Снимање биодистрибуције ПЕТ код примата који нису људи

Позитронска емисиона томографија (ПЕТ) мери где радиоактивно обележени лек, биолошки лек, наночестица или ћелијска терапија улази у живо тело. У студијама не-примата (НХП), његова главна предност је одговарање на питања која терминална дисекција не може: не само да ли кандидат стиже до циља, већ и куда путује, колико се далеко шири од места убризгавања и како се тај образац мења током времена.

Та питања су најважнија за вакцине и терапије наночестицама, где пут кроз лимфне чворове често одређује колико антигена стиже до дренажних чворова и, заузврат, колико је јак имуни одговор.

Рад из 2021Биоматеријалипоказао како то изгледа у пракси. Мартин и његове колеге су пратили вакцину од наночестица код резус макака помоћу ПЕТ плус флуоресцентне слике{1}}на нивоу ткива, радећи од целе животиње до појединачних фоликула. Након ињекције у бутину, сигнал вакцине се појавио у ингвиналним и илијачним лимфним чворовима, неки и до 17 цм од места ињекције. На нивоу ткива, наночестице-приказане антиген омотача ХИВ-а су се окупиле око мреже фоликуларних дендритичних ћелија (ФДЦ) унутар Б-ћелијских фоликула.

Закључак за програмере лекова: снимање вам омогућава да повежете шта се дешава на месту убризгавања са местом где материјал завршава, без потребе да убијате животињу у сваком тренутку да бисте сазнали.

Рад на биодистрибуцији је увек значио убијање животиња у одређеним временским тачкама, а затим мерење ткива: бројање гама, ауторадиографија, хистологија или неко биоаналитичко очитавање. Свака временска тачка је друга животиња, тако да увек добијате само снимак.

ПЕТ уклања то ограничење. Можете више пута сликати исту животињу и гледати како се радиоознака помера.

У претклиничком раду ова јединствена способност се прелива у неколико питања одједном: где материјал иде, колико брзо се чисти, да ли достиже циљ и да ли дистрибуција одговара предложеном механизму. За НХП студије посебно, контраст са конвенционалним радом ткива изгледа овако:

ПЕТ није{0}}замена за анализу ткива. Његова вредност се појављује када упарите целу-молекуларну слику тела са крајњим тачкама на нивоу анатомије и ткива{3}}.

Мартинова група је направила подјединичну вакцину намењену покретању лимфних путева: тример омотача ХИВ-а постављен на наночестицу (тример-НП), упарен са липид-коњугованим ЦпГ адјувансом (ампх-ЦпГ). Користили су ПЕТ заједно са снимањем флуоресценције ткива да би повезали целу-животињу са оним што се догодило унутар појединачних чворова.

Након ињекције у бутину, ПЕТ је покупио вакцину углавном у ингвиналним и илијачним чворовима. Сигнал је стигао до илијачних чворова 17 цм од места ињекције.

Та удаљеност је битна. То показује да не можете претпоставити да се интрамускуларна дренажа зауставља на најближем чвору. Код великих животиња, трагач прелази анатомски одвојене лимфне станице које би стандардни локални узорак пропустио. НХП ПЕТ овде заузима своје место у раду на вакцинама: показује стварни обим лимфног ширења код живе животиње, уместо чворова које је неко одлучио да прикупи унапред.

Упаривање ПЕТ-а са снимањем ткива је место где ова студија постаје занимљива.ПЕТ је поставио макро образац: ингвинални и илијачни чворови као главна места узимања. Флуоресцентно снимање је затим показало како компоненте вакцине седе унутар тих чворова. Тример приказан наночестица-сакупио се око ивица ФДЦ мрежа у фоликулима Б{3}}ћелија. Та локација има биолошки смисао: ФДЦ су скела лимфоидног фоликула и структура која држи антиген у герминативном центру.

Али слика не доказује узрок. Студија је показала да се антиген налази поред ФДЦ мрежа; није показао, само од ПЕТ-а, да овај распоред производи бољи имунитет Б-ћелија. Слика вам говори где се налази материјал. Да ли та локација покреће имуни одговор је засебно питање и потребна су вам имунолошка очитавања да бисте одговорили.

Ланци тока посла су заједно овако:

ПЕТ → регионална дистрибуција → снимање ткива → ћелијска локација → имунолошки или фармакодинамички исход

Сваки корак додаје оно што претходни не може сам да види.

Цифра од 17 цм је бројка коју сви памте из овог рада, али она значи нешто само у контексту.

Резултат је дошао од једне вакцине против ХИВ-а, дате на једном месту, код резус макака. Није правило за то како вакцине одводе, и не би требало да третирате 17 цм као фиксну анатомску удаљеност која се држи у НХП студијама. Оно што показује је да узимање у даљину лимфе може бити велико и да ПЕТ може да га измери.

За свакога ко развија вакцину, наночестице или имунотерапију која путује кроз лимфу, откриће поставља гомилу практичних питања: где се налази материјална маса након ињекције, који чворови виде највише, да ли формулација мења образац и да ли је та изложеност у складу са имунолошким или фармакодинамичким ефектом који заправо желите? ПЕТ одговара на првих неколико. Ткивни и имунолошки тестови морају да затворе петљу за остатак.

ПЕТ сигнал није исто што и активност. Камера види радионуклид, где год да је отишао: нетакнут лек, метаболит, деградирани фрагмент или било шта друго што још увек носи ознаку. Који од њих гледате зависи од тога како сте га означили.

Дакле, студија о биодистрибуцији ПЕТ-а треба предузеће. Програм за вакцину или наночестице обично га покреће заједно са узорковањем крви за системску ПК, узорковањем чворова за излагање ткива, проточном цитометријом за профилисање имуних-ћелија, имунохистохемијом за локацију и функционалним тестовима за фармакодинамичко очитавање. Ово је најважније за биолошке лекове и наночестице, где трагач и активни материјал не остају увек везани.

Изаберите радионуклид да одговара колико дуго означени молекул остаје у близини и како се креће.

оне обичне,^18F, ^68Га, ^64Цу, ^89Зр, и^124I, покривају широк спектар физичких{0}}живота полувремена.^18Fраспада се за око 110 минута,^64Цуза отприлике 12,7 сати,^89Зрза око 3,27 дана. Брзи-мали молекули који се крећу одговарају краткотрајним-изотопима; антитела, наночестице и други спори биолошки лекови требају дуговечне-^89Зрда останете видљиви преко прозора до којег вам је стало.

Означавање такође мора да остави сам молекул нетакнут. Промените његову величину, набој, липофилност, везивање или стабилност и можете променити где иде. Радио-обележавање третирајте као дизајн студије, а не поље које треба означити пре скенирања.

НХП седе између глодара и клинике. Довољно су велики да скенирају на истим машинама и протоколима који се користе код људи, а њихова анатомија је ближа нашој од мишева.

Присисова платформа Биодистрибутион Имагинг Сервицепокреће клинички{0}}еквивалентни МРИ, ЦТ, ПЕТ-ЦТ и ДСА, подешен за поновљене мере прогресије болести, дистрибуције лекова, ефикасности и биомаркера. Замолекуларно снимање, исплата је могућност очитавања ПЕТ-а у односу на анатомију: ПЕТ/ЦТ повезује сигнал са структуром, а МРИ додаје детаље о меком{0}}ткиву. Поента НХП снимања није само ПЕТ скенирање. То спаја ту слику са фармакологијом, биоанализом, патологијом и моделом болести.

Добра НХП ПЕТ студија почиње од питања, а не од „хајде да добијемо слику о биодистрибуцији“.

За вакцину или наночестицу, радни ток обично тече: означите и КЦ материјал, извршите основно скенирање ако је потребно, примените, затим набавите серијски ПЕТ/ЦТ, нацртајте регионе од интереса и на крају повежите бројеве са подацима о крви, ткиву и фармакодинамици. Скуп података вам говори да ли је кандидат стигао у одељак за који је намењен и како се изложеност променила током времена.

Имагинг вуче своју тежину на цео претклинички програм: дистрибуција, ПК, ангажовање циља, ПД, ефикасност, биомаркери. У НХП-овима ивица је уздужна: пратите једну животињу кроз сваку временску тачку уместо да снимате нову кохорту за свако скенирање. Рад са терминалним ткивом и даље заузима своје место када вам је потребна молекуларна или ћелијска резолуција коју камера не може да вам пружи.

Добро читање ПЕТ података значи више од мапирања где је лек отишао. Право питање је да ли образац одговара механизму за који сте дизајнирали.

Узмите вакцину направљену да погоди дренажне лимфне чворове. ПЕТ потврђује да су чворови заиста били изложени. Снимање ткива показује где се антиген налази унутар њих. Имуни тестови говоре да ли је та локација дошла са Б-ћелијом, Т-ћелијом или одговором антитела који сте желели. Ланац иде:

Администрација → дистрибуција → циљна-изложеност ткива → ћелијска локација → фармакодинамички одговор → исход

Прекини било где и прича се распада. Кандидат може да дође до правог ткива без ангажовања мете, или да се накупи у ткиву, а да не уради ништа корисно. ПЕТ је једна карика у том ланцу, јака само када се за њега вежу фармакологија и рад ткива.

ПЕТ вам даје начин да посматрате како се лек током времена креће кроз примата који није -, што је најкорисније када је дистрибуција превише сложена у простору или времену да би се захватило терминално прикупљање ткива.

Мартинова резус студија је чист пример: ПЕТ је показао унос вакцине у ингвиналне и илијачне чворове, на удаљености до 17 цм од бедрене капи, а флуоресценција ткива поставила је антиген наночестица око ФДЦ мреже у фоликулима.

Лекција за програмере је да читају биодистрибуцију као део комплетног транслационог скупа података, а не као самосталну слику. ПЕТ даје уздужни приказ целог-тела; ЦТ или МРИ даје анатомију; снимање ткива решава локалне детаље; ПК/ПД, имунолошки и патолошки рад одлучује шта то значи. За вакцине, наночестице, биолошке лекове и ћелијске терапије, та комбинација је оно што вам говори како се кандидат заиста понаша пре него што стигне на клинику.

Препоручено читање

Изван анатомије: молекуларна слика у НХП моделима за транслациони развој лекова - Вести - Присис

Биомаркери молекуларне слике: унапређење транслационих истраживања и развоја лекова

Зашто је НХП молекуларна слика критична за транслационе ПЕТ студије

Шта је молекуларна слика и зашто је важна у развоју лекова?

НХП студије о биодистрибуцији радионуклида: молекуларна слика за транслациони развој лекова

Референце

Мартин ЈТ, Хартвелл БЛ, Кумарапперума СЦ, ет ал. Комбиновано снимање ПЕТ-а и целог-ткива вакцина које циљају лимфе-код не-примата.Биоматеријали. 2021;275:120868. дои:10.1016/ј.биоматериалс.2021.120868.

Контактирајте Присис Биотецх