분자영상 및 방사화학

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  • [Mol Pharm .] Imaging Very Late Antigen-4 on MOLT4 Leukemia Tumors with Cysteine Site-Specific 89Zr-Labeled Natalizumab Immuno-Positron Emission Tomography

    성균관의대 / 김미나, 이경한*

  • 출처
    Mol Pharm .
  • 등재일
    2024 Jan 28. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.3c0102
  • 저널이슈번호
  • 내용

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    Abstract
    Very late antigen-4 (VLA4; CD49d) is a promising immune therapy target in treatment-resistant leukemia and multiple myeloma, and there is growing interest in repurposing the humanized monoclonal antibody (Ab), natalizumab, for this purpose. Positron emission tomography with radiolabeled Abs (immuno-PET) could facilitate this effort by providing information on natalizumab's in vivo pharmacokinetic and target delivery properties. In this study, we labeled natalizumab with 89Zr specifically on sulfhydryl moieties via maleimide-deferoxamine conjugation. High VLA4-expressing MOLT4 human T cell acute lymphoblastic leukemia cells showed specific 89Zr-natalizumab binding that was markedly blocked by excess Ab. In nude mice bearing MOLT4 tumors, 89Zr-natalizumab PET showed high-contrast tumor uptake at 7 days postinjection. Biodistribution studies confirmed that uptake was the highest in MOLT4 tumors (2.22 ± 0.41%ID/g) and the liver (2.33 ± 0.76%ID/g), followed by the spleen (1.51 ± 0.42%ID/g), while blood activity was lower at 1.12 ± 0.21%ID/g. VLA4-specific targeting in vivo was confirmed by a 58.1% suppression of tumor uptake (0.93 ± 0.15%ID/g) when excess Ab was injected 1 h earlier. In cultured MOLT4 cells, short-term 3 day exposure to the proteasome inhibitor bortezomib (BTZ) did not affect the α4 integrin level, but BTZ-resistant cells that survived the treatment showed increased α4 integrin expression. When the effects of BTZ treatment were tested in mice, there was no change of the α4 integrin level or 89Zr-natalizumab uptake in MOLT4 leukemia tumors, which underscores the complexity of tumor VLA4 regulation in vivo. In conclusion, 89Zr-natalizumab PET may be useful for noninvasive monitoring of tumor VLA4 and may assist in a more rational application of Ab-based therapies for hematologic malignancies.

     

     

    Affiliations

    Mina Kim 1 2, Kyung-Ho Jung 1 2, Jung Lim Kim 1, Hyun-Jung Koo 1, Hye Jin Jung 1, Hyunjong Lee 1, Kyung-Han Lee 1 2
    1Department of Nuclear Medicine, Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University School of Medicine, Seoul 06351, Korea.
    2Department of Health Sciences and Technology, SAIHST, Sungkyunkwan University, Seoul 06355, Korea.

  • 키워드
    89Zr; MOLT4; VLA4; bortezomib; immuno-PET; leukemia; myeloma.
  • 편집위원

    최근 면역 항암 치료연구가 활발하다. I-124, I-125, Cu-64 등의 방사성동위원소가 표지된 항체를 이용한 핵의학 영상 연구가 진행되고 있는데, 이 논문에서는 Zr-89을 이용한 immuno-PET 영상 연구 결과를 보여주고 있다. 높은 VLA4(Very late antigen-4; CD49d) 항원 발현을 보이는 MOLT4 백혈병 종양에 대한 특이적 섭취를 보이는 Zr-89 Natalizumab을 이용하여 다양한 마우스 PET 영상 연구를 진행했다. 결과적으로 Zr-89 Natalizumab PET은 종양 VLA4의 비침습적 모니터링에 유용할 수 있기에 혈액암에 대한 항체 기반 치료에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

    2024-03-08 11:46:11

  • 편집위원2

    본 연구에서는 다발성 골수종(multiple myeloma)와 백혈병(leukemia)의 화학요법에 저항성을 나타내는 원인으로 지목되는 very late antigen-4 (VLA4; CD49d)를 표적하는 인간화 항체 나탈리주맙(natalizumab)에 위치특이적 방법으로 킬레이터를 접합하고 Zr-89를 방사표지하여 VLA4 양성 마우스 모델을 대상으로 면역PET 영상을 수행하였습니다. [89Zr]나탈리주맙은 VLA4 양성 MOLT4 세포와 종양에 대하여 높은 표적능을 나타내어, 약물내성 혈액암에 대하여 항체기반치료를 적용하는데 활용할 수 있을 것으로 보입니다.

    2024-03-08 11:47:58

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