F-18 Sondes RGD marquées basées sur la réaction de clic bio-adrénergique promue par la souche pour l’imagerie TEP

Emission de positons

tomographie (PET) est une modalité d’imagerie moléculaire non invasive et un

puissant outil en oncologie pour l’examen des processus biologiques fondamentaux

pathologies chez les sujets vivants.1,2

à ces fins, une gamme de molécules bioactives a été étiqueté avec

En dépit de la courte demi-vie du fluor-18 (F-18, t1 / 2 = 109,8 min), c’est le positron-émetteur le plus populaire.

pour le PET parmi divers radio-isotopes en raison de son excellent produit chimique,

La demi-vie courte du F-18, cependant, nécessite des méthodes rapides, simples et

stratégies d’étiquetage F-18 fiables pour obtenir une nouvelle imagerie moléculaire PET

sondes.8,9A cause de l’angiogenèse associée à

le récepteur de l’intégrine α v β 3 est un

processus clé dans la croissance tumorale et les métastases, imagerie moléculaire PET

les sondes pour l’angiogenèse tumorale ont un potentiel de diagnostic précoce de la tumeur

et suivi des effets thérapeutiques de divers traitements

études précliniques et cliniques.10 − 14 Au cours de la dernière décennie, une série de petits peptides

basé sur la séquence Arg-Gly-Asp (RGD) étiqueté avec F-18 ont été

développé pour visualiser l’angiogenèse tumorale en utilisant le PET en ciblant la

intégrine α v β 3 récepteur dans une gamme

de modèles de tumeur.15 − 17 En outre, RGD cyclique multimère diversement modifié

les dérivés ont été développés avec succès pour augmenter l’excrétion rénale

et l’affinité de liaison pour cette intégrine.18,19 En particulier,

Traceurs RGD dimères PEGylés ou glycosylés marqués au F-18

montrent de bonnes performances dans l’imagerie TEP de l’angiogenèse tumorale. 18, 20 − 23 En général, ces sondes à base de peptide RGD marqué au F-18 sont préparées

en utilisant une gamme de méthodes de conjugaison entre les prothèses F-18

groupes et peptides.15,24 Cependant, leur multi-étape compliquée

La radiosynthèse a limité leur utilisation répandue24,25. En particulier, parce que les traceurs peptidiques RGD multimériques marqués au F-18

montrent souvent des temps de rétention similaires à un excès de non marqué

précurseurs peptidiques en chromatographie liquide à haute performance (HPLC)

purification, leur radiosynthèse nécessite une purification longue

processus pour éviter une activité spécifique relativement faible. Activité spécifique

est l’un des facteurs les plus importants pour déterminer la qualité d’image TEP

et la toxicité ou les effets secondaires de ces radiotraceurs.3,4,26 À cet égard, le développement

d’un protocole de marquage F-18 plus fiable reste une recherche intéressante

sujet pour la préparation de sondes à base de peptides RGD marqués par F-18. Schéma 1 Préparation de dérivés de peptides cRGD non radioactifs authentiques;

cRGD-ADIBOT-F, di-cRGD-ADIBOT-F, cRGD-PEG5-ADIBOT-F, et

di-cRGD-PEG5-ADIBOT-FRecently, sans cuivre

“ cliquez sur chimie ” basé sur l’alcyne azide promu par la souche

cycloaddition (SPAAC) a été utilisé dans des études de radiomarquage

méthode de conjugaison rapide et bioorthogonale entre les radiomarqués

groupe prosthétique et des molécules bioactives, telles que les peptides, les protéines

et nanoparticules.26 − 31 En particulier, les dérivés d’aza-dibenzocyclooctyne (ADIBO) peuvent agir

comme accepteurs d’azides efficaces pour produire des azadibenzocyclooctatriazoles correspondants

(ADIBOT) en utilisant la réaction SPAAC.32 − 34 Dans une étude récente, nous

rapporté que les peptides marqués au 18F pourraient être préparés presque

quantitativement par la réaction de conjugaison SPAAC entre ADIBO-tethered

des peptides et un azide marqué au 18F. De plus, dans cette radio-synthèse

méthode, les peptides marqués au 18F ont été efficacement purifiés

par extraction en phase solide en utilisant une résine à substitution azotée comme ADIBO

précurseur-piégeur sans étape de purification HPLC.26 Cette lettre introduit la synthèse simple

de RGD monomère et dimère substitué par du fluor (y compris F-18)

peptides basés sur la réaction de conjugaison SPAAC et rapporte les résultats

d’évaluation in vitro et in vivo

de l’imagerie par TEP de l’expression de l’intégrine. Le Schéma 1 présente la synthèse de dérivés non radioactifs substitués au fluor.

Dérivés de peptides RGD monomères et dimères basés sur la conjugaison SPAAC

réaction. Le traitement du cRGDyK monomérique et du dimère H-E [c (RGDyK)] 2 avec le composé 1 de l’ester N-succinimidylique de l’ADIBO dans des conditions basiques a fourni le composé ADIBO substitué correspondant

les composés cRGD, tels que cRGD-ADIBO et di-cRGD-ADIBO, respectivement.

Introduire un lieur polyéthylène glycol (PEG) entre les peptides cRGD

et ADIBO, un ester N-succinimidylique d’ADIBO-PEG5

le composé 2 a été utilisé dans la réaction de conjugaison de cRGDyK

à cRGD-PEG5-ADIBO ou H-E [c (RGDyK)] 2 à di-cRGD-PEG5-ADIBO. La réaction SPAAC de quatre cRGD substitués par ADIBO

les précurseurs peptidiques avec de l’azoture de fluorohexaéthylèneglycol (3) à 25 ° C en 2 h ont donné le fluor correspondant substitué

les dérivés peptidiques RGD monomères et dimères, notamment cRGD-ADIBOT-F,

di-cRGD-ADIBOT-F, cRGD-PEG5-ADIBOT-F et di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F. Les dérivés ont été caractérisés par spectrométrie de masse.Figure 1Competitive

comparaison de cRGD-ADIBOT-F, de di-cRGD-ADIBOT-F, de cRGD-PEG5-ADIBOT-F et de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F en comparaison

avec cRGDyK non modifié avec 125I-échistatine en utilisant U87MG

cellules (n = 3). Les tests de liaison au récepteur pour ces fluorées modifiées

Composés de cRGD (cRGD-ADIBOT-F, di-cRGD-ADIBOT-F, cRGD-PEG5-ADIBOT-F et di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F) et non modifiés

Les cRGDyk ont ​​été déterminées par des études de déplacement compétitif utilisant des cellules U87MG exprimant la présence de l’échistatine 125I et de l’intégrine exprimant le 3I-lxl. Dans ce test in vitro, la liaison de 125I-échistatine aux cellules U87MG

a été inhibée par tous les peptides cRGD fluorés synthétisés

d’une manière dépendante de la concentration. Comme prévu, le cRGD dimérique

les peptides présentaient de meilleures affinités de liaison que les

peptides RGD monomères. En particulier, le lien de mini-PEG entre

les cRGD et ADIBOT-F ont contribué à augmenter leurs affinités de liaison. le

distance plus grande entre les RGD et le fragment ADIBOT-F en vrac par le PEG

l’éditeur de liens devait faciliter l’accessibilité à l’intégrine α v β 3. Par conséquent, di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F, qui a à la fois cRGD dimérique et le linker PEG, exposé

l’affinité de liaison la plus élevée par rapport aux autres dérivés RGD,

même le cRGDyk original. Ces résultats in vitro

montré des modèles similaires à des études d’affinité de liaison antérieures par d’autres

Sur la base des résultats de l’étude in vitro, le di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F a été choisi comme composé de choix pour la radiosynthèse.

de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F et une autre étude d’imagerie TEP in vivo.Comme représenté sur la figure ​ Figure 2A, 2A, la réaction SPAAC du précurseur di-cRGD-PEG5-ADIBO (0,87 μ mol) comme accepteur d’azoture en utilisant de l’azide [18F] 3 marqué au 18F dans une solution aqueuse

la solution a procédé quantitativement en 15 min, donnant le composé dimère cRGD marqué au 18F (di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F) avec un excès de di-cRGD-PEG5-ADIBO n’ayant pas réagi.

précurseur. Ce précurseur ADIBO n’ayant pas réagi a été éliminé par les

traitement de cette solution brute avec une résine azide 4 comme adsorbant ADIBO pendant 20 min, comme observé par analyse HPLC de

le mélange réactionnel avant et après traitement avec la résine 4 (figure ​ (figure 2B) .2B). En particulier, bien que

di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F traceur a montré une similaire

temps de rétention à son précurseur sur HPLC, il a été produit avec succès

avec une activité spécifique raisonnablement élevée (62,5 GBq / μ mol)

Rendement radiochimique corrigé de la décroissance de 92% (dcRCY) dans une réaction totale

temps d’environ 35 minutes sans purification par HPLC; plutôt,

la résine 4 a été simplement filtrée et lavée (radiosynthétique totale

durée d’environ 80 min, y compris la radiosynthèse de l’azoture marqué au 18F [18F] 3 de 18F –). Considérant l’activité spécifique

du traceur, au moins 0,85 μ mol du précurseur pourrait être

enlevé par ce procédé d’extraction en phase solide chimio-orthogonale en utilisant

résine 4. Cette méthode de radiosynthèse était très efficace

pour la préparation d’un traceur dimère RGD marqué au 18F

avec la radiosynthèse classique.17,22,35,36 Ce radiotraceur était

caractérisé par HPLC co-injecté avec son di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F non radioactif (figure ​ (figure 22C). Figure 2 (A) schéma de la procédure de la radiosynthèse de

di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F avec [18F] 3 et la séparation ultérieure chimio-orthogonale assistée par piégeur

en utilisant une résine d’azoture supportée par du polystyrène 4. (B) HPLC

chromatogrammes du di-cRGD-PEG … Après

radiomarquage, l’évaluation in vivo du traceur di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F a été réalisée sur tumeur U87MG

portant des souris en utilisant un système micro-PET-CT. Figure ​ Figure3A3A montre la reconstruction tridimensionnelle représentative,

images coronales et transversales à intervalles de 30, 60, 90 et 120 min

après injection intraveineuse du radiotraceur (1,8 MBq). Ce radiotraceur

a été utilisé pour visualiser avec succès la région tumorale avec une bonne tumeur à l’arrière-plan

contraste dans les 30 min postinjection. La plupart des activités dans d’autres organes

et les tissus non ciblés ont été éliminés dans les 1 h après l’injection. Dans

un modèle de souris co-injecté de radiotraceur et de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F non radiomarqué (10 mg / kg), l’absorption tumorale était négligeable, démontrant

la spécificité de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F pour l’imagerie in vivo de la tumeur exprimant l’intégrine à l’aide du système micro-PET-CT, comme représenté

dans la figure ​ figure3B.3B. Les résultats ont indiqué que

di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F produit par le chimio-orthogonal

Le protocole de marquage F-18 peut agir comme une imagerie PET moléculaire prometteuse

sonde pour le diagnostic du cancer.Figure 3 (A) Évaluation in vivo de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F; reconstruction tridimensionnelle (3D)

(supérieur), coronal (milieu) et transversal (inférieur) combinés

Images PET-CT des souris porteuses de tumeurs U87MG à 30, 60, 90 et 120

min postinjection de di-cRGD-PEG … Pour confirmer davantage la

les relations dérivées des résultats d’imagerie TEP, la distribution des tissus

de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F avec et sans

une dose bloquante a été évaluée chez la souris porteuse de tumeur U87MG immédiatement

après l’imagerie TEP (Figure ​ (Figure4A) .4A). L’absorption de la tumeur

valeurs de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F à 30, 60,

et 90 min postinjection (p.i.) étaient de 6,3 ± 0,1, 2,2 et # x000b1; 0,3,

et 1,2 ± 0,1% ID / g, respectivement (n = 4), montrant

Absorption tumorale significativement plus élevée par rapport aux autres organes majeurs,

y compris le foie, la rate, le sang et les muscles. En particulier, notre

radiotraceur a montré une absorption tumorale plus élevée comparée (en particulier,

à 30 min p.i.) avec des radiotraceurs dimères RGD antérieurs. C’est supposé

que l’élimination efficace du précurseur de peptide non marqué par chimio-orthogonale

séparation assistée par piégeur utilisant l’amélioration activée par la résine azide

de l’absorption tumorale du traceur.17,22,35,36 Cependant, ce traceur

peut être rapidement lavé en tenant compte de la plus haute tumeur au muscle

le rapport se produit à 30 minutes p.i. (Figure ​ (figure4B) .4B). Dans

termes du rapport tumeur-sang, le rapport tumeur-muscle le plus élevé

a été observé à 90 min p.i. parce que le traceur a montré relativement

prise de sang élevée initialement et a été rapidement débarrassé du sang. en outre

à l’absorption de la tumeur, ce radiotraceur présentait des reins relativement

absorption, indiquant sa clairance rénale prédominante. Une expérience de blocage

où le traceur a été co-injecté avec le composé non radiomarqué

a également confirmé l’absorption tumorale spécifique de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F. À 90 min postinjection, l’absorption d’un

la tumeur co-injectée avec le peptide RGD non radioactif était de 0,4 ±

0,05% ID / g, ce qui est significativement plus faible que dans le non débloqué

modèle de souris. Par conséquent, ces résultats de biodistribution ont été bien adaptés

avec l’étude d’imagerie TEP. Figure 4 (A) Biodistribution de di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F chez des souris porteuses de tumeur U87MG à 30, 60, et

Points de temps de 90 min après les balayages microPET avec ou sans radiation non radioactive

di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F en tant qu’agent de blocage. Les données sont

exprimé en accumulation normalisée … En résumé, quatre substitués au fluor

les dérivés de peptides cRGD monomères et dimères ont été synthétisés

sur la réaction de conjugaison SPAAC. Dans une évaluation in vitro de ces dérivés de cRGD par un test de liaison de compétition,

le dérivé di-cRGD-PEG5-ADIBOT-F, qui possède les deux dimères

cRGD et un linker mini-PEG, ont montré l’affinité de liaison la plus élevée

comparé aux autres dérivés et même cRGDyk original. Sur le

base de ces résultats in vitro, le traceur di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F a été préparé par radiomarquage SPAAC

réaction du précurseur d’ADIBO avec un azide marqué au 18F

dans 95% dcRCY pour une utilisation dans des études d’imagerie TEP in vivo.

Malgré le même temps de rétention que son précurseur en HPLC, il pourrait

être séparé avec une activité spécifique élevée par voie chimio-orthogonale ultérieure

séparation assistée par piégeur utilisant une résine azide sans nécessité

pour la purification par HPLC. Ce radiotraceur a fourni une visualisation réussie

d’une tumeur avec un bon contraste tumeur-fond ainsi que de manière significative

Absorption tumorale plus élevée par rapport aux autres organes majeurs de l’imagerie TEP

et des études de biodistribution. Ces études in vivo

résultats suggèrent que le di-cRGD-PEG5-ADIBOT-18F produit par ce simple protocole de marquage au 18F

plate-forme basée sur la réaction SPAAC, peut agir comme une imagerie PET prometteuse

sonde pour le diagnostic du cancer. Cette méthode d’étiquetage 18F est

devrait également être utile pour la radiosynthèse d’autres sondes peptidiques

pour l’imagerie moléculaire de PET.