intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Nghiên cứu đánh dấu kháng thể đơn dòng bevacizumab với đồng vị phóng xạ Tc-99m dùng trong chụp hình các khối ung thư

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

10
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu đánh dấu kháng thể đơn dòng bevacizumab với đồng vị phóng xạ Tc-99m dùng trong chụp hình các khối ung thư mô tả quy trình đánh dấu đồng vị phóng xạ với kháng thể đơn dòng bevacizumab để điều chế dược chất phóng xạ 99mTc-bevacizumab sử dụng trong chụp xạ hình các khối ung thư.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đánh dấu kháng thể đơn dòng bevacizumab với đồng vị phóng xạ Tc-99m dùng trong chụp hình các khối ung thư

  1. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 NGHIÊN CỨU ĐÁNH DẤU KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG BEVACIZUMAB VỚI ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ Tc-99m DÙNG TRONG CHỤP HÌNH CÁC KHỐI UNG THƯ STUDY ON LABELLING OF BEVACIZUMAB ANTIBODY WITH 99MTC FOR THE RADIOIMMUNOSCINTIGRAPHY OF CANCERS GIANG NGUYEN THI KHANH, THU NGUYEN THI, NGOC NGUYEN THI, CUONG BUI VAN, BINH NGUYEN THANH, QUANG DANG HO HONG, NHAN NGUYEN THANH Nuclear Research of Institute, 01 Nguyen Tu Luc Street, 8 district, Da Lat City Email: khanhgiang55@yahoo.com Tóm tắt: Báo cáo này mô tả quy trình đánh dấu đồng vị phóng xạ với kháng thể đơn dòng bevacizumab để điều chế dược chất phóng xạ 99mTc-bevacizumab sử dụng trong chụp xạ hình các khối ung thư. Bevacizumab là kháng thể đơn dòng nhân hóa tái tổ hợp kháng yếu tố tăng sinh mạch (VEGF) nhờ có tác dụng trong việc ngăn chặn quá trình tăng sinh mạch. Kháng thể bevacizumab được gắn với đồng vị phóng xạ 99mTc bằng phương pháp đánh dấu trực tiếp dùng thiếc (II) clorua làm chất khử. Các khảo sát tối ưu hóa được tiến hành như pH, nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ các chất tham gia phản ứng. Phức miễn dịch phóng xạ được kiểm tra hiệu suất đánh dấu, độ tinh khiết hoá phóng xạ, độ ổn định. Kết quả cho thấy hiệu suất đánh dấu điều chế 99mTc-bevacizumab đạt hơn 95%, độ tinh khiết hóa phóng xạ trên 98%. Thuốc đạt các chỉ tiêu về độ ổn định trong 24 giờ nghiên cứu. Phức hợp 99mTc-bevacizumab bước đầu đạt các yêu cầu dược chất phóng xạ có thể dùng cho các nghiên cứu tiền lâm sàng. Từ khoá: Kháng thể đơn dòng bevacizumab, đồng vị phóng xạ Tc-99m, chụp hình miễn dịch phóng xạ. Abstract: This paper describes a method for the radiolabeling of monoclonal antibody bevacizumab in the production of 99mTc-bevacizumab radiopharmaceutical addresses in the radioimmunoscintigraphy of cancer. Bevacizumab is a humanized monoclonal and recombinant antibody that is an anti-vascular endothelial growth factor (VEGF) and is effective in block the angiogenesis. Bevacizumab was labeled with radioisotope 99mTc by direct method using stannous chloride as reductant. The labeling optimization was conducted such as pH, temperature, time, molar ratio. The radioimmunoconjugates were tested for radiolabeling yield, radiochemical purity and stability. The results of the study showed that radiolabeling yields were more than 95%, radiochemical purity reached 98% and stability for 24 hours. The conjugation of 99mTc-bevacizumab met the required criteria of radiopharmaceutical for continuing preclinical evaluations. Keywords: Monoclonal antibody bevacizumab, radioisotope 99mTc, radioimmunoscintigraphy. 1. MỞ ĐẦU Sự tăng sinh mạch là quá trình tạo mạch mới từ những mạch đã có trước đó, đây là một cơ chế đảm bảo cho sự tồn tại, phát triển và làm lành vết thương, tuy nhiên trong trường hợp bất thường, sự tăng sinh mạch lại là yếu tố có liên quan đến một loạt các rối loạn bao gồm viêm, ung thư. Yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF) được nghiên cứu rộng rãi nhất trong các họ liên quan tới quá trình tăng sinh mạch. Đây được xem là mục tiêu quan trọng trong các nghiên cứu thuốc điều trị ung thư [1, 2]. Kháng thể đơn dòng bevacizumab là một trong số thuốc kháng thể được FDA cấp phép sớm nhất cho sử dụng trong điều trị ung thư do cơ chế gắn với yếu tố tăng sinh mạch, ức chế sự di căn khối u [3]. Bevacizumab là kháng thể tái tổ hợp ở người (đuôi -umab) được sản xuất dựa trên công nghệ DNA sử dụng dòng tế bào CHO, bao gồm 214 amino acid và trọng lượng phân tử khoảng 149.000 dalton. Ngoài việc sử dụng điều trị điều trị các bệnh ung thư như ung thư đại tràng, ung thư phổi, u nguyên bào thần kinh và ung thư biểu mô tế bào thận, bevacizumab còn được ứng dụng nhiều trong các nghiên cứu y, sinh học, trong đó nổi trội là nghiên cứu đánh dấu với đồng vị phóng xạ Tc-99m để chụp hình miễn dịch phóng xạ chẩn đoán các khối ung thư do có biểu hiện yếu tố VEGF [1, 3]. 99mTc là đồng vị phóng xạ với nhiều yếu tố ưu việt đã được sử dụng nhiều năm tại các khoa y học hạt nhân do phát bức xạ các tia gama có năng lượng 140 keV và chu kỳ bán rã là 6,01 giờ, thích hợp để xạ hình chẩn đoán [4]. Do vậy, nghiên cứu điều chế dược chất phóng xạ bevacizumab đánh dấu 99mTc là hướng đi có tiềm năng được sử dụng để chẩn đoán sớm các ung thư đặc bằng kỹ thuật ghi hình miễn dịch phóng xạ thông qua chụp xạ hình SPECT. 2. NỘI DUNG 2.1. Đối tượng và phương pháp a/ Đối tượng nghiên cứu 325
  2. Tiểu ban D1: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong y tế Section D1: Application of nuclear techniques in healthcare Kháng thể đơn dòng bevacizumab (rhuMAb- VEGF, Avastin, Genen-tech, San Franciso, Calif., USA) nồng độ 25 mg/ml. Đồng vị phóng xạ 99mTc chiết tách từ máy phát 99Mo/99mTc, dạng Na99mTcO4-, nồng độ phóng xạ 150-200 mCi/ml, Polatom. Giấy sắc ký bản mỏng TLC-SG silicaL gel 60 F254 25x25. Các hoá chất SnCl2.2H2O, NaH2PO4.2H2O, Na2HPO4.H2O hãng Merck. Thiết bị sử dụng là máy phóng xạ tự chụp Cyclone PlusPhosphor Scanner, B431200, PerkinElmer, máy quét phóng xạ Bioscan. b/ Phương pháp nghiên cứu Phương pháp đánh dấu kháng thể bevacizumab với đồng vị phóng xạ 99mTc: Kháng thể được đánh dấu với 99mTc bằng phương pháp đánh dấu trực tiếp dùng thiếc (Sn, II) clorua làm chất khử, khử cầu disulfide (S-S) trên phân tử kháng thể về dạng sulfhidryl (SH), để dễ dàng tạo phức với 99mTc trong môi trường đệm phosphat 0,5M, pH 7,4 [5]. Để tối ưu hoá qui trình đánh dấu, các nghiên cứu khảo sát được tiến hành bao gồm: Khảo sát hàm lượng clorua thiếc:Cho vào các ống đánh dấu 100 g kháng thể bevacizumab, hoạt độ 99m Tc là 5 mCi, pH 7, thời gian đánh dấu 15 phút, riêng hàm lượng clorua thiếc thay đổi từ 11, 10, 20, 30, 40 và 50 g. Dung dịch phản ứng được phân tích bằng sắc ký lớp mỏng (TLC). Hàm lượng kháng thể bevacizumab: Cố định hàm lượng clorua thiếc là 40 g, hoạt độ 99mTc là 5 mCi, pH 7, thời gian đánh dấu 15 phút, riêng hàm lượng kháng thể thay đổi từ 1, 10, 100, 400, 600 và 1000 g. Dung dịch phản ứng được phân tích bằng TLC. Hoạt độ phóng xạ 99mTc: Cho vào các ống đánh dấu 100 g kháng thể bevacizumab, 40 g thiếc (II) clorua, thay đổi hoạt độ phóng xạ khác nhau ở mỗi ống, từ 0,2 mCi, 1 mCi, 5 mCi, 10 mCi, 20 mCi, 40 mCi. Phức đánh dấu để yên 15 phút ở nhiệt độ phòng [6]. Phân tích các mẫu bằng TLC. Khảo sát pH: Cố định các ống phản ứng gồm kháng thể 100 g, hoạt độ 99mTc là 5 mCi, 40 mg thiếc clorua. Thay đổi pH ở các ống đánh dấu là 3, 4, 5, 6, 7 và 8. Phản ứng đánh dấu trong 15 phút ở nhiệt độ phòng. Phương pháp kiểm tra chất lượng bao gồm: Độ tinh khiết hóa phóng xạ: Kiểm tra bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng TLC, kích thước 1 x 10 cm. Sau khi đánh dấu tạo phức, dùng pipet tự động hút 5 ml mẫu chấm tại vị trí 1 cm ở băng sắc ký, triển khai sắc ký trong dung môi acetone, thời gian sắc ký là 15 phút, lấy ra để khô và tiến hành đo đếm trên máy phóng xạ tự chụp Cyclone, tính kết quả bằng phần mềm OptiQuant 5.0. Độ bền 99mTc-bevacizumab theo thời gian: Mẫu 99mTc-bevacizumab sau khi đánh dấu được bảo quản trong các loại dung dịch đệm như phosphat 0,5 M, pH 7,4 có thêm acid ascorbic hoặc albumin, đệm acetate 0,5 M, pH 6, NaCl 0,9%. Sau các khoảng thời gian 1, 3, 6, 24 giờ, 99mTc-bevacizumab được phân tích bằng TLC, triển khai trong dung môi aceton. Thống kê hiệu suất đánh dấu điều chế 99mTc-bevacizumab tiến hành trên 10 mẻ nghiên cứu. Xử lý số liệu: Các số liệu được phân tích dùng phần mềm Prism 8.4.3 và tính độ tinh khiết hóa phóng xạ bằng phần mềm OptiQuant 5,0. Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê khi p < 0,05. 2.2. Kết quả a/ Kết quả khảo sát hàm lượng các chất tham gia phản ứng Thiếc (II) clorua: Để đánh dấu kháng thể bevacizumab với đồng vị phóng xạ 99m Tc, thiếc (II) clorua được dùng làm chất khử. Đồ thị cho thấy với hàm lượng clorua thiếc 10 g trở lên, hiệu suất đánh dấu đạt hơn 91%, và hiệu suất đánh dấu đạt cao nhất là 99% khi hàm lượng clorua thiếc đạt 40 g (Hình 1). Hàm lượng kháng thể bevacizumab: Hàm lượng kháng thể đổi từ 1, 10, 100, 400, 600 và 1000 g. Dung dịch phản ứng được phân tích bằng phương pháp sắc ký TLC. Hiệu suất đánh dấu tương ứng là 97,95; 97,65; 98,90; 98,10; 97,75 và 96,80 %. 326
  3. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 120 96.5 97.15 99.1 98.75 Hiệu suất đánh dấu (%) 100 91.45 80 67.05 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 Hàm lượng clorua thiếc (g) Hình 1. Khảo sát hàm lượng clorua thiếc Hoạt độ phóng xạ 99mTc: Với hoạt độ phóng xạ từ 0,2 mCi, 1 mCi, 5 mCi, 10 mCi, 20 mCi, 40 mCi. Phức đánh dấu trong thời gian 15 phút ở nhiệt độ phòng. Hiệu suất đánh dấu tương ứng là 86,80; 99,15; 98,75; 98,60; 98,90 và 99,05 %. Kết quả khảo sát hàm lượng kháng thể bevacizumab tham gia trong phản ứng đánh dấu với đồng vị phóng xạ 99mTc cho thấy hiệu suất đánh dấu đạt hơn 95% với hàm lượng kháng thể từ 1 g đến 1000 g. Hoạt độ phóng xạ của 99mTc từ 1 mCi trở lên tham gia trong phản ứng đánh dấu 100 g kháng thể cho hiệu suất đạt hơn 98%. Trong miền < 1mCi, hiệu suất gắn chỉ đạt 86,8% b/ Kết quả khảo sát pH đánh dấu kháng thể Sau quá trình khảo sát, kết quả ảnh hưởng pH lên hiệu suất đánh dấu cho thấy pH từ 3-7 cho hiệu suất đánh dấu cao, >98% (Hình 2). Khi pH= 8 hiệu suất đánh dấu giảm còn 94,55%. 110 99.10 99.40 99.50 99.70 99.85 94.55 Hiệu suất đánh dấu (%) 90 70 50 30 10 3 4 5 6 7 8 Giá trị pH Hình 2. Đồ thị khảo sát pH đánh dấu c/ Kết quả khảo sát thời gian và nhiệt độ phản ứng Thời gian phản ứng từ 5 phút trở đi, 99mTc-bevacizumab được tạo thành với hiệu suất đạt hơn 98 % ở các nhiệt độ ủ 40C, 240C và 370C (Hình 3). Đồ thị cho thấy phản ứng đánh dấu kháng thể với 99mTc được khảo sát ở 4 0C, 24 0C và 37 0C cho thấy phức phóng xạ đạt hiệu suất cao dù thực hiện đánh dấu ở các nhiệt độ khác nhau, hiệu suất gắn vẫn duy trì ở mức trên 98%. Thời gian tối ưu để phản ứng đạt hiệu suất cao hơn 98% là khoảng 5 đến 20 phút. 327
  4. Tiểu ban D1: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong y tế Section D1: Application of nuclear techniques in healthcare Độ tinh khiết hóa phóng xạ (%) 100 80 4 0C 60 24 0C 40 37 0C 20 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3. Kết quả khảo sát thời gian và nhiệt độ phản ứng d/ Kết quả kiểm tra chất lượng - Độ tinh khiết hóa phóng xạ: Kiểm tra bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng và tính toán cho thấy phức 99mTc-bevacizumab sẽ nằm ở gốc Rf = 0,1, còn 99mTctự do sẽ đi về ngọn, Rf = 0,9 (Hình 4). Hình 4. Độ tinh khiết hoá phóng xạ 99mTc-bevacizumab, TLC 10 x 100 mm, dung môi aceton, chụp băng sắc ký trên máy phóng xạ tự chụp Cyclone. Độ tinh khiết hóa phóng xạ của 99mTc-bevacizumab đạt hơn 98 %. - Độ bền 99mTc-bevacizumab theo thời gian: Kết quả phân tích cho thấy dung dịch sản phẩm ổn định trong đệm phosphat chứa thêm acid ascorbic hoặc albumin (Hình 5). Phức bền trong môi trường trung tính có thêm chất chống thủy phân như acid ascorbic. Lặp lại qui trình đánh dấu trên 10 mẻ nghiên cứu, hiệu suất đánh dấu trung bình điều chế 99mTc- bevacizumab là 98,96 ± 0,49% (n = 10). Do đó, quá trình đánh dấu không cần thiết phải tinh sạch qua cột sắc ký lọc gel như thường thấy khi dùng chất khử như 2-mercapto ethanol hoặc dithiothreitol hoặc dùng phương pháp đánh dấu gián tiếp với các chất tạo phức trung gian như MAG3 [3, 6]. Bảng 1. Hiệu suất đánh dấu điều chế 99mTc-bevacizumab (n=10) Số Trung 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 lần bình Hiệu 98,96 ± suất 98,15 99,10 98,78 99,35 99,52 99,50 98,88 99,26 98,19 99,00 0,49 (%) 328
  5. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 Độ tinh khiết hóa phóng xạ (%) 120 Acid ascorbic 100 Albumin 80 NaCl 0,9% 60 Acetate 0,5 M 40 20 0 0 3 6 9 12 15 18 21 24 Thời gian (giờ) Hình 5. Theo dõi độ ổn định phức 99mTc-bevacizumab theo thời gian 2.3 Bàn luận Nghiên cứu đánh dấu kháng thể đơn dòngbevacizumab với đồng vị phóng xạ Tc-99m đã được tiến hành khảo sát các điều kiện tối ưu để hoàn thiện quy trình đánh dấu. Các kết quả trong nghiên cứu cho thấy rằng, hiệu suất đánh dấu đạt cao > 95 %, thậm chí với hàm lượng ion thiếc < 20 g, pH từ pH = 3 đến pH = 7, thời gian từ 5 phút đánh dấu trở đi và ngay cả khi hàm lượng kháng thể chỉ từ 1 g, chứng tỏ quá trình tạo phức của đồng vị phóng xạ 99mTc với kháng thể dễ dàng xảy ra. Quy trình đánh dấu 5 mCi 99mTc tương đương 0,945 ng (0,0095 nmol/L) và 100 g kháng thể tương đương 0,66 nmol/L. Tỷ lệ mol giữa Tc-99m và kháng thể là 0,0143. Hiệu suất đánh dấu đạt 98%, số nhóm gắn của 99mTc trên phân tử kháng thể là 0,014, tỷ lệ này thích hợp đối với các hợp chất đánh dấu dùng trong chụp hình chẩn đoán [4].Phức 99mTc- bevacizumab gắn đạt hiệu suất cao trong miền pH trung tính do khả năng ổn định của các gốc –SH rõ hơn. Thời gian đánh dấu nhanh khoảng 5 đến 20 phút, nếu thời gian ít hơn có thể không đủ cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thời gian lâu hơn có thể do phân tử oxy hóa làm thay đổi nhẹ hoạt tính của kháng thể hoặc làm hỏng một số cấu trúc của kháng thể, nên thời gian thích hợp trong các phản ứng đánh dấu với kháng thể là 15 phút. Sau khi đánh dấu, sản phẩm ổn định trong đệm phosphat chứa thêm acid ascorbic sau 24 giờ độ tinh khiết hoá phóng xạ vẫn đạt hơn 98% (Hình 6). Lựa chọn chất khử dùng trong nghiên cứu đánh dấu là ion thiếc dựa trên nhiều nghiên cứu trước đây, liên kết disulphite (S-S) sẽ được khử thành nhóm thiol (-SH) và đánh dấu dễ dàng với đồng vị phóng xạ 99mTc, các thuốc phóng xạ đánh dấu với 99mTc đã thương mại và sử dụng an toàn trên lâm sàng [4]. So sánh với các nghiên cứu tương tự như Faiza và cộng sự gần đây, khi gắn bevacizumab qua phối tử p‑SCN‑Bz-TCMC [1] hoặc Camacho và cộng sự với 99mTc(CO)3- bevacizumab và 99mTc-HYNIC- bevacizumab đều tạo ra sản phẩm có độ tinh khiết hóa phóng xạ cao và bền trong nước nuối sinh lý cũng như đệm phosphat đến 6 giờ sau khi đánh dấu [6,7]. 3. KẾT LUẬN Kháng thể bevacizumab đã được đánh dấu với đồng vị phóng xạ 99mTc tại Viện Nghiên cứu hạt nhân đạt hiệu suất cao, đạt các chỉ tiêu về độ tinh khiết hóa phóng xạ và độ ổn định theo yêu cầu của dược chất phóng xạ dùng trong chụp hình chẩn đoán các khối ung thư. Kỹ thuật đánh dấu kháng thể với các đồng vị phóng xạ như 99mTc, 111In, 124I, 18F dùng trong chụp hình chẩn đoán đã được phát triển và sử dụng trên lâm sàng để chụp hình các ung thư như ung thư trực tràng (satumomab pendetic, arcitumomab), ung thư tuyến tiền liệt (capromab pendetide), u lympho không Hodgkin, ung thư gan, nhồi máu cơ tim (imciromab penlefate) nhiễm trùng và viêm (sulesomab, fanolesomab) [5] đã được ứng dụng hơn ba thập kỉ qua. Nghiên cứu đánh dấu Tc-99m với kháng thể bevacizumab bước đầu đạt được các kết quả tối ưu về qui trình đánh dấu. Để có thể sử dụng 99mTc-bevacizumab trên lâm sàng, cần có những nghiên cứu sâu hơn về các đánh giá tiền lâm sàng như hoạt tính miễn dịch, phân bố trên động vật, đánh giá liều lượng cũng như hiệu quả chụp hình phóng xạ miễn dịch. 329
  6. Tiểu ban D1: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong y tế Section D1: Application of nuclear techniques in healthcare TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bibi Faiza, Syed Qaiser Shah, “Synthesis of 99mTc‑p‑SCN‑Bzl‑TCMC‑bevacizumab for vascular endothelial growth factor (VEGF) receptor imaging using ovarian cancer model”, J Radioanal and Nucl Chem, 2020. [2] Katarzyna Masłowska, Paweł Krzysztof Halik, Dagmara Tymecka, Aleksandra Misicka and Ewa Gniazdowska, “The Role of VEGF Receptors as Molecular Target in Nuclear Medicine for Cancer Diagnosis and Combination Therapy”, Cancers (Basel) 13(5),1072, 2021. [3] Rahmathulla G, Hovey EJ, Hashemi-Sadraei N, Ahluwalia MS, “Bevacizumab in high-grade gliomas: a review of its uses, toxicity assessment, and future treatment challenges”, Onco Targets Ther 6, 371–389, 2013. [4] Muhammad U. A., Muhammad R.A., Aqeela S., Sajid M. 2016. “A review on evaluation of technetium-99m labeled radiopharmaceuticals” JRadioanal and Nucl Chem, 310(2), 2016. [5] David M. G., Robert M. S., Jacques B., Jean F. C., “Radioactive Antibodies: Selective Targeting and Treatment of Cancer and other Diseases”, Appl Rad, 6(4),10-29, 2007. [6] Camacho X., García M.F., Calzada V., Fernández M., Chabalgoity J.A., Moreno M., de Aguiar R.B., Alonso O., Gambini J.P., Chammas R., et al., “[99mTc(CO)3]-Radiolabeled Bevacizumab: In vitro and in vivo Evaluation in a Melanoma Model”, Oncology, 84:200–209, 2013. [7] Hui Tan, Jun Zhou, Xiangdong Yang, Dengfeng Cheng et al., “ 99mTc-labeled bevacizumab for detecting atherosclerotic plaque linked to plaque neovascularization and monitoring antiangiogenic effects of atorvastatin treatment in ApoE−/− mic”, Sci Rep, 7, 3504, 2017. 330
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2