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

Forfatterne takker Dr. Jacob Houghton for nyttig samtaler. Forfatterne vil også gjerne takke NIH for deres generøse finansiering (R00CA178205 og U01CA221046).

Alle i vivo dyreforsøk beskrevet i dette arbeidet ble utført i henhold til godkjente protokoller og utføres under etiske retningslinjer av Memorial Sloan Kettering Cancer Center, Weill Cornell Medical Center og Hunter College Institusjonelle dyr omsorg og bruk komiteer (IACUC).
1. utarbeidelsen av huA33-TCO
Merk: Syntese av huA33-TCO har vært tidligere rapporterte29. Men for enkel leseren, blir den replisert her med justeringer for...

<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>

En av styrkene til denne tilnærmingen til i vivo pretargeting, særlig når det gjelder strategier avhenger bispecific antistoffer og radiolabeled kan, er dens Modularitet: trans- cyclooctene moieties kan legges til noen antistoff, og tetrazine radioligands kan være radiolabeled med et ekstraordinært utvalg av Radionuklider uten å svekke deres evne til å reagere med Klikk partnerne. Likevel er tilpasningen av denne tilnærmingen til andre antistoff/antigen-systemet ikke så enkelt som å duplisere ...

Radioimmunotherapy (RIT)-bruk av antistoffer for levering av terapeutiske Radionuklider til svulster, har lenge vært en fristende tilnærming til behandling av kreft1,2. Faktisk dette løftet har blitt understreket av USA Food and Drug Administration godkjennelse av to radioimmunoconjugates for behandling av Non-Hodgkins lymfom: 90Y-ibritumomab tiuxetan og 131-tositumomab3 , 4. men selv fra de tidligste dagene, klinisk utsiktene til RIT blitt hemmet av en kritisk komplikasjon: høy stråling dose priser til sunt vev5,6. Generelt radioimmunoconjugates for RIT er merket med lang levetid Radionuklider (f.eks 131jeg [t½ = 8,0 dager] og 90Y [t½ = 2,7 dager]) med fysiske halv-liv som dovetail med den lenge farmakokinetiske halv-livene til immunglobuliner. Dette er viktig, som sikrer at tilstrekkelig radioaktivitet forblir når antistoffer har nådd sin optimale biodistribution etter flere dager med sirkulasjon. Men fører denne kombinasjonen av lang botid ganger i blod og lenge fysiske halv-livet uunngåelig bestråling av sunt vev, og dermed redusere terapeutiske prosenter og begrense virkningen av terapi7. Flere strategier utforsket for å omgå dette problemet, inkludert bruk av avkortet antistoff fragmenter som Fab, Fab', F(ab')2, minibodies og nanobodies8,9,10. En av de mest lovende og fascinerende, men unektelig komplekse, alternative tilnærminger er i vivo pretargeting11.
I vivo pretargeting er en tilnærming til kjernefysiske bildebehandling og terapi som søker å utnytte utsøkte affinitet og selektivitet av antistoffer mens lister deres farmakokinetiske ulemper11,12,13. Dette radiolabeled antistoffer brukes i tradisjonelle radioimmunotherapy er dekonstruerte i to komponenter: en lite molekyl-radioligand og en immunoconjugate som kan binde både en svulst antigen og den nevnte radioligand. Immunoconjugate er injisert første og gitt et 'forsprang', ofte flere dager, der det akkumuleres i vevet og tømmer fra blodet. Deretter små molekyl-radioligand administreres og kombinerer med immunoconjugate på svulst eller raskt forsvinner fra kroppen. I hovedsak avhengig i vivo pretargeting utfører radiochemistry innenfor kroppen selv. Ved å redusere sirkulasjonen av radioaktiviteten, denne tilnærmingen samtidig reduserer Stråledoser sunt vev og forenkler bruken av Radionuklider (f.eks 68Ga, t½ = 68 min211; Som t½ = 7,2 h) med halv-liv som er vanligvis betraktet som uforenlig med antistoff-baserte vektorer.
Starter i slutten av 1980, en håndfull av ulike tilnærminger til i vivo pretargeting har blitt utviklet, inkludert strategier basert på bispecific antistoffer, samspillet mellom streptavidin og biotin, og hybridization av komplementære oligonucleotides14,15,16,17,18. Men har hver vært holdt tilbake i varierende grad av komplikasjoner, mest kjente den potente immunogenisitet streptavidin endret antistoffer19,20. De siste fem årene, har vår gruppe og andre utviklet en tilnærming til i vivo pretargeting basert på den rask og bioorthogonal omvendt elektron etterspørsel Diels-Alder ligation mellom trans- cyclooctene (TCO) og tetrazine (Tz) 21,22,23,24. De mest suksessrike av disse strategiene har ansatt et TCO-endret antistoff og en Tz-bærende radioligand, som TCO er vanligvis mer stabile i vivo sin Tz partner (figur 1)25,26. Som andre pretargeting metoder, mAb-TCO-immunoconjugate administreres først og tid å fjerne fra sirkulasjon og akkumuleres i tumor vev. Deretter injiseres små molekyl Tz radioligand, hvoretter den enten Klikk med immunoconjugate i vevet eller forsvinner raskt fra kroppen. Denne i vivo pretargeting strategi har vist seg svært effektive for PET og SPECT tenkelig med flere forskjellige antistoff/antigen systemer konsekvent produserer bilder med høy kontrast og muliggjør bruk av kortvarige Radionuklider som 18 F (t½ = 109 min) og 64Cu (t1/2 = 12,7 h)21,22,24. Effekten av Klikk-baserte pretargeted radioimmunotherapy (PRIT) har nylig vist i murine modeller av bukspyttkjertelen ductal adenocarcinoma (PDAC) og colorectal karsinom27,28. For dette formål, terapeutiske radionuklidenes 177Lu (βMaks = 498 keV, t1/2 = 6,7 dager) var ansatt sammen med to forskjellige antistoffer: 5B1, som mål karbohydrater antigen 19,9 (CA19.9) overalt uttrykt i PDAC , og huA33, som er målrettet mot A33, en transmembrane glykoprotein uttrykt i > 95% av kolorektal kreft. I begge tilfeller denne tilnærmingen til 177Lu-PRIT gitt høy aktivitet konsentrasjonene i tumor vev, opprettet en doseavhengig terapeutisk effekt, og samtidig redusert aktivitet konsentrasjonene i sunt vev sammenlignet med tradisjonelle direkte-merket radioimmunoconjugates.
I denne artikkelen beskriver vi protokoller for PRIT bruker en 177Lu-DOTA-merket tetrazine radioligand ([177Lu] Lu-DOTA-pinne7- Tz) og en TCO-modifisert variant av huA33 antistoffer (huA33-TCO). Mer spesifikt, beskriver vi byggingen av huA33-TCO (figur 2), syntese og radiolabeling av [177Lu] Lu-DOTA-pinne7- Tz (Figur 3 og Figur 4), og ytelse i vivo biodistribution og langsgående terapi studier i murine modeller av colorectal carcinoma. Videre i representant resultater og diskusjon, vi presentere data Prøvesett adressen mulig strategier for optimalisering av denne tilnærmingen, og vurdere denne strategien i den større sammenhengen i vivo pretargeting og PRIT. Endelig er det viktig å merke seg at mens vi har valgt å fokusere på pretargeting ved hjelp av huA33-TCO og [177Lu] Lu-DOTA-pinne7- Tz i denne protokollen, denne strategien er svært modulær og kan bli tilpasset et bredt spekter av antistoffer og Radionuklider.

<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

Mens radioimmunotherapy (RIT) er en lovende metode for behandling av kreft, kan lenge farmakokinetiske halveringstiden av radiolabeled antistoffer resultere i høye Stråledoser sunt vev. Kanskje ikke overraskende, er flere forskjellige strategier utviklet for å omgå denne problematisk begrensningen. En av de mest lovende disse tilnærmingene er pretargeted radioimmunotherapy (PRIT). PRIT forutsetter at dekopling radionuklidenes fra immunglobulin injisere dem separat og deretter la dem å kombinere i vivo på vevet. Denne tilnærmingen seletøy eksepsjonell svulst målretting egenskapene av antistoffer mens lister sine farmakokinetiske ulemper, og dermed redusere Stråledoser ikke mål vev og tilrettelegger for bruk av Radionuklider med halv-liv som er vurdert for kort for bruk i tradisjonelle radioimmunoconjugates. De siste fem årene, har vårt laboratorium og andre utviklet en tilnærming til i vivo pretargeting basert på inverse elektron-demand Diels-Alder (IEDDA) reaksjonen trans- cyclooctene (TCO) og tetrazine (Tz). Denne strategien har vært anvendt på pretargeted fantes et positron utslipp tomografi (PET) og enkelt-fotonet utslipp tomografi (SPECT) tenkelig med en rekke antistoff-antigen systemer. I et par nye publikasjoner, har vi vist virkningen av IEDDA-baserte PRIT i murine modeller av bukspyttkjertelen ductal adenocarcinoma og colorectal carcinoma. I denne protokollen, beskriver vi protokoller for PRIT bruker en 177Lu-DOTA-merket tetrazine radioligand ([177Lu] Lu-DOTA-pinne7- Tz) og en TCO-modifisert variant av tykktarmskreft målretting huA33 antistoff (huA33-TCO). Mer spesifikt, vil vi beskrive byggingen av huA33-TCO, syntese og radiolabeling av [177Lu] Lu-DOTA-pinne7- Tz, og ytelse i vivo biodistribution og langsgående terapi studier i murine modeller av colorectal carcinoma.

Bøyning av TCO til huA33 forutsetter at koblingen mellom Amin-reaktive TCO-NHS og lysin rester på overflaten av immunglobulin. Denne metoden er svært robust og reproduserbar og gir pålitelig en grad av-typen av 2-4 TCO/mAb. I dette tilfellet var MALDI-ToF massespektrometri ansatt å bekrefte en grad av merking av ca 4.0 TCO/mAb; en lignende verdi ble oppnådd med et fluorophore-modifisert tetrazine som en reporter24. Syntese av tetrazine ligand er utført i tre...

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

Denne protokollen beskriver syntese og karakterisering av en trans- cyclooctene (TCO)-endret antistoff og en 177Lu-merket tetrazine (Tz) radioligand for pretargeted radioimmunotherapy (PRIT). I tillegg detaljer det bruken av disse to konstruerer for i vivo biodistribution og langsgående terapi studier i en murine modell av tykktarmskreft.

Pretargeted Radioimmunotherapy basert på Inverse Electron etterspørsel Diels-Alderreaksjonen

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

Denne protokollen beskriver hvordan du bruker en forhåndsmålt metodikk til målrettet strålebehandling av kreft xenografer i musemodellen. Pretargeted radioimmunoterapi eller PRIT tillater oss å injisere antistoffet og radioligand separat, og la de to kombinere in vivo ved hjelp av klikkkjemi. Mens vi presenterer PRIT ved hjelp av en xenografmodell av kolorektal kreft, kan denne teknikken brukes på ethvert overflateantigen rettet mot antistoff.Det er viktig å velge et antigen som ikke internaliserer raskt eller kaster mye, da disse kan redusere effekten av tilnærmingen. For å syntetisere huA33-TCO først forberede en 125 mikroliter løsning på 40 milligram per milliliter TCO-NHS i tørr metylformamid i en 1,7 milliliter mikrocentrifuge rør. Denne løsningen kan være aliquoted og frosset på 80 grader celsius for bruk i fremtidige eksperimenter.I et separat 1,7 milliliter mikrocentrifugerør forbereder du en fem milligram per milliliter løsning av huA33 i en milliliter fosfatbufret saltvann. Bruk små aliquots av 0,1 molar natriumkarbonat, juster pH av antistoffløsningen til mellom 8,8 og 9,0. Bruk enten pH-papir eller en pH-måler med mikroelektrod til å overvåke pH-en, og vær forsiktig med at pH-en ikke overstiger 9,0.Legg til et volum som tilsvarer 40 molar ekvivalens av TCO-NHS til antistoffløsningen. For å forhindre nedbør av hydrofobe TCO-NHS, legg det sakte og med agitasjon. La reaksjonen inkubere ved 25 grader celsius på en termisk mikser i en time med mild agitasjon.Før du renser huA33-TCO immunoconjugate ved hjelp av en ferdigpakket disponibel størrelse utelukkelse avsalting kolonne, likevekt størrelse utelukkelse kolonnen som beskrevet av leverandøren for å fjerne eventuelle konserveringsmidler som finnes i kolonnen under lagring som vanligvis innebærer å vaske kolonnen fem ganger med et volum av PBS som tilsvarer volumet av kolonnen. Tilsett reaksjonsblandingen til størrelsesekskluderingskolonnen, og legg til volumet av reaksjonsblandingen. Etter at reaksjonsblandingen har kommet inn i kolonnen, legg til en passende mengde PBS for å bringe det totale volumet av løsningen lagt til kolonnen opptil 2,5 milliliter.Samle produktet ved hjelp av to milliliter PBS som eluent. Mål konsentrasjonen av huA33-TCO ved hjelp av et UV vis spektrofotometer som overvåker bølgelengden ved 280 nanometer. Hvis en løsning med en høyere konsentrasjon av immunkonjugat er ønsket å konsentrere huA33-TCO-løsningen ved hjelp av en sentrifugalfilterenhet med en 50 000 molekylvektsreduksjon etter produsentens instruksjoner.Oppbevar den ferdige huA33-TCO immunkonjugering ved 4 grader celsius i mørket. Hvis det skal brukes mer enn fire dager i fremtiden lagre den på 80 grader celsius i mørket. I en 1,7 milliliter sentrifuge rør legge til 200 mikroliter av 0,25 molar ammonium acetat buffer justert til pH 5.5.Tilsett ønsket mengde Lutetium-177 klorid til bufferløsningen. Beløpet som legges til vil være avhengig av antall forsøkspersoner i forsøket, og de radioaktive dosene som administreres. Tilsett Tetrazine PEG7-DOTA i DMSO til den radioaktive blandingen.Beløpet som legges til, avhenger av antall forsøkspersoner som testes. La løsningen inkubere ved 37 grader celsius i 20 minutter. Kontroller at radiomerkingen er fullført ved hjelp av radio-instant-thin-layer kromatografi med 50 millimolar EDTA pH 5.5 som mobilfase.Merket Lutetium-177-DOTA-PEG7-Tetrazine vil forbli ved baseline mens gratis Lutetium-177 vil bli koordinert av EDTA og reise med løsningsmiddelfronten. Det er avgjørende at plasseringen av de subkutane svulstene ikke forstyrrer tilbakeholdenhetteknikken din. Jeg anbefaler å plassere dem på flankesiden som er motsatt av din besøksforbudshånd.Siden jeg holder med venstre hånd har jeg valgt å plassere svulstene på høyre flanke. Sorter kvinnelige athymiske nakne mus med kolorektal kreft xenograf, slik at gjennomsnittlig tumorvolum i hver kohort er omtrent lik. For å gjøre dette, oppgi dyrets identifikasjonsnumre, øre hakk mønster og tumorvolum i tre separate kolonner i et regnearkprogram.Sorter dataene fra minste til største tumorvolum. I en fjerde kolonne tilordne hvert dyr et bur nummer. Bla gjennom burene i et slangelignende mønster til alle dyrene er tildelt et bur.Når burene er tilordnet, sorterer du dataene etter burnummer. For å injisere immunkonjugering trekke doser på 150 mikroliter huA33-TCO oppløsning i sprøyter forbehandlet med 1% storfe serum albumin i PBS, og lagre disse sprøytene på is. For å injisere radioligand, må du først trekke doser i 150 mikroliter på 0,9 % steril saltvann som inneholder 1,1 molarekvalens av den radiomerkede Tetrazine-PEG7-DOTA i forhold til mengden huA33-TCO administrert.Bruk kalipere til å måle den lengste siden av den avlange svulsten, samt bredden som er vinkelrett på lengden. Veie hver mus på en balanse for å spore vektøkning eller vekttap over tid. Til slutt beregner du volumet ved hjelp av formelen for volum av en ellipsoid forutsatt at høyden er omtrent lik bredden.Vist her er biodistribusjonen av en in vivo pretargeting med huA33-TCO og Lutetium-177-DOTA-PEG7-Tetrazine hos athymiske nakne mus som bærer subkutane SW1222 menneskelige kolorektale caner svulster. Alle injeksjonsintervaller produserer høye aktivitetskonsentrasjoner i tumorvevet samt lave aktivitetskonsentrasjoner i friske organer. Det 24 timers injeksjonsintervallet gir det høyeste tumoropptaket ved 120 timer etter injeksjon.Basert på disse funnene ble det valgt et 24 timers intervall for den påfølgende langsgående terapistudien. Vist her er langsgående terapi studie av fem grupper av mus bærer subkutane SW1222 svulster avbildet i gjennomsnittlig tumorvolum som en funksjon av tid, og tumorvolum normalisert til innledende volum som en funksjon av tid. Det er en sterk forskjell i responsen fra de eksperimentelle kohortene sammenlignet med kontrollgruppene.Mens svulstene i musene som bare fikk én komponent i den forhåndsmålte radioimmunterapistrategien fortsatte å vokse ukontrollert, sluttet svulstene til musene som fikk det fulle pretargeted strålebehandlingsregimet å vokse og til slutt krympet. Viktigere, ingen giftige bivirkninger ble observert, og alle dyr opprettholdt en vekt innen 20% av deres første masse. Påfallende nok hadde musene til de eksperimentelle kohortene en perfekt oversikt over overlevelse på slutten av undersøkelsen.Når du prøver denne prosedyren er det av største betydning å nøyaktig og reproduseres måle svulstene. Når du arbeider med radioaktivitet, kontakt institusjonens strålesikkerhetsansvarlig for å utvikle trygge protokoller og fasiliteter. Å ha riktige sikkerhetskontroller på plass vil begrense eksponeringen og unngå forurensning.Pretargeting gir en lavere strålingsdose til bakgrunnsorganer enn tradisjonell strålebehandling. Ved å dele denne protokollen håper vi at andre kan teste sine egne modeller og ideer som vil føre til nye og spennende fremskritt for pasientbehandling.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Mikrobølgeovn-assistert intramolekylære Dehydrogenative Diels-Alder reaksjoner for syntese av funksjonalisert naftalener / Solvatochromic Fargestoffer

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

Microfluidic On-chip Capture-cycloaddition Reaksjon på reversibelt Immobilize små molekyler eller flerkomponent Profiler for Biosensor Applications

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

Bestemme isbindende fly av frostvæskeproteiner ved fluorescensbasert isplanaffinitet

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

Amid koplingsreaksjon for syntese av Bispyridine-baserte Ligander og deres kompleks til Platinum som bisykliske legemidler mot kreft

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

En invers Analyse Tilnærming til Karakterisering av Chemical Transport i Maling

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 og Corannulene som Electron reseptorer for Lithium oppløst Electron 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

Fremstillingen og egenskapene av Thermo-reversibelt tverrbundet gummi Via Diels-Alder kjemi

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

En rask syntese metode for Au og Pd Pt Aerogels Via direkte Solution-baserte reduksjon

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

Kvantitativ atomstedsanalyse av funksjonelle dopanter/punktfeil i krystallinske materialer ved elektronkanal-forbedret mikroanalyse

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 atomposisjonssporing gjennom elektronmikroskopi

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