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

Författarna vill tacka Dr Jacob Houghton för bra konversationer. Författarna vill även tacka NIH för sin generösa finansiering (R00CA178205 och U01CA221046).

Alla i vivo djurförsök beskrivs i detta arbete var utfört enligt godkända protokoll och avrättades under de etiska riktlinjerna av Memorial Sloan Kettering Cancer Center, Weill Cornell Medical Center och Hunter College Institutionella djurens vård och användning kommittéer (IACUC).
1. förberedelse av huA33-TCO
Obs: Syntes av huA33-TCO har funnits tidigare rapporterade29. Men för att underlätta för läsaren replikeras den h?...

<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 styrkorna i detta förhållningssätt till i vivo pretargeting — särskilt när det gäller strategier bygger på bispecific antikroppar och radioaktivt haptener — är dess modularitet: trans- cyclooctene beståndsdelarna kan läggas till någon antikropp, och tetrazine radioligands kan vara märkt med en extra mängd radionuklider utan att försämra deras förmåga att reagera med deras Klicka partners. Anpassning av detta förhållningssätt till andra antikropp/antigen-systemet är ännu i...

Radioimmunoterapi (RIT) — användning av antikroppar för leverans av terapeutiska radionuklider till tumörer — har länge varit en lockande strategi för behandling av cancer1,2. Faktiskt, detta löfte har varit ministerkvartetten United States Food and Drug Administration godkännande av två radioimmunoconjugates för behandling av Non-Hodgkins lymfom: 90Y-ibritumomab tiuxetan och 131-tositumomab3 , 4. men även från dess tidigaste dagar, kliniska utsikterna för RIT har hämmats av en kritisk komplikation: hög strålning dosrater till friska vävnader5,6. Generellt sett radioimmunoconjugates för RIT är märkta med långlivade radionuklider (t.ex. 131jag [t½ = 8,0 dagar] och 90Y [t½ = 2,7 dagar]) med fysiska halveringstider som sammanfaller väl med den långa farmakokinetiska halveringstider av immunglobuliner. Detta är viktigt, eftersom det säkerställer att tillräcklig radioaktivitet förblir när antikroppen har nått sin optimala biodistribution efter flera dagar av cirkulation. Dock resulterar denna kombination av lång residence gånger i blod och länge fysikaliska halveringstider oundvikligen i bestrålning av friska vävnader, därmed minska terapeutiska nyckeltal och begränsar effekten av terapi7. Flera strategier har utforskats för att kringgå detta problem, inklusive användning av trunkerade antikroppsfragment som Fab, Fab', F(ab')2, minibodies och nanobodies8,9,10. Det är en av de mest lovande och fascinerande ändå onekligen komplexa, alternativa metoder i vivo pretargeting11.
In vivo pretargeting är ett förhållningssätt till Kärn avbildning och terapi som syftar till att utnyttja den utsökta affinitet och selektivitet av antikroppar medan lister deras farmakokinetiska nackdelar11,12,13. Därför är det radioaktivt märkt antikropp som används i traditionella radioimmunoterapi dekonstrueras i två komponenter: en liten molekyl radioligand och en immunoconjugate som kan binda både en tumör antigen och den ovannämnda radioligand. Immunoconjugate är injiceras först och gett en 'head start', ofta flera dagar, under vilken det ackumuleras i målvävnaden och rensar från blodet. Därefter, den liten molekyl radioligand administreras och kombinerar med immunoconjugate på tumören eller snabbt försvinner från kroppen. I huvudsak åberopat i vivo pretargeting utför radiokemi inom kroppen själv. Genom att minska cirkulationen av radioaktiviteten, detta tillvägagångssätt samtidigt minskar stråldoser till friska vävnader och underlättar användningen av radionuklider (t.ex. 68Ga, t½ = 68 min211; Som, t½ = 7,2 h) med halveringstider som vanligtvis anses oförenligt med antikroppsbaserade vektorer.
Start i slutet av 1980, en handfull olika förhållningssätt till i vivo pretargeting har utarbetats, inklusive strategier baserade på bispecific antikroppar, samspelet mellan streptividin och biotin, och hybridisering av kompletterande oligonukleotider14,15,16,17,18. Ännu har var hållits tillbaka till varierande grad av komplikationer, mest bekant potent immunogeniciteten hos streptividin-modifierade antikroppar19,20. De senaste fem åren, har vår grupp och andra utvecklat en strategi att i vivo pretargeting baserat på den snabba och bioorthogonal omvänd elektron efterfrågan Diels-Alder ligering mellan trans- cyclooctene (TCO) och tetrazine (Tz) 21,22,23,24. Den mest framgångsrika av dessa strategier har anställt en TCO-modifierade antikropp och en Tz-bärande radioligand, som TCO är vanligtvis stabilare i vivo än dess Tz partner (figur 1)25,26. Liksom andra pretargeting metoder, är den mAb-TCO immunoconjugate administreras först och ges tid att rensa från cirkulationen och ackumuleras i tumörvävnad. Därefter sprutas den liten molekyl Tz radioligand, varefter den klick med immunoconjugate inom målvävnaden eller rensar snabbt från kroppen. Här i vivo pretargeting strategi har visat sig mycket effektiv för PET och SPECT imaging med flera olika antikropp/antigen system, konsekvent producera bilder med hög kontrast och möjliggör användning av kortlivade radionuklider såsom 18 F (t½ = 109 min) och 64Cu (t1/2 = 12,7 h)21,22,24. Effekten av Klicka-baserade pretargeted radioimmunoterapi (PRIT) har nyligen visats i murina modeller av pankreas duktal adenokarcinom (PDAC) och kolorektal carcinom27,28. För detta ändamål, den terapeutiska radionuklid 177Lu (βmax = 498 keV, t1/2 = 6,7 dagar) var anställd i samband med två olika antikroppar: 5B1, som riktar sig till kolhydrater antigen 19,9 (CA19.9) ubiquitously uttryckt i PDAC , och huA33, som riktar A33, en transmembrana glykoprotein uttryckt i > 95% av kolorektal cancer. I båda fallen detta tillvägagångssätt till 177Lu-PRIT gav hög aktivitetskoncentrationer i tumörvävnad, skapat en dosberoende terapeutiska effekt och samtidigt minskat aktivitetskoncentrationer i friska vävnader jämfört med traditionella direkt-märkt radioimmunoconjugates.
I den här artikeln beskriver vi protokoll för PRIT använder en 177Lu-DOTA-märkt tetrazine radioligand ([177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz) och en TCO-modifierad variant av huA33 antikropp (huA33-TCO). Mer specifikt beskriver vi byggandet av huA33-TCO (figur 2), syntes och radiolabeling [177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz (figur 3 och figur 4) och prestanda i vivo biodistribution och longitudinella studier i murina modeller av kolorektal cancer. Dessutom i den representativa resultat och diskussion, vi presenterar ett prov data set, adress möjliga strategier för optimering av denna strategi, och överväga denna strategi i ett större sammanhang i vivo pretargeting och PRIT. Slutligen är det viktigt att notera att medan vi har valt att fokusera på pretargeting med huA33-TCO och [177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz i detta protokoll, denna strategi är mycket modulärt och kan anpassas för att passa ett brett spektrum av antikroppar och 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

Radioimmunoterapi (RIT) är en lovande strategi för behandling av cancer, kan den långa farmakokinetiska halveringstiden av radiomärkt antikroppar resultera i höga stråldoser till friska vävnader. Kanske inte helt överraskande, har flera olika strategier utvecklats för att kringgå denna oroande begränsning. En av de mest lovande av dessa metoder är pretargeted radioimmunoterapi (PRIT). PRIT bygger på frikoppling radionukliden från immunglobulin, injicera dem separat och sedan låter dem att kombinera i vivo på målvävnaden. Denna strategi utnyttjar de exceptionella tumör-inriktning egenskaperna av antikroppar medan lister deras farmakokinetiska nackdelar, därmed sänka stråldoser till målarter vävnader och underlätta användningen av radionuklider med halveringstider som är anses vara för kort för användning i traditionella radioimmunoconjugates. De senaste fem åren har har vårt laboratorium och andra utvecklat en strategi att i vivo pretargeting baserat på omvänd elektron-efterfrågan Diels-Alder (IEDDA) reaktionen mellan trans- cyclooctene (TCO) och tetrazine (Tz). Denna strategi har tillämpats framgångsrikt på pretargeted positron emissions tomografi (PET) och single-photon utsläpp datortomografi (SPECT) imaging med en mängd antikropp-antigen system. I ett par av de senaste publikationerna, har vi visat effekten av IEDDA-baserade PRIT i murina modeller av pankreas duktal adenokarcinom och kolorektal carcinom. I detta protokoll, beskriver vi protokoll för PRIT använder en 177Lu-DOTA-märkt tetrazine radioligand ([177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz) och en TCO-modifierad variant av kolorektal cancer inriktning huA33 antikropp (huA33-TCO). Mer specifikt kommer vi att beskriva byggandet av huA33-TCO, syntes och radiolabeling [177Lu] Lu-DOTA-PEG7- Tz, och prestanda i vivo biodistribution och longitudinella studier i murina modeller av kolorektal cancer.

Konjugationen av TCO att huA33 bygger på kopplingen mellan amine-reaktivt TCO-NHS och lysin rester på ytan av immunglobulin. Denna metod är mycket robust och reproducerbara och ger tillförlitligt en grad-av-märkning av 2-4 TCO/mAb. I det här fallet var MALDI-ToF masspektrometri anställd för att bekräfta en viss märkning av cirka 4,0 TCO/mAb; ett liknande värde erhölls med en fluorophore modifierade tetrazine som en reporter24. Syntesen av tetrazine liga...

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

Det här protokollet beskriver syntes och karakterisering av en trans- cyclooctene (TCO)-den antikropp och en 177Lu-märkt tetrazine (Tz) radioligand för pretargeted radioimmunoterapi (PRIT). Dessutom specificerar det användning av dessa två konstruktioner för i vivo biodistribution och longitudinella studier i en murin modell av kolorektal cancer.

Pretargeted radioimmunoterapi baserat på den inversa Electron efterfråge Diels-Alder reaktionen

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

Detta protokoll beskriver hur man tillämpar en pretargeted metodik till riktade strålbehandling av cancer xenografer i musmodellen. Pretargeted radioimmunotherapy eller PRIT tillåter oss att injicera antikroppen och radioligand separat, och låta de två kombinera in vivo med hjälp av klickkemi. Medan vi presenterar PRIT med hjälp av en xenograph modell av kolorektal cancer, kan denna teknik tillämpas på alla ytan antigen inriktning antikroppar antikropp.Det är viktigt att välja ett antigen som inte internaliserar snabbt eller skjul i stor utsträckning eftersom dessa kan minska effekten av tillvägagångssättet. För att syntetisera huA33-TCO först förbereda en 125 microliter lösning på 40 milligram per milliliter TCO-NHS i torr metylformamid i en 1,7 milliliter mikrocentrifugrör. Denna lösning kan alikvotas och frysas vid 80 grader celsius för användning i framtida experiment.I en separat 1,7 milliliter mikrocentrifugrör förbereda en fem milligram per milliliter lösning av huA33 i en milliliter av fosfat buffrad saltlösning. Med hjälp av små alikvoter av 0,1 molarnatriumkarbonat justerar du antikroppslösningens pH-värde till mellan 8,8 och 9,0. Använd antingen pH-papper eller en pH-mätare med en mikroelektrod för att övervaka pH-värdet, och motionera omsorg om att pH-värdet inte överstiger 9,0.Tillsätt en volym som motsvarar 40 molarekvivalens av TCO-NHS till antikroppslösningen. För att förhindra utfällning av den hydrofoba TCO-NHS, tillsätt det långsamt och med agitation. Låt reaktionen inkubera vid 25 grader celsius på en termisk mixer i en timme med mild agitation.Innan du reera huA33-TCO immunkonjugat med hjälp av en färdigförpackad engångsstorlek uteslutning desaltning kolumn, jämvikt storlek uteslutning kolumnen som beskrivs av leverantören att ta bort eventuella konserveringsmedel som finns i kolumnen under lagring som vanligtvis innebär tvätt kolumnen fem gånger med en volym PBS som motsvarar volymen av kolumnen. Tillsätt reaktionsblandningen till storleksuteslutningskolumnen, och att du lägger till volymen av reaktionsblandningen. Efter reaktionen blandningen har kommit in i kolumnen lägga till en lämplig mängd PBS för att få den totala volymen av lösning som lagts till kolumnen upp till 2,5 milliliter.Samla in produkten med hjälp av två milliliter PBS som eluent. Mät koncentrationen av huA33-TCO med hjälp av en UV vis spektrofotometer som övervakar våglängden vid 280 nanometer. Om en lösning med en högre koncentration av immunoconjugate önskas koncentrat huA33-TCO lösningen med hjälp av en centrifugalfilterenhet med en 50, 000 molekylvikt cutoff följer tillverkarens instruktioner.Förvara den färdiga huA33-TCO immunkonjugaten vid 4 grader celsius i mörker. Om det ska användas mer än fyra dagar i framtiden lagra den på 80 grader celsius i mörkret. I en 1,7 milliliter centrifugera röret lägga 200 mikroliter av 0,25 molar ammoniumacetat buffert justeras till pH 5,5.Tillsätt önskad mängd Lutetium-177 klorid till buffertlösningen. Den mängd som läggs till kommer att vara beroende av antalet försökspersoner i experimentet, och de radioaktiva doser som administreras. Tillsätt Tetrazine PEG7-DOTA i DMSO till den radioaktiva blandningen.Mängden som läggs till är beroende av antalet försökspersoner som testas. Låt lösningen inkubera vid 37 grader celsius i 20 minuter. Verifiera att radiolabeling är klar med hjälp av radio-instant-thin-layer kromatografi med 50 millimolar EDTA pH 5.5 som den mobila fasen.Den märkta Lutetium-177-DOTA-PEG7-Tetrazine kommer att ligga kvar vid baslinjen medan fri Lutetium-177 kommer att samordnas av EDTA och resa med lösningsmedelsfronten. det är kritiskt att placeringen av de subkutana tumörer inte stör din återhållsamhet teknik. Jag rekommenderar att placera dem på flanken sida som är motsatt till din fasthållande hand.Eftersom jag håller fast med min vänstra hand har jag valt att placera tumörerna på höger flank. Sortera kvinnliga athymic naken möss med kolorektal cancer xenograf, så att den genomsnittliga tumörvolymen i varje kohort är ungefär lika. För att göra det, lista de djuriska identifieringsnumren, öronskårmönstret och tumörvolymen i tre separata kolumner i ett kalkylprogram.Sortera data från minsta till största tumörvolym. I en fjärde kolonn tilldela varje djur en bur numrerar. Cykla genom burarna i ett ormliknande mönster tills alla djuren tilldelas en bur.När burarna tilldelas sortera data efter burnummer. Att injicera immunkonjugatdragdoserna på 150 mikroliter av huA33-TCO-lösning i sprutor som behandlats med 1%bovint serumalbumin i PBS, och förvara dessa sprutor på is. För att injicera radioligan, först dra doser i 150 mikroliter av 0,9%steril koksaltlösning som innehåller 1,1 molar ekvivalens av radiomärkt Tetrazine-PEG7-DOTA i förhållande till mängden huA33-TCO administreras.Använd bromsok för att mäta den längsta sidan av den avlånga tumören samt bredden som är vinkelrät mot längden. Väg varje mus på en balans för att spåra viktökning eller viktminskning över tiden. Slutligen beräkna volymen med hjälp av formeln för volym av en ellipsoid antar att höjden är ungefär lika med bredden.Visas här är biodistribution av en in vivo pretargeting med huA33-TCO och Lutetium-177-DOTA-PEG7-Tetrazine i athymic naken möss med subkutan SW1222 mänskliga kolorektal caner tumörer. Alla injektionsintervall ger höga aktivitetskoncentrationer i tumörvävnaden samt låga aktivitetskoncentrationer i friska organ. Den 24 timmars injektion intervall ger den högsta tumoral upptag vid 120 timmar efter injektion.Baserat på dessa resultat en 24 timmars intervall valdes för den efterföljande longitudinella terapi studie. Visas här är longitudinella terapi studie av fem grupper av möss med subkutan SW1222 tumörer avbildas i genomsnitt tumör volym som en funktion av tid, och tumör volym normaliseras till inledande volym som en funktion av tid. Det finns en skarp skillnad i svaret från de experimentella kohorterna jämfört med kontrollgrupperna.Medan tumörerna i mössen som bara får en komponent i den pretargeted radioimmunotherapy strategin fortsatte att växa okontrollerat, tumörer av möss som får hela pretargeted radioimmunotherapy regim slutade växa och slutligen krympte. Viktigt, inga toxiska biverkningar observerades, och alla djur behöll en vikt inom 20%av deras ursprungliga massa. Påfallande nog hade mössen i de experimentella kohorterna ett perfekt register över överlevnad i slutet av undersökningen.När du försöker detta förfarande är det av yttersta vikt att exakt och reproducera mäta tumörer. När du arbetar med radioaktivitet rådfråga din institution föreståndare för att utveckla säkra protokoll och anläggningar. Att ha ordentliga säkerhetskontroller på plats kommer att begränsa din exponering och undvika kontaminering.Pretargeting ger en lägre stråldos till bakgrundsorgan än traditionell radioimmunoterapi. Genom att dela detta protokoll hoppas vi att andra kanske kan testa sina egna modeller och idéer som kommer att leda till nya och spännande framsteg för patientbehandling.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Mikrovågsassisterad Intramolekylära Dehydrogenative Diels-Alder-reaktioner för syntes av Funktionaliserade naftalener / Färgämnen Solvatochromic

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

Mikroflödes On-chip Capture-cykloadditionsreaktion att reversibelt Immobilisera små molekyler eller flerkomponent Strukturer för 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

Bestämma isbindande plan för frostskyddsproteiner genom fluorescensbaserad isplanstillhörighet

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 Koppling Reaktion för syntes av bispyridin-baserade ligander och deras komplexbildning till Platinum som bicykliska läkemedel mot cancer

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 Inverse Analys Närma till karakterisering av kemiska Transport i Färger

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-trifenylbensen och Corannulene som Electron Receptorer för Litium solvatiserad 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

Framställningen och egenskaperna av Thermo-reversibelt tvärbundet gummi Via Diels-Alder kemi

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 snabb syntesmetod för Au, Pd och Pt Aerogel Via direkt lösning-baserade reduktion

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 analys av funktionella dopanter/punktdefekter i kristallina material genom elektronkanalförbättrad mikroanalys

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 Atompositionsspårning genom elektronmikroskopi

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