Neste generasjon radiofarmaka - Potensiell ny behandling av HER-2 positiv brystkreft med terbium-161 - Skåre, Karina Eckell (2018)
Introduksjon og hensikt: Brystkreft er den mest vanlige kreftformen hos kvinner med 3371 nye tilfeller i Norge i 2016. 25-30 % av alle brystkreftceller utrykker uvanlig høye nivåer av en reseptor tyrosin kinase kalt humant epidermal vekstfaktor-2 (HER-2) som er assosiert med dårlig prognose. Trastuzumab er et anti-HER-2 monoklonalt antistoff som brukes i behandling av HER-2 positiv brystkreft. Studier har vist at anti-HER-2 radioimmunterapi (RIT) med [177Lu]Lu-trastuzumab er effektiv i behandling av brystkreft in vitro. Terbium-161 har tilnærmet like radiokjemiske egenskaper som lutetium-177, men emitterer i tillegg et signifikant antall lav-energetiske Auger-elektroner som kan bidra til en bedre effekt i kreftbehandling, og være spesielt nyttig i behandling av små metastaser ved HER-2 positiv brystkreft med spredning. Hovedmålet med denne oppgaven var å fremstille et trastuzumab derivat som er radioaktivt merket med terbium-161, og å sammenligne dette konstruktet med en [177Lu]LuDOTA-trastuzumab analog. Metoder: Trastuzumab ble radioaktivt merket med både lutetium-177 og terbium-161 ved bruk av p-SCN-Bn-DOTA som chelator. Radiokjemisk renhet og stabilitet av de to radioaktivt merkede DOTA-trastuzumab konstruktene [161Tb]TbDOTA-trastuzumab og [177Lu]LuDOTA-trastuzumab ble bestemt ved bruk av instant thin-layer chromatography (iTLC). Parameterene som ble undersøkt var temperatur, radioaktiv konsentrasjon og spesifikk aktivitet. Immunreaktivitet og cytotoksisitet av både [177Lu]LuDOTA-trastuzumab og [161Tb]TbDOTA-trastuzumab ble testet på brystkreft-cellelinjen SKBR-3. Resultater: Prosedyren for konjugering av p-SCN-Bn-DOTA til trastuzumab viste å gi reproduserbare DOTA-trastuzumab konjugater fra gang til gang med tanke på trastuzumab konsentrasjon og stabilitet over tid. I gjennomsnitt ble 5,3 ± 1,1 DOTA-molekyler bundet per trastuzumab. Radioaktiv merking av terbium-161 og lutetium-177 på DOTA-trastuzumab ga konstrukter med en radiokjemisk renhet (RCP) på > 98 % i de fleste forsøkene for både [161Tb]TbDOTA-trastuzumab og [177Lu]LuDOTA-trastuzumab. For [177Lu]LuDOTA-trastuzumab var innmerkingshastigheten i noen tilfeller lavere enn for [161Tb]TbDOTA-trastuzumab. Dette gjaldt spesielt ved tilsetning av lite radioaktivitet til et stort reaksjonsvolum. Stabiliteten uttrykt som RCP (%) over tid var bedre for [177Lu]LuDOTA-trastuzumab sammenlignet med [161Tb]TbDOTA-trastuzumab. For begge konstruktene var stabiliteten dårligst ved høy spesifikk aktivitet og høy radioaktiv konsentrasjon. For DOTA-trastuzumab radioaktivt merket med både lutetium-177 og terbium-161 var RCP > 95 % i opptil 48 timer for prøven med en spesifikk aktivitet på 2,3-30,8 MBq/mg og en radioaktiv konsentrasjon på 10 MBq/mL. Ved en radioaktiv konsentrasjon på opptil 120 MBq/mL var det kun prøvene med [177Lu]LuDOTA-trastuzumab som hadde en RCP-verdi > 95 % etter 48 timer. Stabiliteten ble ikke forbedret ved tilsetning av ulike scavengere til prøveløsningene. Immunreaktiviteten til [177Lu]LuDOTA-trastuzumab ble estimert til å ligge på 87 %. For [161Tb]TbDOTA-trastuzumab ble immunreaktiviteten estimert til å ligge rundt 40 % ved bruk av to andre metoder. Det er grunn til å tro at metodene som ble brukt for å bestemme immunreaktiviteten til [161Tb]TbDOTA-trastuzumab ikke var optimale. Høyere immunreaktivitetsverdier hadde sannsynligvis blitt oppnådd dersom [161Tb]TbDOTA-trastuzumab hadde blitt analysert ved samme metode som brukt på [177Lu]LuDOTA-trastuzumab. Overlevelsesstudiet på SKBR-3 celler som uttrykker HER-2 reseptorer på overflaten viste at [161Tb]TbDOTA-trastuzumab hadde bedre effekt på SKBR-3 celler i form av at færre celler overlevde etter behandling, sammenlignet med [177Lu]LuDOTA-trastuzumab og ren trastuzumab. Dette tyder på at terbium-161 egner seg til bruk i radioimmunterapi mot HER-2 positiv brystkreft. Forskjellen i effekt mellom [161Tb]TbDOTA-trastuzumab og [177Lu]LuDOTA-trastuzumab var på den andre siden ikke signifikant. Det er grunn til å tro at videre optimalisering av forsøksoppsettet vil kunne vise at [161Tb]TbDOTA-trastuzumab har en signifikant bedre effekt enn [177Lu]LuDOTA-trastuzumab på SKBR-3 celler. Konklusjon: Resultatene viste at terbium-161 og lutetium-177 gir tilnærmet like resultater når de merkes inn på DOTA-trastuzumab konjugater, med tanke på både radiokjemisk renhet og stabilitet over tid. Overlevelsesstudiene viste at [161Tb]TbDOTA-trastuzumab trolig har bedre effekt enn [177Lu]LuDOTA-trastuzumab på SKBR-3 celler og dermed kan være en god kandidat i radioimmunterapi mot HER-2 positiv brystkreft. Flere in vitro og in vivo studier bør gjennomføres for å bekrefte dette.