIT) — het gebruik van antilichamen voor de levering van therapeutische radionucliden aan tumoren — is al lang een verleidelijke benadering van de behandeling van kanker1,2. Inderdaad, deze belofte heeft al onderstreept door de Amerikaanse Food and Drug Administration de goedkeuring van twee radioimmunoconjugaten voor de behandeling van Non-Hodgkin lymfoom: 90Y-ibritumomab tiuxetan en 131-tositumomab3 , 4. maar zelfs vanaf zijn vroegste dagen, de klinische perspectieven op de RIT hebben belemmerd door een kritische complicatie: hoge straling dosistempo's naar gezonde weefsels5,6. Algemeen radioimmunoconjugaten voor RIT worden aangeduid met langlevende radionucliden (bijvoorbeeld 131ik [t½ = 8.0 dagen] en 90Y [t½ = 2,7 dagen]) met fysieke helft-leven die met aansluiten de lang farmacokinetische halfwaardetijd van immunoglobulinen. Dit is essentieel, aangezien het zorgt ervoor dat voldoende radioactiviteit blijft zodra het antilichaam haar optimale ook na enkele dagen van verkeer bereikt. Echter, deze combinatie van lange verblijf tijden in het bloed en lang fysieke halfwaardetijd leidt onvermijdelijk tot dedoorstraling van gezonde weefsels, waardoor vermindering van therapeutische ratio's en de beperking van de werkzaamheid van de therapie7. Verschillende strategieën werden onderzocht om te omzeilen van dit probleem, met inbegrip van het gebruik van afgekapte antilichaam fragmenten zoals Fab, Fab', F(ab')2, minibodies en nanobodies8,9,10. Een van de meest veelbelovende en fascinerend, maar onmiskenbaar complexe, alternatieve benaderingen is in vivo pretargeting11.
In vivo pretargeting is een benadering van nucleaire beeldvorming en therapie die tot doel heeft om uit te rusten van de exquise affiniteit en de selectiviteit van antilichamen terwijl hun farmacokinetische nadelen11,12,13plint. Te dien einde is het radiolabeled antilichaam gebruikt in traditionele radioimmunotherapy gedeconstrueerd in twee onderdelen: een klein molecuul radioligand en een immunoconjugate dat kan zowel een tumor-antigeen en de bovengenoemde radioligand binden. De immunoconjugate is eerste geïnjecteerd en gegeven een 'voorsprong', vaak enkele dagen, gedurende welke het hoopt zich op in het doelweefsel is terechtgekomen en wist uit het bloed. Daarna de klein molecuul radioligand wordt beheerd en combineert met de immunoconjugate op de tumor of snel wordt gewist uit het lichaam. Kortom, in vivo pretargeting is afhankelijk van het uitvoeren van radiochemie binnen het lichaam zelf. Door het verminderen van de verspreiding van de radioactiviteit, hierdoor tegelijkertijd beperkt stralingsdoses aan gezonde weefsels en vergemakkelijkt het gebruik van radionucliden (bijvoorbeeld 68Ga, t½ = 68 min211; Als t½ = 7.2 h) met half-levens die zijn doorgaans beschouwd als onverenigbaar met antilichaam gebaseerde vectoren.
Vanaf de late jaren 1980, een handvol van de verschillende benaderingen van in vivo pretargeting zijn ontwikkeld, met inbegrip van strategieën op basis van bispecifieke antilichamen, de interactie tussen streptavidine en biotine, en de kruising van complementaire oligonucleotides14,15,16,17,18. Nog is elk tegengehouden zijhetelkinverschillende mate door complicaties, meest beroemde de potente immunogeniciteit van daar gemodificeerde antilichamen19,20. De laatste vijf jaren heeft hebben onze fractie en anderen ontwikkeld een benadering van in vivo pretargeting op basis van de afbinding snelle en bioorthogonal inverse elektron vraag Diels-Alder tussen trans- Cycloocteen (TCO) en tetrazine (Tz) 21,22,23,24. De meest succesvolle van deze strategieën hebben ingezet een antilichaam TCO-bewerkt en een Tz-bevattende radioligand, zoals TCO meestal stabieler in vivo dan zijn Tz partner (Figuur 1)25,26 is. Net als in andere pretargeting methoden, is de mAb-TCO-immunoconjugate eerst beheerd en tijd krijgen om te wissen uit de roulatie en zich ophopen in de tumor weefsel. Daarna wordt de klein molecuul Tz radioligand geïnjecteerd, waarna het klikken met de immunoconjugate binnen het doelweefsel of wist snel uit het lichaam. Deze in vivo pretargeting strategie is zeer effectief gebleken voor PET en SPECT imaging met verschillende systemen van verschillende antilichaam/antigeen, consequent produceert beelden met een hoog contrast en waardoor het gebruik van korte duur radionucliden zoals 18 F (t½ = 109 min) en 64Cu (t-1/2 = 12,7 h)21,22,24. Meer recentelijk, de werkzaamheid van klik gebaseerde pretargeted radioimmunotherapy (PRIT) is aangetoond in lymfkliertest modellen van de alvleesklier ductaal adenocarcinoom (PDAC) en colorectaal carcinoom27,28. Te dien einde, de therapeutische radionuclide 177Lu (βmax = 498 keV, t-1/2 = 6,7 dagen) was werkzaam in combinatie met twee verschillende antilichamen: 5B1, die gericht is op koolhydraten antigeen 19,9 (CA19.9) overal uitgedrukt in PDAC , en huA33, die gericht is op A33, een transmembraan glycoproteïne uitgedrukt in > 95% van colorectal kanker. In beide gevallen, deze benadering van 177Lu-PRIT leverde hoogactieve concentraties in tumor weefsel, gemaakt van een dosis-afhankelijke therapeutisch effect, en gelijktijdig verminderde activiteit concentraties in de gezonde weefsels in vergelijking met traditionele direct-label radioimmunoconjugaten.
In dit artikel beschrijven we protocollen voor PRIT met behulp van een 177Lu-DOTA-geëtiketteerden tetrazine radioligand ([177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz) en een TCO gemodificeerde variant van het antilichaam van de huA33 (huA33-TCO). Meer in het bijzonder, beschrijven we de bouw van huA33-TCO (Figuur 2), de synthese en de radiolabeling van [177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz (Figuur 3 en Figuur 4), en de prestaties van in vivo ook en longitudinale therapie studies in lymfkliertest modellen van colorectaal carcinoom. Bovendien, de representatieve resultaten en discussie, we presenteren een verzameling voorbeeldgegevens, adres mogelijke strategieën voor de optimalisatie van deze aanpak, en overwegen van deze strategie in de bredere context van in vivo pretargeting en PRIT. Tenslotte is het belangrijk op te merken dat terwijl we hebben gekozen zich te richten op het pretargeting met behulp van huA33-TCO en [177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz in dit protocol, deze strategie is zeer modulair en kan aangepast worden aan een breed scala aan antilichamen en radionucliden.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>(E)-Cyclooct-4-enyl 2,5-dioxo-1-pyrrolidinyl carbonate (TCO-NHS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>764523</td>
			<td>Store at -80 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,5-Dioxo-1-pyrrolidinyl 5-[4-(1,2,4,5-tetrazin-3-yl)benzylamino]-5-oxopentanoate (Tz-NHS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>764701</td>
			<td>Store at -80 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile (MeCN)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A998-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium Acetate (NH4OAc)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A639-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boc-PEG7-amine (O-(2-Aminoethyl)-O&#8242;-[2-(Boc-amino)ethyl]hexaethylene glycol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>70023</td>
			<td>Store at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane (DCM)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D143-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO), anhydrous</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D12345</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMD Millipore Amicon Ultra-2 Centrifugal Filter Unit</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>UFC205024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GE Healthcare Disposable PD-10 Desalting Columns</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>45-000-148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Dimethylformamide (DMF), anhydrous</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC610941000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>70-011-044</td>
			<td>10x Concentrated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>p-SCN-Bn-DOTA</td>
			<td>Macrocyclics</td>
			<td>B-205</td>
			<td>Store at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine (TEA)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC157911000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic Acid (TFA)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A116-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tumor measuring device</td>
			<td>Peira TM900</td>
			<td>Peira TM900</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pretargeted radioimmunotherapy based on the inverse electron demand diels-alder reaction

Terwijl radioimmunotherapy (RIT) een veelbelovende aanpak voor de behandeling van kanker is, de lange farmacokinetische halveringstijd van radiolabeled antilichamen kan leiden tot hoge stralingsdoses voor gezonde weefsels. Misschien niet verrassend, hebben diverse verschillende strategieën ontwikkeld om deze verontrustende beperking omzeilen. Een van de meest veelbelovende van deze benaderingen is pretargeted radioimmunotherapy (PRIT). PRIT vloeit voort ontkoppeling van de radionuclide van de immunoglobuline, injecteren van hen afzonderlijk, en dan het toestaan van hen om te combineren in vivo op het doelweefsel is terechtgekomen. Deze aanpak maakt gebruik van de uitzonderlijke eigenschappen van de tumor-targeting van antilichamen terwijl plinten hun farmacokinetische nadelen, waardoor stralingsdoses aan doelsoort weefsels te verlagen en vergemakkelijken van het gebruik van radionucliden met half-leven die beschouwd als te kort is voor gebruik in traditionele radioimmunoconjugaten. Ons laboratorium en anderen hebben de afgelopen vijf jaar, een benadering van in vivo pretargeting op basis van de reactie van de Diels-Alder (IEDDA) inverse elektron-vraag tussen trans- Cycloocteen (TCO) en tetrazine (Tz) ontwikkeld. Deze strategie is met succes toegepast op pretargeted positron emissie tomografie (PET) en single-photon emission tomography (SPECT) met een verscheidenheid van antilichaam-antigeen systemen imaging berekend. In een paar van de recente publicaties, hebben wij de doeltreffendheid van de IEDDA gebaseerde PRIT in lymfkliertest modellen van de alvleesklier ductaal adenocarcinoom en colorectaal carcinoom aangetoond. In dit protocol, beschrijven we protocollen voor PRIT met behulp van een 177Lu-DOTA-geëtiketteerden tetrazine radioligand ([177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz) en een TCO gemodificeerde variant van het colorectaal carcinoom gericht op huA33 antilichaam (huA33-TCO). Meer in het bijzonder, beschrijven we de bouw van huA33-TCO, de synthese en de radiolabeling van [177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz, en de prestaties van in vivo ook en longitudinale therapie studies in lymfkliertest modellen van colorectaal carcinoom.

De vervoeging van TCO naar huA33 is gebaseerd op de koppeling tussen de amine-reactieve TCO-NHS en de lysine residuen op het oppervlak van de immunoglobuline. Deze methode is zeer robuust en reproduceerbare en betrouwbaar levert een graad-van-labeling van 2-4 TCO/mAb. In dit geval MALDI-ToF massa spectrometrie werkte te bevestigen van een zekere mate van etikettering van ongeveer 4,0 TCO/mAb; een soortgelijke waarde werd verkregen met behulp van een fluorophore gemodificeerde tetrazine al...

Watch this Scientific Journal Video about Pretargeted Radioimmunotherapy Based on the Inverse Electron Demand Diels-Alder Reaction at JoVE.com

Pretargeted Radioimmunotherapy Based on the Inverse Electron Demand Diels-Alder Reaction

Dit protocol beschrijft de synthese en de karakterisering van een trans- Cycloocteen (TCO)-gemodificeerde antilichaam en een 177Lu-geëtiketteerden tetrazine (Tz) radioligand voor pretargeted radioimmunotherapy (PRIT). Daarnaast geeft het het gebruik van deze twee constructies voor in vivo ook en longitudinale therapie studies in een lymfkliertest model van colorectal kanker.

Pretargeted Radioimmunotherapy op basis van de Inverse Electron vraag Diels-Alder reactie

While radioimmunotherapy (RIT) is a promising approach for the treatment of cancer, the long pharmacokinetic half-life of radiolabeled antibodies can ...

Dit protocol beschrijft hoe u een vooraf gerichte methodologie toepassen op de gerichte radiotherapie van kanker xenografen in het muismodel. Voorgetargete radio-immuuntherapie of PRIT stelt ons in staat om het antilichaam en radioligand afzonderlijk te injecteren, en laat de twee combineren in vivo met behulp van klik chemie. Terwijl we PRIT presenteren met behulp van een xenograafmodel van colorectale kanker, kan deze techniek worden toegepast op elk oppervlakteantigenen gericht op antilichamen.Het is belangrijk om een antigeen te selecteren dat niet snel internaliseert of op grote schaal schuurt, omdat deze de werkzaamheid van de aanpak kunnen verminderen. Om huA33-TCO te synthetiseren bereid je eerst een 125 microliter oplossing van 40 milligram per milliliter TCO-NHS in droge methylformamide in een 1,7 milliliter microcentrifuge buis. Deze oplossing kan worden aliquoted en bevroren op 80 graden Celsius voor gebruik in toekomstige experimenten.In een aparte 1,7 milliliter microcentrifuge buis bereiden een vijf milligram per milliliter oplossing van huA33 in een milliliter fosfaat gebufferde zoutoplossing. Met behulp van kleine aliquots van 0,1 molaire natriumcarbonaat, pas de pH van de antilichaamoplossing aan tussen 8,8 en 9,0. Gebruik pH-papier of een pH-meter met een micro-elektrod om de pH te controleren en zorg dat de pH niet meer dan 9,0 bedraagt.Voeg een volume toe dat overeenkomt met de equivalentie van TCO-NHS van 40 molaire aan de antilichaamoplossing. Om neerslag van de hydrofobe TCO-NHS te voorkomen, voeg het langzaam en met agitatie toe. Laat de reactie op 25 graden Celsius een uur lang incuren bij een thermische mixer met milde agitatie.Voordat de huA33-TCO-immunoconjugaat zuivert met behulp van een vooraf verpakte kolom voor uitsluiting van wegwerpgrootte, moet de door de leverancier beschreven kolom voor de grootteuitsluiting de door de leverancier beschreven grootteuitsluitingen equilibiseren om de conserveringsmiddelen die tijdens de opslag in de kolom aanwezig zijn, te verwijderen, waarbij de kolom meestal vijf keer wordt gewassen met een volume PBS dat overeenkomt met het volume van de kolom. Voeg het reactiemengsel toe aan de kolom met uitsluiting van grootte, waarbij het volume van het reactiemengsel wordt opmerk. Nadat het reactiemengsel in de kolom is ingevoerd, voeg een geschikte hoeveelheid PBS toe om het totale volume van de oplossing toegevoegd aan de kolom tot 2,5 milliliter te brengen.Verzamel het product met behulp van twee milliliter PBS als de eluent. Meet de concentratie van de huA33-TCO met behulp van een UV-visspectrometer die de golflengte op 280 nanometer bewaakt. Als een oplossing met een hogere concentratie immunoconjugaat gewenst is, concentreert u de huA33-TCO-oplossing met behulp van een centrifugaalfiltereenheid met een 50.000 moleculair gewichtssnede volgens de instructies van de fabrikant.Bewaar de voltooide huA33-TCO immunoconjugaat op 4 graden celsius in het donker. Als het meer dan vier dagen in de toekomst moet worden gebruikt bewaar het bij 80 graden celsius in dark. In een 1,7 milliliter centrifuge buis voeg 200 microliter van 0,25 molar ammonium acetaat buffer aangepast aan pH 5.5.Voeg de gewenste hoeveelheid Lutetium-177 chloride toe aan de bufferoplossing. De toegevoegde hoeveelheid is afhankelijk van het aantal proefpersonen in het experiment en de radioactieve doses die worden toegediend. Voeg Tetrazine PEG7-DOTA in DMSO toe aan het radioactieve mengsel.Het toegevoegde bedrag is afhankelijk van het aantal proefpersonen dat wordt getest. Laat de oplossing 20 minuten lang incubeer maken bij 37 graden Celsius. Controleer of de radiolabeling is voltooid met behulp van radio-instant-dunne-laag chromatografie met 50 millimolar EDTA pH 5.5 als de mobiele fase.Het gelabelde Lutetium-177-DOTA-PEG7-Tetrazine blijft bij de basislijn, terwijl de gratis Lutetium-177 wordt gecoördineerd door de EDTA en met het oplosmiddelfront reist. Het is van cruciaal belang dat de plaatsing van de onderhuidse tumoren niet interfereert met uw terughoudendheid techniek. Ik raad aan ze op de flankkant te plaatsen die tegenover je hand staat.Sinds ik met mijn linkerhand in bedwang houd, heb ik ervoor gekozen om de tumoren op de rechterflank te plaatsen. Sorteer vrouwelijke athymische naakt muizen met colorectale kanker xenograaf, zodat het gemiddelde tumorvolume in elk cohort is ongeveer gelijk. Om dit te doen, een lijst van de dierlijke identificatienummers, oor inkeping patroon en tumor volume in drie afzonderlijke kolommen van een spreadsheet programma.Sorteer de gegevens van kleinste tot grootste tumorvolume. In een vierde kolom wijst elk dier een kooinummer toe. Fiets door de kooien in een slang-achtig patroon totdat alle dieren een kooi toegewezen krijgen.Zodra de kooien zijn toegewezen sorteren de gegevens op kooinummer. Om de immunoconjugaat draw doses van 150 microliters van huA33-TCO oplossing in spuiten voorbehandeld met 1% runder serum albumine in PBS injecteren, en deze spuiten op ijs op te slaan. Om de radioligen te injecteren, eerste trekdoses in 150 microliter van 0,9% steriele zoutoplossing met 1,1 molaire gelijkwaardigheid van de radioactief gelabelde Tetrazine-PEG7-DOTA ten opzichte van de hoeveelheid toegediende huA33-TCO.Gebruik remklauwen om de langste kant van de langwerpige tumor te meten, evenals de breedte die loodrecht op de lengte staat. Weeg elke muis op een balans om gewichtstoename of gewichtsverlies na verloop van tijd bij te houden. Bereken ten slotte het volume met behulp van de formule voor het volume van een ellipsoïde, ervan uitgaande dat de hoogte ongeveer gelijk is aan de breedte.Hier is de biodistributie van een in vivo pretargeting met huA33-TCO en Lutetium-177-DOTA-PEG7-Tetrazine in athymische naakt muizen met onderhuidse SW1222 menselijke colorectale galop tumoren. Alle injectie intervallen produceren hoge activiteit concentraties in het tumorweefsel evenals lage activiteit concentraties in gezonde organen. De 24 uur injectie interval biedt de hoogste tumorale opname op 120 uur na injectie.Op basis van deze bevindingen werd gekozen voor een interval van 24 uur voor de daaropvolgende longitudinale therapiestudie. Hier is longitudinale therapie studie van vijf groepen muizen met onderhuidse SW1222 tumoren afgebeeld in het gemiddelde tumorvolume als een functie van de tijd, en tumor volume genormaliseerd tot het oorspronkelijke volume als een functie van de tijd. Er is een groot verschil in de respons van de experimentele cohorten ten opzichte van de controlegroepen.Terwijl de tumoren in de muizen die slechts één component van de vooraf beoogde radio-immuuntherapiestrategie kregen ongecontroleerd bleven groeien, stopten de tumoren van de muizen die het volledige voorgerichte radio-immuuntherapieregime kregen, met groeien en krompen uiteindelijk. Belangrijk is dat er geen toxische bijwerkingen werden waargenomen en alle dieren een gewicht onderhielden binnen 20% van hun initiële massa. Opvallend is dat de muizen van de experimentele cohorten aan het einde van het onderzoek een perfecte staat van dienst hadden.Bij het proberen van deze procedure is het van het grootste belang om de tumoren nauwkeurig en reproduceerbaar te meten. Raadpleeg bij het werken met radioactiviteit de stralingsveiligheidsfunctionaris van uw instelling om veilige protocollen en faciliteiten te ontwikkelen. Het hebben van de juiste veiligheidscontroles zal uw blootstelling beperken en besmetting voorkomen.Pretargeting biedt een lagere stralingsdosis aan achtergrondorganen dan traditionele radio-immuuntherapie. Door dit protocol te delen hopen we dat anderen in staat zijn om hun eigen modellen en ideeën die zullen leiden tot nieuwe en spannende vooruitgang voor de behandeling van patiënten te testen.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

Microgolf-geassisteerde Intramoleculaire dehydrogenerende Diels-Alder reacties voor de synthese van gefunctionaliseerde naftalenen / Solvatochromic Kleurstoffen

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Microfluidic On-chip Capture-cycloaddition Reaction to Reversibly Immobilize Small Molecules or Multi-component Structures for Biosensor Applications

Microfluïdische On-chip Capture-cycloadditiereactie omkeerbaar Immobiliseer Small Molecules of Multi-component Structuren voor biosensortoepassingen

Methods  for rapid surface immobilization of bioactive small molecules with control over  orientation and immobilization density are highly desirable for ...

Determining the Ice-binding Planes of Antifreeze Proteins by Fluorescence-based Ice Plane Affinity

Het bepalen van de IJsbindende Vlakken van Antivries eiwitten door Fluorescentie-gebaseerde Ice Plane Affiniteit

Antifreeze proteins (AFPs) are expressed in a variety of cold-hardy organisms to prevent or slow internal ice growth. AFPs bind to specific planes of ice ...

Amide Coupling Reaction for the Synthesis of Bispyridine-based Ligands and Their Complexation to Platinum as Dinuclear Anticancer Agents

Amidekoppeling reactie voor de synthese van Bispyridine-gebaseerde liganden en hun Complexatie naar Platinum als dinucleair antikankermiddelen

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

Een Inverse Analyse aanpak van de karakterisering van de Chemical Transport in Paints

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

1,3,5-Triphenylbenzene and Corannulene as Electron Receptors for Lithium Solvated Electron Solutions

1,3,5-Triphenylbenzene en Corannulene als Electron receptoren voor Lithium gesolvateerd elektron Solutions

The authors report on conductivity studies carried out on lithium solvated electron solutions (LiSES) prepared using two types of polyaromatic ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

De bereiding en eigenschappen van Thermo-reversibel Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

A Rapid Synthesis Method for Au, Pd, and Pt Aerogels Via Direct Solution-Based Reduction

Een snelle synthese methode voor Au, Pd en Pt Aerogels Via directe vermindering van de oplossingsgerichte

Here, a method to synthesize gold, palladium, and platinum aerogels via a rapid, direct solution-based reduction is presented. The combination of various ...

Quantitative Atomic-Site Analysis of Functional Dopants/Point Defects in Crystalline Materials by Electron-Channeling-Enhanced Microanalysis

Kwantitatieve atomaire-site analyse van functionele dopants/puntdefecten in kristallijne materialen door elektronengeankan-verbeterde microanalyse

A novel elemental and chemical analysis scheme based on electron-channeling phenomena in crystalline materials is introduced, where the incident ...

Picometer-Precision Atomic Position Tracking through Electron Microscopy

Picometer-Precision Atomic Position Tracking door elektronenmicroscopie

The modern aberration-corrected scanning transmission electron microscopes (AC-STEM) have successfully achieved direct visualization of atomic columns ...