Utveckling av en radiomärkt irreversibel peptidligand för PET-avbildning av vaskulär endotelial tillväxtfaktor

Avbildningsmedel baserade på peptidsonder har önskvärda farmakokinetiska egenskaper förutsatt att de har hög affinitet för sitt mål in vivo. Ett tillvägagångssätt för att förbättra en peptidligands affinitet för dess mål är att göra denna interaktion kovalent och irreversibel. För detta ändamål, vi utvärderade en 64Cu-märkt affinitetspeptidtagg, 64Cu-L19K-(5-fluor-2,4-dinitrobensen) (64Cu-L19K-FDNB), som binder kovalent och irreversibelt till vaskulär endotelial tillväxtfaktor (VEGF) som ett PET-bildmedel. Vi jämförde in vivo-egenskaperna för 64Cu-L19K-FDNB i VEGF-uttryckande tumörxenotransplantat med dess icke-kovalenta bindande analoger, 64Cu-L19K-(2,4-dinitrofenyl) (64Cu-L19K-DNP) och 64Cu-L19K. Metoder: L19K-peptiden (GGNECDIARMWEWECFERK-CONH2) konstruerades med 1,4,7-triazacyklononan-1,4,7-triättiksyra vid N-terminalen för radiomärkning med 64Cu med en polyetylenglykoldistans mellan peptid och kelat. 1,5-difluor-2,4-dinitrobensen konjugerades vid det C-terminala lysinet för tvärbindning till VEGF, resulterar i L19K-FDNB. 64Cu-L19K-FDNB analyserades med avseende på kovalent bindning till VEGF in vitro. Som en kontroll, L19K konjugerades till 1-fluoro-2,4-dinitrobensen, resulterar i L19K-DNP. PET-avbildnings- och biodistributionsstudier av 64Cu-L19K-FDNB, 64Cu-L19K-DNP, och den naturliga 64Cu-L19K jämfördes i HCT-116 xenotransplantat. Blockeringsstudier av 64Cu-L19K-FDNB utfördes med en saminjektion av överskott av omärkt L19K-FDNB. Resultat: In vitro-bindningsstudier bekräftade den kovalenta och irreversibla bindningen av 64Cu-L19K-FDNB till VEGF, medan 64Cu-L19K-DNP och 64Cu-L19K inte binder kovalent. PET-avbildning visade högre tumörupptag med 64Cu-L19K-FDNB än med 64Cu-L19K-DNP och 64Cu-L19K, med genomsnittliga standardiserade upptagsvärden på 0.62 ± 0.05, 0.18 ± 0.06, och 0.34 ± 0.14, respektive, på 24 h efter injektion (P < 0.05), och 0.53 ± 0.05, 0.32 ± 0.14, och 0.30 ± 0.09, respektive, på 48 h efter injektion (P < 0.05). Blockeringsstudier med 64Cu-L19K-FDNB i närvaro av överskott av omärkt peptid visade en 53% minskning av tumörupptaget kl 48 h efter injektion. Slutsats: I denna proof-of-concept-studie, användningen av en kovalent bindande peptidligand mot VEGF förbättrar spårämnesackumulering vid tumörstället in vivo, jämfört med dess icke-kovalenta bindande peptidanaloger. Denna teknik är ett lovande verktyg för att förbättra styrkan hos peptidsonder som avbildningsmedel.