Immuno-PET f'Mudelli NHP Għall-Iżvilupp ta' Antikorpi

It-terapewtiċi bbażati fuq l-antikorpi-issa jinkludu antikorpi monoklonali konvenzjonali (mAbs), antikorpi bispeċifiċi, antikorpi-konjugati tad-droga (ADCs), u bijoloġiċi oħra maħduma. Hekk kif il-formati molekulari jikbru aktar kumplessi, il-fatt li tkun taf fejn jivvjaġġa antikorp wara l-amministrazzjoni, u jekk tilħaqx il-mira bijoloġika maħsuba, saret mistoqsija rikorrenti fl-iżvilupp tal-mediċina preklinika.

Studji farmakokinetiċi konvenzjonali (PK) ikejlu l-konċentrazzjonijiet tal-antikorpi fil-plażma jew fis-serum. Dawn il-kejl jiddeskrivu l-espożizzjoni sistemika, it-tneħħija, u l-half-ħajja, iżda jagħtu informazzjoni limitata dwar kif antikorp jiddistribwixxi mat-tessuti.

Immuno-tomografija bl-emissjoni tal-pożitroni (Immuno-PET) tindirizza parti minn dan il-vojt. Billi radjutikkettja antikorp jew sonda ta' mira derivata ta' antikorp-, il-PET jista' jivviżwalizza u jikkwantifika d-distribuzzjoni tiegħu madwar il-ġisem f'diversi punti ta' żmien. Meta t-tracer iżomm il-proprjetajiet ta' rbit-mira, id-dejta tal-immaġini tista' tiddeskrivi l-aċċessibbiltà tat-tessuti, l-assorbiment assoċjat fil-mira-, u r-relazzjoni bejn l-espożizzjoni sistemika u d-distribuzzjoni tat-tessuti.

Fil--primati mhux umani (NHPs), l-Immuno-PET huwa-adattat tajjeb għalieximmaġini molekularijista 'jiġi kkombinat ma' PK fil-plażma, immaġini anatomiċi, bijomarkaturi tat-tessuti, u endpoints farmakodinamiċi fi studju translazzjonali wieħed.

Il-mistoqsija mhix biss fejn imur l-antikorp, iżda jekk jilħaqx it-tessut maħsub, jinvolvix il-mira rilevanti, u jipproduċix distribuzzjoni konsistenti mal-farmakoloġija maħsuba tiegħu.

Plasma PK jibqa' komponent ewlieni tal-iżvilupp tal-bijoloġiċi. Parametri bħal Cmax, AUC, tneħħija, u half-life jiddeskrivu l-espożizzjoni sistemika u jappoġġjaw l-għażla tad-doża u l-mudellar tar-rispons tal-espożizzjoni-.

Madankollu, l-espożizzjoni sistemika mhux bilfors tbassar l-espożizzjoni tat-tessuti.

Antikorp jista' jibqa' fiċ-ċirkolazzjoni għal perjodu estiż filwaqt li juri profili ta' assorbiment differenti ħafna madwar l-organi. L-espressjoni fil-mira, il-permeabilità vaskulari, l-arkitettura tat-tessuti, l-interazzjonijiet tar-riċetturi Fc, l-internalizzazzjoni medjata mill-antiġen-, u l-assorbiment mhux speċifiku jistgħu kull wieħed jifforma d-distribuzzjoni tat-tessut.

Dan joħloq distinzjoni bejnPK sistemikuufarmakoloġija fil--tessut.

Għal terapewtika ta' antikorpi, bosta mistoqsijiet jibqgħu miftuħa wara analiżi PK konvenzjonali:

• L-antikorp jilħaq it-tessut fil-mira?
• Il-mira molekulari hija aċċessibbli għall-antikorp in vivo?
• L-espressjoni fil-mira tvarja bejn tessuti jew leżjonijiet?
• L-adozzjoni hija primarjament fil-mira-medjata jew mhux speċifika?
• L-espressjoni għolja fil-mira fit-tessuti normali taffettwa d-distribuzzjoni?
• Kif jinbidel l-assorbiment tat-tessuti maż-żmien?

It-teħid ta' kampjuni tat-tessut terminali jwieġeb xi wħud minn dawn, iżda ġeneralment fi ftit punti ta' ħin magħżula u f'sett limitat ta' tessuti. Immuno-PET iżid perspettiva lonġitudinali, mhux-invażiva billi jsegwi kif antikorp radjutikkettat jew sonda mmirata tiddistribwixxi maż-żmien.

Id-distakk huwa importanti l-aktar għal bijoloġiċi b'ħinijiet twal ta 'ċirkolazzjoni u mudelli kumplessi ta' distribuzzjoni tat-tessuti.

Immuno-PET jgħaqqad il-proprjetajiet ta' rikonoxximent molekulari ta' antikorpi mas-sensittività u l-kapaċitajiet kwantitattivi tat-tomografija bl-emissjoni tal-pożitroni.

Fi studju tipiku, antikorp monoklonali jew sonda derivata ta' antikorp-hija ttikkettata b'radjonuklidu li jarmi positron-. Għal antikorpi intatti, radjonuklidi ta'-ħajja itwal bħal żirkonju-89 (⁸⁹Zr) huma komunement użati minħabba li l-half{0}}ħajja fiżika tagħhom taqbel mad-distribuzzjoni relattivament bil-mod u l-kinetika tat-tneħħija tal-molekuli IgG.

^89Zrgħandu half-ħajja fiżika ta' madwar 3.3 ijiem, li jappoġġja l-immaġini fuq diversi jiem wara l-għoti. Dan jagħmilha utli għal studji ta 'distribuzzjoni tat-tessuti mdewma, għalkemm ir-radjonuklidu ottimali jiddependi fuq il-format molekulari, il-kinetika bijoloġika, il-kimika tat-tikkettar, u l-għan tal-istudju. Ir-reviżjoni tal-2018 ta 'Carmon u Azhdarinia tinnota li⁸⁹Zr huwa radjonuklidu użat ta' spiss għall-immaġini tal-antikorpi minħabba li l-half-ħajja tiegħu tippermetti immaġni mdewma u valutazzjoni tal-bijodistribuzzjoni tal-antikorpi fuq tieqa estiża.

Fluss tax-xogħol tipiku tal-Immuno-PET jinkludi:

Għażla ta' l-antikorpi → Tikkettjar tar-radju → Amministrazzjoni → Immaġini serjali tal-PET → Ko-reġistrazzjoni anatomika → Analiżi kwantitattiva → Bijodistribuzzjoni u interpretazzjoni ta' l-ingaġġ tal--mira

Il-qari ta' l-immaġini jista' jinkludi konċentrazzjoni ta' attività reġjonali, SUV, proporzjonijiet tat-tessut-għall--sfond, kurvi tal-ħin-attività, u parametri kwantitattivi oħra. Analiżi aktar avvanzati jistgħu jinkorporaw mudellar kinetiku jew paraguni mal-PK tal-plażma u kejl tat-tessuti ex vivo.

Is-sinjal tal-PET mhuwiex l-istess bħall-konċentrazzjoni ta 'antikorp terapewtiku intatt fit-tessut. Il-metaboliżmu tar-radjutikketta, it-teħid mhux speċifiku, l-attività tal-ġabra-demm, l-istabbiltà tat-tracer, u kwalunkwe differenzi bejn is-sonda tal-immaġini u l-molekula terapewtika kollha jeħtieġ li jiġu kkunsidrati.

Vantaġġ prattiku ta' Immuno-PET huwa li jmexxi l-analiżi lil hinn mis-sempliċi-bijodistribuzzjoni tal-ġisem kollu.

Għal antikorpi mmirati, l-assorbiment tat-tessuti jista’ jirrifletti diversi proċessi li jikkoinċidu:

Ċirkolazzjoni sistemika → Twassil tat-tessuti → Aċċessibilità fil-mira → Twaħħil tal-antikorpi → Internalizzazzjoni jew żamma → Clearance

Sinjal għoli ta 'PET f'tessut fil-mira jista' jindika kunsinna favorevoli, iżda minnu nnifsu ma jipprovax impenn fil-mira farmakoloġiku.

Biex tissaħħaħ l-interpretazzjoni, id-dejta tal-Immuno-PET tista' tiġi kkombinata ma' kejl indipendenti bħall-espressjoni tar-riċetturi, bijomarkaturi tat-tessuti, immunoistokimika, bijodistribuzzjoni ex vivo, jew analiżi tal-okkupanza tar-riċetturi.

Il-programmi ADC jiddependu b'mod partikolari fuq din is-saffi ta' evidenza. ADC jiddependi fuq l-espożizzjoni sistemika, l-aċċessibbiltà tal-antiġen fil-mira, l-irbit tal-antikorpi, l-internalizzazzjoni, it-traffikar intraċellulari, u r-rilaxx sussegwenti tat-tagħbija.

Ir-reviżjoni tal-2018 ta’ Carmon u Azhdarinia tiddeskrivi kif⁸⁹Zr-immuno-PET intuża biex jevalwa l--bijodistribuzzjoni tal-ġisem kollu, il-farmakokinetika, u l-immirar tat-tumur ta' antikorpi u ADCs. Tqajjem ukoll il-possibbiltà li tintuża immaġini molekulari biex tikkaratterizza l-eteroġeneità fil-mira u tappoġġja l-istrateġiji tal-għażla tal-pazjent-.

L-Immuno-PET jitqies l-aħjar bħala aapproċċ ta' immaġini funzjonali li jpoġġi flimkien ma' kejl molekulari u istoloġiku, mhux sostitut waħdu għalihom.

Dak li jżid l-Immuno-PET jiddependi mit-teknoloġija tal-immaġini u mill-mudell bijoloġiku użat.

Studji NHP joffrusetting traslazzjonali utli għall-bijodistribuzzjoni tal-antikorpigħaliex jappoġġjaw l-immaġini serjali flimkien mal-farmakoloġija konvenzjonali, l-analiżi tal-bijomarkaturi, u, meta xjentifikament ġustifikat, it-teħid ta 'kampjuni tat-tessuti.

L-NHPs jippermettu wkoll protokolli tal-immaġini eqreb lejn l-iskala u l-fluss tax-xogħol tal-istudji kliniċi tal-PET mill-biċċa l-kbira tal-mudelli tal-annimali-iżgħar. Daqs akbar tal-ġisem jipprovdi separazzjoni anatomika suffiċjenti għall-immaġini fil-livell tal-organi, u l-immaġini lonġitudinali tippermetti li kull annimal iservi bħala r-referenza tiegħu f'diversi punti tal-ħin.

Ir-rilevanza tal-mudell NHP għad trid tiġi evalwata każ{0}}b'{1}}każ. Differenzi trans-speċi fl-espressjoni fil-mira, ir-rikonoxximent tal-epitopi, l-interazzjonijiet tar-riċetturi Fc, u l-farmakoloġija tal-antikorpi jistgħu jinfluwenzaw kif tiġi interpretata d-dejta tal-Immuno-PET.

Għal din ir-raġuni, ir-reattività inkroċjata fil-mira u l-karatteristiċi ta' rbit għandhom jiġu kkonfermati fl-ispeċi NHP magħżula qabel ma jintuża l-mudell għal immaġini speċifiċi ta' mira kwantitattiva-.

Mudell NHP bijoloġikament rilevanti mhuwiex sempliċiment wieħed li fih jista' jiġi skopert l-antikorp. Hija waħda li fiha l-interazzjoni molekulari li qed tiġi studjata hija komparabbli biżżejjed mal-mekkaniżmu kliniku maħsub.

L-immaġini serjali tal-PET jistgħu jimmappjaw id-distribuzzjoni relattiva ta 'antikorp radjutikkettat f'organi u tessuti ewlenin, li jikkumplimentaw PK fil-plażma u studji konvenzjonali ta' bijodistribuzzjoni ex vivo.

Id-dejta li tirriżulta tista 'tgħin biex tiddistingwi d-distribuzzjoni fiżjoloġika mistennija minn akkumulazzjoni mhux tas-soltu u tidentifika tessuti li jiġġustifikaw investigazzjoni addizzjonali.

Għal antikorpi speċifiċi-mira, l-immaġini jistgħu jindikaw jekk il-mira hijiex aċċessibbli in vivo.

Dan huwa differenti milli juri l-espressjoni fil-mira f'kampjun tat-tessut. L-immunoistokimika u assaġġi ex vivo simili jikkonfermaw il-preżenza, filwaqt li l-Immuno-PET iżid l-aċċessibbiltà in vivo u l-akkumulazzjoni tal-antikorpi.

L-espressjoni fil-mira tista' tvarja fost tessuti, leżjonijiet, jew stadji tal-mard.

Dan huwa importanti l-aktar fl-onkoloġija, fejn bijopsija waħda mhux dejjem tirrappreżenta espressjoni fil-mira fuq il-leżjonijiet. L-immaġini tal--ġisem kollu jistgħu jimmappaw id-distribuzzjoni tal-mira fuq il-leżjonijiet b'modi li kampjun wieħed tat-tessut ma jistax.

Antikorpi differenti diretti lejn l-istess mira jista 'jkollhom affinitajiet differenti, rikonoxximent ta' epitopi, karatteristiċi ta 'internalizzazzjoni, jew distribuzzjoni tat-tessuti.

Immuno-PET jista' jiġi inkorporat fi strateġiji ta'-għażla ta' kandidati billi jitqabbel l-assorbiment tat-tessuti u d-distribuzzjoni assoċjata fil--mira qabel ma tavvanza molekula fi stadji ta' żvilupp aktar intensivi ta' riżorsi-.

LinkingImmuno-PET għall-qafas usa' tal-PK/PD tal-immaġinikwistjonijiet għal raġunament translazzjonali.

Kif diskuss fl-artikolu relatat Valutazzjoni tal-PK/PD Ibbażat fuq Immaġini-F'Primati mhux-Bniedem, PK konvenzjonali fil-plażma jiddeskrivi l-espożizzjoni sistemika, filwaqt li l-immaġini żżid informazzjoni spazjali u lonġitudinali dwar id-distribuzzjoni tat-tessuti.

Għall-iżvilupp ta 'antikorpi, din ir-relazzjoni tista' tiġi estiża:

Plażma PK → Bijodistribuzzjoni tat-Tessuti → Aċċessibilità fil-mira → Ingaġġ fil-mira → Rispons Farmakodinamiku

Kull pass iwieġeb mistoqsija differenti.Plasma PK jiddeskrivi kemm hemm antikorp preżenti fiċ-ċirkolazzjoni.Immaġini PK turi fejn l-antikorp ittikkettat huwa mqassam u kif dik id-distribuzzjoni tinbidel maż-żmien.

Target-Immuno-PET speċifiku jista' jipprovdi evidenza ta' assorbiment assoċjat fil-mira-meta t-tracer u d-disinn sperimentali jappoġġaw tali interpretazzjoni.

Il-kejl farmakodinamiku mbagħad jiddetermina jekk l-interazzjoni fil-mira tissarrafx f'rispons bijoloġiku li jista' jitkejjel.

Dan il-qafas integrat huwa l-aktar utli għall-bijoloġiċi li l-attività terapewtika tagħhom tiddependi fuq il-penetrazzjoni tat-tessuti jew l-aċċessibbiltà tal-mira molekulari.

Immuno-PET huwa metodoloġija b'saħħitha, iżda diversi fatturi tekniċi jeħtieġ li jiġu kkunsidrati meta jiġu ddisinjati u interpretati l-istudji.

Ir-radjutikkettar jista' jibdel l-imġieba bijoloġika ta' antikorp. It-tracer ittikkettat għandu jkun ikkaratterizzat għal immunoreattività, affinità, stabbiltà, u proprjetajiet rilevanti oħra qabel l-użu.

Għall-programmi ADC, konsiderazzjoni addizzjonali hija li l-antikorp tal-immaġini u l-ADC terapewtiku mhumiex neċessarjament molekuli identiċi. Konjugazzjoni ta 'tagħbija tista' tbiddel il-proprjetajiet molekulari, inklużi l-farmakokinetika u l-istabbiltà.

Konsegwentement, il-bijodistribuzzjoni ta' antikorp mikxuf radjutikkettat m'għandhiex tiġi preżunta awtomatikament li hija identika għall-bijodistribuzzjoni tal-ADC korrispondenti.

Din il-limitazzjoni hija dokumentata fil-letteratura tal-Immuno-PET (eż., Carmon and Azhdarinia, 2018) u jistħoqqilha attenzjoni meta s-sejbiet tal-immaġini jiġu tradotti f'konklużjonijiet terapewtiċi.

Espressjoni għolja fil-mira fit-tessuti normali tista 'tinfluwenza sostanzjalment id-distribuzzjoni u t-tneħħija tal-antikorpi.

Target-disposizzjoni tad-droga medjata (TMDD) tiddeskrivi dan il-mudell: teħid speċifiku tat-tessut-li jvarja minn distribuzzjoni mhux speċifika. L-immaġini jistgħu juru l-mudell, iżda l-interpretazzjoni kwantitattiva teħtieġ kuntest farmakoloġiku xieraq.

Minħabba li l-antikorpi jiċċirkolaw għal perjodi twal, l-attività vaskulari tista 'tiddomina s-sinjal tal-PET f'punti ta' ħin bikrija tal-immaġini.

Din hija raġuni waħda li l-immaġini lonġitudinali u s-segmentazzjoni anatomika xierqa huma importanti meta tiġi interpretata l-assorbiment tat-tessut.

SUV u proporzjonijiet tat-tessut-għall--sfond huma miżuri kwantitattivi utli, iżda mhux bilfors jipprovdu deskrizzjoni sħiħa tal-kinetika tal-antikorpi.

Skont il-mistoqsija tar-riċerka, il-kurvi tal-ħin-attività, l-immudellar kinetiku, il-funzjonijiet tal-input tal-plażma, u l-validazzjoni ex vivo jistgħu jipprovdu informazzjoni addizzjonali.

Il-metodu kwantitattiv xieraq għandu jintgħażel skont jekk l-objettiv primarju huwiex il-bijodistribuzzjoni, il-kinetika tat-tessuti, it-twaħħil tal-mira, jew il-valutazzjoni farmakodinamika.

Immuno-PET iżid aktar meta jiġi interpretat flimkien ma' endpoints tat-traduzzjoni oħra.

Per eżempju:

PET-CTjistgħu jgħaqqdu sinjal molekulari ma 'lokalizzazzjoni anatomika.

MRIjistgħu jżidu tessut artab u informazzjoni anatomika ta'-riżoluzzjoni għolja, partikolarment għalstudji tas-CNS.

Plażma PKjipprovdi kejl ta' espożizzjoni sistemika.

Bijomarkaturi u patoloġijajoffru evidenza indipendenti ta 'attività bijoloġika jew effetti tat-tessuti.

Punti finali funzjonaliindika jekk l-ingaġġ tal-mira molekulari jissarrafx f'rispons farmakoloġiku li jista' jitkejjel.

L-infrastruttura ta' riċerka translazzjonali ta' Prisys tinkludi PET-CT, MRI, CT, DSA, u modalitajiet oħra ta' immaġini kliniċi-ekwivalenti, li jappoġġjaw immaġini multimodali fi studji NHP.

Il-pjattaforma usa 'tappoġġja wkollFarmakoloġija NHP, valutazzjoni PK/PD, investigazzjoni tal-bijomarkaturi, u studji ta'-involviment fil-mira, sabiex id-dejta tal-immaġini molekulari tkun tista' tiġi interpretata f'qafas usa' ta' riċerka preklinika.

Dan l-approċċ integrat huwa importanti ħafna meta l-kwistjoni tal-iżvilupp testendi lil hinn mill-bijodistribuzzjoni sempliċi:

L-antikorp jilħaq it-tessut maħsub, jinteraġixxi mal-mira tiegħu, u jipproduċi r-rispons bijoloġiku mistenni?

Immuno-PET jista' jiġi inkorporat fi stadji differenti tal-iżvilupp tal-bijoloġiċi. Matul l-għażla bikrija tal-kandidati, jista' jqabbel l-antikorpi fuq id-distribuzzjoni tat-tessuti u l-assorbiment assoċjat fil-mira-.Waqt il-farmakoloġija preklinika, tista' tikkumplimenta l-PK tal-plażma u l-analiżi tat-tessuti biex tinvestiga l-espożizzjoni f'siti rilevanti.

Għall-programmi ADC, jista' jinforma l-aċċessibbiltà fil-mira u d-distribuzzjoni-tal-ġisem kollu b'modi li jikkumplimentaw l-istudji dwar l-effikaċja u s-sigurtà.

Għall-programmi tal-onkoloġija, l-immaġini tal--ġisem kollu jistgħu jikkaratterizzaw espressjoni eteroġenja fil-mira fuq il-leżjonijiet u jappoġġaw l-iżvilupp ta' bijomarkaturi tal-immaġini.

Ir-rapporti kliniċi jindikaw ukoll rwol għall-Immuno-PET fl-għażla tal-pazjent u l-iżvilupp dijanjostiku-kumpann, għalkemm it-traduzzjoni minn tracer tal-immaġini prekliniċi għal dijanjostiku kliniku teħtieġ validazzjoni separata. L-istudju ZEPHIR huwa eżempju-magħruf sew:⁸⁹L-immaġini ta' Zr-trastuzumab ġiet investigata b'rabta mar-rispons għat-trattament f'kanċer tas-sider pożittiv għal HER2.

Għal programmi NHP prekliniċi, il-valur immedjat huwa ġeneralment fehim aktar konkret tal-bijodistribuzzjoni tal-antikorpi, l-aċċessibbiltà fil-mira, u r-relazzjonijiet ta' espożizzjoni-reazzjoni qabel it-traduzzjoni klinika.

Il-valur tal-Immuno-PET fir-riċerka tal-NHP mhuwiex biss il-kapaċità li wieħed jivviżwalizza antikorp.

Il-valur xjentifiku tiegħu jinsab fil-konnessjoni tal-espożizzjoni sistemika mad-distribuzzjoni spazjali u l-aċċessibbiltà tal-mira molekulari.

PK konvenzjonali fil-plażma jibqa' essenzjali biex wieħed jifhem l-espożizzjoni sistemika. L-analiżi tat-tessut ex vivo tipprovdi informazzjoni dettaljata f'siti anatomiċi magħżula. Immuno-PET iżid dimensjoni lonġitudinali tal-immaġini tal--ġisem kollu li tista' turi fejn jakkumula antikorp radjutikkettat u kif dik id-distribuzzjoni tinbidel maż-żmien.

Flimkien ma' testijiet ta' espressjoni-mira, bijomarkaturi tat-tessuti, patoloġija, u endpoints farmakodinamiċi, Immuno-PET jikkontribwixxi għal ħarsa aktar integrata tal-farmakoloġija tal-antikorpi.

Għal studji NHP ta’ mAbs, antikorpi bispeċifiċi, u ADCs, għalhekk qafas utli huwa:

Espożizzjoni → Bijodistribuzzjoni → Aċċessibilità fil-mira → Ingaġġ fil-mira → Rispons Bijoloġiku

Dan il-qafas jgħaqqad kunċetti ta' immaġini molekulari diskussi fis-serje Prisys usa', minn bijodistribuzzjoni tal-PET u PK/PD bbażati fuq l-immaġini-għal involviment kwantitattiv fil-mira u immaġini molekulari translazzjonali.

L-għan mhuwiex li tissostitwixxi PK konvenzjonali jew analiżi tat-tessuti, iżda li żżid informazzjoni spazjali u lonġitudinali li dawk il-metodi ma jistgħux jipprovdu waħedhom.

Carmon KS, Azhdarinia A. Applikazzjoni ta' Immuno-PET fl-Iżvilupp ta' Antibody-Droga Konjugate.Mol Imaġini. 2018;17:1536012118801223. doi:10.1177/1536012118801223

Ikkuntattja Prisys Biotech