Dimerisierung eines phagen-display ausgewählten Peptids zur Bildgebung von αvβ6-Integrin: zwei Ansätze zum multivalenten Effekt

Das Integrin αvβ6 ist ein aufkommender Biomarker für nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom (NSCLC). Ein αvβ6-bindendes Peptid wurde zuvor aus einer phagen-display Peptidbibliothek ausgewählt. Hier nutzen wir ein multivalentes Design, um einen peptidischen Sonden für die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) Bildgebung von αvβ6+ NSCLC-Tumoren zu entwickeln. Die multimerische Präsentation dieses Peptids, RGDLATLRQL, auf einem bifunktionalen Kupferchelator wurde mithilfe von zwei Ansätzen erreicht: Dimerisierung des Peptids gefolgt von der Konjugation mit dem Chelator (H2-D10) und direkter Präsentation von zwei Kopien des Peptids auf dem Chelator-Skelett (H2-(M10)2). Die Bindungsaffinitäten der divalenten Peptidkonjugate sind viermal höher als die ihrer monovalenten Gegenstücke (H2-M10), was auf eine multivalente Bindung hindeutet. PET-Bildgebung unter Verwendung der bivalenten 64Cu-markierten Konjugate zeigte eine schnelle und anhaltende Akkumulation in αvβ6+ Tumoren. Im Gegensatz dazu wurde keine signifikante Akkumulation in αvβ6- Tumoren beobachtet. Unabhängig von dem Dimerisierungsansatz zeigten alle divalenten Sonden eine dreimal höhere Tumoraufnahme als die monovalente Sonde, was auf die Rolle der Valenz bei der Signalanhebung hinweist. Allerdings weisen die divalenten Sonden eine erhöhte Aufnahme in Nicht-Zielorganen, insbesondere den Nieren, auf. Um unspezifische Aufnahme zu verringern, wurde der N-Terminus des Peptids acyliert. Die resultierende bivalente Sonde, 64Cu-AcD10, zeigte einen drastischen Rückgang der Nierenakkumulation bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Tumoraufnahme. Zusammenfassend haben wir eine αvβ6-Integrin-spezifische Sonde mit optimierter Biodistribution für die nicht-invasive PET-Bildgebung von NSCLC entwickelt. Darüber hinaus haben wir gezeigt, dass die Verwendung von multivalenten Skeletten eine plausible Methode ist, um aus Bibliotheken ausgewählte Peptide zu verbessern, die sonst suboptimal oder nutzlos für die Entwicklung von Bildgebungsproben wären.