A fotoimunoterapia quase infravermelha (NIR-PIT) é uma estratégia terapêutica emergente do câncer que utiliza um conjugado de anticorpos fotoabsorto (IR700Dye) e luz NIR para destruir células cancerosas. Aqui, apresentamos um método para avaliar o efeito antitumoral do NIR-PIT em um modelo de camundongo de câncer de pulmão disseminado pleural e mesotelioma pleural maligno usando bioluminescência por imagem.
A eficácia da fotoimmunoterapia pode ser avaliada com mais precisão com um modelo de rato ortotópico do que com um subcutâneo. Um modelo de disseminação pleural pode ser utilizado para a avaliação de métodos de tratamento para doenças intratorácicas, como câncer de pulmão ou mesotelioma pleural maligno.
A fotoimuneterapia quase infravermelha (NIR-PIT) é uma estratégia de tratamento de câncer recentemente desenvolvida que combina a especificidade dos anticorpos alvo de tumores com toxicidade causada por um fotoabsorto (IR700Dye) após a exposição à luz NIR. A eficácia do NIR-PIT tem sido relatada usando vários anticorpos; no entanto, apenas alguns relatórios mostraram o efeito terapêutico dessa estratégia em um modelo ortotópico. No presente estudo, demonstramos um exemplo de avaliação da eficácia do modelo de câncer de pulmão disseminado pleural, que foi tratado utilizando NIR-PIT.
O câncer continua sendo uma das principais causas de mortalidade, apesar de décadas de pesquisa. Uma das razões é que a radioterapia e a quimioterapia são técnicas altamente invasivas, o que pode limitar seus benefícios terapêuticos. Terapias de alvo celular ou molecular, que são técnicas menos invasivas, estão recebendo maior atenção. Fotoimmunoterapia é um método de tratamento que aumenta sinérgicamente o efeito terapêutico combinando imunoterapia e fototerapia. A imunoterapia aumenta a imunidade tumoral aumentando a imunogenicidade do microambiente tumoral e reduzindo a supressão imunoregulatória, resultando na destruição de tumores no corpo. A fototerapia destrói tumores primários com uma combinação de fotosensibilizadores e raios de luz, e antígenos específicos do tumor liberados das células tumorais aumentam a imunidade tumoral. Os tumores podem ser tratados seletivamente usando fotosensibilizadores, pois são específicos e seletivos para as células-alvo. A modalidade de fototerapia inclui terapia fotodinâmica (TT), terapia fototérmica (PTT) e terapias à base de fotoquímica1.
A fotoimuneterapia quase infravermelha (NIR-PIT) é um método recentemente desenvolvido de fototerapia antitumoral que combina terapia fotoquímica e imunoterapia1,2. NIR-PIT é uma terapia molecularmente direcionada que tem como alvo moléculas específicas da superfície celular através da conjugação de um corante de fttallocianina de silício quase infravermelho, IRdye 700DX (IR700), para um anticorpo monoclonal (mAb). A membrana celular da célula alvo é destruída após a irradiação com luz NIR (690 nm)3.
O conceito de usar terapia leve direcionada combinando fotosensibilizadores convencionais e anticorpos ou PDT direcionado tem mais de três décadasde idade 4,5. Estudos anteriores tentaram atingir agentes convencionais do PDT conjugando-os a anticorpos. No entanto, houve um sucesso limitado porque esses conjugados estavam presos no fígado, devido à hidroofobidade dos fotosensibilizadores6,7. Além disso, o mecanismo do NIR-PIT é completamente diferente do do PDT convencional. Fotosensibilizadores convencionais geram estresse oxidativo que resulta de uma conversão de energia que absorve energia leve, desloca para um estado animado, transita para o estado terrestre e causa apoptose. No entanto, o NIR-PIT causa necrose rápida ao destruir diretamente a membrana celular, agregando fotosensibilizadores na membrana através de uma reação fotoquímica8. NIR-PIT é superior ao PDT convencional de muitas maneiras. Fotosensibilizadores convencionais têm coeficientes de baixa extinção, exigindo a fixação de um grande número de fotosensibilizadores a uma única molécula de anticorpos, reduzindo potencialmente a afinidade vinculativa. A maioria dos fotosensibilizadores convencionais são hidrofóbicos, dificultando a vinculação dos fotosensibilizadores a anticorpos sem comprometer sua imunoreatividade ou acúmulo de alvos in vivo. Fotoensibilizadores convencionais normalmente absorvem luz na faixa visível, reduzindo a penetração de tecidos.
Vários estudos sobre nir-PIT direcionados a tumores intratoráculos, como câncer de pulmão e mesotelioma pleural maligno (MPM) foram relatados9,10,11,12,13,14,15,16,17. No entanto, apenas alguns relatórios descreveram a eficácia do NIR-PIT nos modelos de MPM disseminados pleural ou câncer de pulmão9,10,11,12. Os modelos de xenoenxerto tumor subcutâneo são considerados modelos de tumor padrão e atualmente são amplamente utilizados para avaliar os efeitos antitumorais das novas terapias18. No entanto, o microambiente tumoral subcutâneo não é permissivo para o desenvolvimento de uma estrutura tecidual adequada ou uma condição que recapitula adequadamente um verdadeiro fenótipo maligno19,20,21,22. Idealmente, os modelos de doenças ortotópicas devem ser estabelecidos para uma avaliação mais precisa dos efeitos antitumorais.
Aqui, demonstramos um método de avaliação de eficácia em um modelo de camundongo de câncer de pulmão disseminado pleural, que foi tratado usando NIR-PIT. Um modelo de camundongo de disseminação pleural é gerado pela injeção de células tumorais na cavidade torácica e confirmado usando luminescência de luciferase. O camundongo foi tratado com uma injeção intravenosa de mAb conjugada com irrasiagem IR700 e NIR no peito. O efeito terapêutico foi avaliado por luminescência de luciferase.
Neste estudo, demonstramos um método de medição do efeito terapêutico do NIR-PIT no modelo de disseminação pleural do MPM. A matança celular altamente seletiva foi realizada com NIR-PIT; assim, o tecido normal quase não foi danificado23,24,25. Com este tipo de matança celular seletiva, o NIR-PIT demonstrou ser seguro nos modelos disseminados9,<sup class…
The authors have nothing to disclose.
Nenhum
0.25w/v% Trypsin-1mmol/l EDTA 4Na Solution with Phenol Red | Wako | 209-016941 | for cell culture |
1mL syringe | TERUMO | SS-01T | for mice experiment |
30G needle | Nipro | 1907613 | for mice experiment |
BALB/cSlc-nu/nu | Japan SLC | ||
Collidal Blue Staining Kit | Invitrogen | LC6025 | use for gel protein staining |
Coomassie (bradford) Plus protein assay | Thermo Fisher Scientific Inc (Waltham, MA, USA) | PI-23200 | for measuring the APC concentration |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Wako | 043-07216 | use for conjugation of IR700 |
D-Luciferin (potassium salt) | Cayman Chemical | 14681 | for bioluminescence imaging and DLIT |
GraphPad Prism7 | GraphPad software | for statistical analysis | |
Image Studio | Li-Cor Biosciences | for analyzing 700 nm fluorescent image | |
IRDye 700DX Ester Infrared Dye | LI-COR Bioscience (Lincoln, NE, USA) | 929-70011 | |
isoflurane | Wako | 095-06573 | for mice anesthesia |
IVIS Spectrum CT | PerkinElmer | for capturing bioluminescent image and DLIT | |
Living Image | PerkinElmer | for analyzing bioluminescent image and DLIT | |
Na2HPO4 | SIGMA-ALDRICH (St. Louis, MO, USA) | S9763 | use for conjugation of IR700 |
NIR Laser | Changchun New Industries Optoelectronics Technology | MRL-III-690R | for NIR irradiation |
Novex WedgeWell 4 to 20%, Tris-Glycine, 1.0 mm, Mini Protein Gel, 12 well | Invitrogen | XP04202BOX | use for SDS-PAGE |
NuPAGE LDS Sample Buffer (x4) | Invitrogen | NP0007 | use for SDS-PAGE |
Optical power meter | Thorlabs (Newton, NJ, USA) | PM100 | for measuring the output of the NIR laser |
PBS(-) | Wako | 166-23555 | |
Pearl Trilogy imaging system | Li-Cor Biosciences | for capturing 700 nm fluorecent image | |
Penicilin-Streptomycin Solution (x100) | Wako | 168-23191 | for cell culture |
Puromycin Dihydrochloride | ThermoFisher | A1113803 | for luciferase transfection |
RediFect Red-Fluc-Puromycin Lentiviral Prticles | PerkinElmer | CLS960002 | for luciferase transfection |
RPMI-1640 with L-glutamine and Phenol Red | Wako | 189-02025 | for cell culture |
Sephadex G25 column (PD-10) | GE Healthcare (Piscataway, NJ, USA) | 17-0851-01 | use for conjugation of IR700 |
UV-1900i | Shimadzu | for measuring the APC concentration |