Yakın kızılötesi fotoimmünoterapi (NIR-PIT), kanser hücrelerini yok etmek için antikor-fotoabsorber (IR700Dye) konjuge ve NIR ışığı kullanan gelişmekte olan bir kanser terapötik stratejisidir. Burada, nir-PIT’in antitümör etkisini biyolüminesans görüntüleme kullanarak plevral yaygın akciğer kanseri ve malign plevral mezotelioma fare modelinde değerlendirmek için bir yöntem sunuyoruz.
Fotoimmünoterapinin etkinliği ortotopik fare modeli ile deri altı modeline göre daha doğru değerlendirilebilir. Akciğer kanseri veya malign plevral mezotelioma gibi intratorasik hastalıklar için tedavi yöntemlerinin değerlendirilmesi için plevral yayılım modeli kullanılabilir.
Yakın kızılötesi fotoimmünoterapi (NIR-PIT), nir ışığına maruz kaldıktan sonra tümör hedefleyen antikorların özgüllüğünü bir fotoabsorberin (IR700Dye) neden olduğu toksisite ile birleştiren yakın zamanda geliştirilmiş bir kanser tedavi stratejisidir. NIR-PIT’in etkinliği çeşitli antikorlar kullanılarak bildirilmiştir; ancak, sadece birkaç rapor bu stratejinin terapötik etkisini ortotopik bir modelde göstermiştir. Bu çalışmada NIR-PIT kullanılarak tedavi edilen plevral yayılımlı akciğer kanseri modelinin etkinlik değerlendirmesinin bir örneğini ortaya koyuyoruz.
Kanser, onlarca yıllık araştırmalara rağmen ölüm oranının önde gelen nedenlerinden biri olmaya devam ediyor. Bunun bir nedeni, radyasyon tedavisi ve kemoterapinin terapötik faydalarını sınırlandırabilecek son derece invaziv teknikler olmasıdır. Daha az invaziv teknikler olan hücresel veya moleküler hedefli tedaviler daha fazla ilgi görüyor. Fotoimmünoterapi, immünoterapi ve fototerapiyi birleştirerek sinerjik olarak terapötik etkiyi artıran bir tedavi yöntemidir. İmmünoterapi, tümör mikroçevresinin immünojenikliğini artırarak ve immünregülatör baskılamayı azaltarak tümör bağışıklığını arttırır ve vücuttaki tümörlerin yok olmasına neden olur. Fototerapi, primer tümörleri ışığa duyarlılık ve ışık ışınlarının bir kombinasyonu ile yok eder ve tümör hücrelerinden salınan tümöre özgü antijenler tümör bağışıklığını arttırır. Tümörler hedef hücrelere özgü ve seçici oldukları için ışığa duyarlılıklayıcılar kullanılarak seçici olarak tedavi edilebilirler. Fototerapinin modalitesi fotodinamik tedavi (PDT), fototermal tedavi (PTT) ve fotokimya temelli tedavileri içerir1.
Yakın kızılötesi fotoimmünoterapi (NIR-PIT), fotokimyasal bazlı tedavi ve immünoterapiyi birleştiren yakın zamanda geliştirilen bir antitümör fototerapi yöntemidir1,2. NIR-PIT, kızılötesine yakın silikon fitalasiyanin boyası IRdye 700DX’in (IR700) monoklonal antikora (mAb) konjugasyonu yoluyla belirli hücre yüzey moleküllerini hedefleyen moleküler olarak hedeflenmiş bir tedavidir. Hedef hücrenin hücre zarı NIR ışığı (690 nm)3ile ışınlama üzerine yok edilir.
Geleneksel ışığa duyarlılıklayıcılar ve antikorlar veya hedeflenen PDT birleştirerek hedefli ışık tedavisi kullanma kavramı otuz yıldan daha eskidir4,5. Önceki çalışmalar konvansiyonel PDT ajanlarını antikorlara eşlenerek hedeflemeye çalışmıştır. Bununla birlikte, bu konjugeler ışığa duyarlılıklarının hidrofobikliği nedeniyle karaciğerde sıkışıp kaldıkları için sınırlı bir başarı vardı6,7. Ayrıca, NIR-PIT mekanizması geleneksel PDT’den tamamen farklıdır. Geleneksel ışığa duyarlılıklayıcılar, ışık enerjisini emen, heyecanlı bir duruma yer alan, zemin durumuna geçiş yapan ve apoptoza neden olan bir enerji dönüşümünden kaynaklanan oksidatif stres üretir. Bununla birlikte, NIR-PIT, bir fotokimyasal reaksiyon yoluyla membranda fotosensilatizerleri toplayarak hücre zarını doğrudan yok ederek hızlı nekroza neden olur8. NIR-PIT birçok yönden geleneksel hedefli PDT’den daha üstündür. Geleneksel ışığa duyarlılıklar, çok sayıda ışığa duyarlılıklaştırıcının tek bir antikor molekülüne bağlanmasını gerektiren ve potansiyel olarak bağlayıcı yakınlığı azaltan düşük yok olma katsayılarına sahiptir. Geleneksel ışığa duyarlılıkların çoğu hidrofobiktir, bu da fotoizatörlerin immünoreaktivitelerinden veya in vivo hedef birikimlerinden ödün vermeden antikorlara bağlanmasını zorlaştırır. Geleneksel ışığa duyarlılıklar tipik olarak görünür aralıktaki ışığı emerek doku penetrasyonunu azaltır.
Akciğer kanseri ve malign plevral mezotelioma (MPM) hücreleri gibi intratorasik tümörleri hedefleyen NIR-PIT üzerinde yapılan çeşitli çalışmalar9, 10,11,12,13,14,15,16,17bildirilmiştir. Bununla birlikte, sadece birkaç rapor NIR-PIT’in plevral yaygın MPM veya akciğer kanseri modellerinde etkinliğini tanımlamıştır9,10,11,12. Deri altı tümör ksinograft modellerinin standart tümör modelleri olduğu düşünülmektedir ve şu anda yeni tedavilerin antitümör etkilerini değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır18. Bununla birlikte, deri altı tümör mikroçevrİmİ, uygun bir doku yapısının veya gerçek bir malign fenotip 19 , 20 ,21,22’yidüzgün bir şekilde rekapte eden bir durumun geliştirilmesi için izindeğildir. İdeal olarak, antitümör etkilerin daha hassas bir şekilde değerlendirilmesi için ortotopik hastalık modelleri oluşturulmalıdır.
Burada, NIR-PIT kullanılarak tedavi edilen plevral yaygın akciğer kanserinin fare modelinde bir etkinlik değerlendirme yöntemi gösteriyoruz. Plevral yayılım fare modeli, tümör hücrelerinin torasik boşluğa enjekte ederek üretilir ve luciferaz lüminesansı kullanılarak doğrulanır. Fare, IR700 ve NIR ışınlama ile konjuge edilen intravenöz bir mAb enjeksiyonu ile tedavi edildi. Terapötik etki luciferaz lüminesans kullanılarak değerlendirildi.
Bu çalışmada NIR-PIT’in MPM’nin plevral yayılım modeli üzerindeki terapötik etkisini ölçmek için bir yöntem ortaya koyduk. NIR-PIT ile son derece seçici hücre öldürme yapıldı; böylece, normal doku neredeyse hiç zarar görmedi23,24,25. Bu tür seçici hücre öldürme ile NIR-PIT’in yaygın modeller9,26’dagüvenli olduğ…
The authors have nothing to disclose.
Hiç kimse
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 |