Summary
Aim: The αvβ3 integrin is involved in tumour induced angiogenesis and tumour metastasis.
We describe the synthesis and evaluation of a 99mTc-labelled RGD analogue for the visualisation of αvβ3 integrin expression. Methods: The linear peptides were assembled on a solid support. Cyclisation was performed
under high dilution conditions. For conjugation with the chelator peptide, a water
soluble carbodiimide was used. Radiolabelling was carried out due to standard procedures
with high radiochemical yield and radiochemical purity. For in vivo evaluation, nude
mice bearing αvβ3-positive human melanoma M21 and αv-negative human melanoma M21-L
or Balb/c mice bearing αv-positive murine osteosarcoma were used. Results: Activity accumulation of 99mTc-DKCK-RGD 240 min p. i. was 1.1% ID/g in the αvβ3-positive melanoma and 0.3% ID/g
in the negative control tumour. In the osteosarcoma model 2.2% ID/g was found 240
min p. i. Planar gamma camera images allowed contrasting visualisation of αvβ3-positive
tumours 240 min p. i. Blocking of the tumour using the αvβ3-selective pentapeptide
cyclo(-ArgGly-Asp-D-Phe-Val-) reduces activity accumulation in the tumour to background
level. However, 240 min p. i. highest activity concentration was found in kidneys
resulting in low tumour/kidney ratios. Metabolite analysis 240 min p. i. showed approximately
60% intact tracer in kidneys and 80% in the tumour. Only 24% intact tracer was found
in blood 30 min p. i. Conclusion: 99mTc-DKCK-RGD allows imaging of αvβ3-positive tumours in mice. However, pharmacokinetics
as well as metabolic stability of the tracer have to be improved for potential clinical
application.
Zusammenfassung
Ziel: Das αvβ3-Integrin spielt eine wesentliche Rolle in der tumorinduzierten Angiogenese
und der Metastasenbildung. Wir beschreiben die Synthese und Evaluierung eines 99mTc-markierten RGD-Peptides zur Visualisierung der αvβ3-Integrin-Expression. Methoden: Die linearen Peptide wurden an der Festen Phase synthetisiert. Zyklisierung wurde
in hoher Verdünnung durchgeführt. Für die Konjugation mit dem Chelatorpeptid wurde
ein wasserlösliches Carbodiimid eingesetzt. Die Radio-markierung lieferte den Tracer
in hohen radiochemischen Ausbeuten und radiochemischer Reinheit. Für die in vivoEvaluierung
wurden Nacktmäuse mit αvβ3-positivem bzw. negativem humanem Melanom M21 bzw. M21-L
oder Balb/c Mäuse, die ein αv-positives murines Osteosarkom tragen, verwendet. Ergebnisse: Die Anreiche-rung von 99mTc-DKCK-RGD 240 min p. i. im αvβ3-positiven Melanom betrug 1,1% ID/g und im Negativkontrolltumor
0,3% ID/g. Im Osteosarkom wurden 240 min p. i. 2,2% ID/g gefunden. Planare Gamma-kameraaufnahmen
240 min p. i. ermöglichten eine kontrastreiche Darstellung des αvβ3-positiven Tumors.
Die höchste Aktivitätskonzentration wurde allerdings in den Nieren gefunden, was zu
ungünstigen Tumor/ Nieren-Verhältnissen führt. Die Blockade mit dem αvβ3-selektivem
Peptid zyklo(-Arg-Gly-Asp-D-Phe-Val-) reduzierte die Aktivitätsanreicherung im Tumor
auf Hintergrundniveau. Die Metabolitenanalyse 240 min p. i. zeigte, dass in den Nieren
ca. 60% und im Tumor ca. 80% der Gesamtaktivität vom intakten Tracer stammten. Im
Blut wurden 30 min p. i. nur noch 24% intakte Verbindung gefunden. Schlussfolgerung: 99mTcDKCK-RGD erlaubt eine nicht-invasive Darstellung αvβ3-positiver Tumore im Mausmodell.
Pharmakokinetik und metabolische Stabilität müssen für einen potentiellen klinischen
Einsatz noch verbessert werden.
Keywords
RGD-peptides - alpha(v)beta3 - integrin - stability - angiogenesis - tumor targeting
Schlüsselwörter
RGD-Peptide - alpha(v)beta3 - Integrin - Stabilität - Angiogenese - Tumor Targeting