Nuklearmedizin 1987; 26(01): 07-12
DOI: 10.1055/s-0038-1624354
Review Articles
Schattauer GmbH

Advances in 99mTc-Labeling of Antibodies[*]

A. R. Fritzberg
1  From the NeoRx Corporation, Seattle, WA, USA
› Author Affiliations
The efforts and results of Drs. S. Kasina, J-L Vanderheyden, D. S. Wilbur, J. Reno, A. Srinivasan, R. W. Schroff, A.C. Morgan and J. Eary is acknowledged for this preliminary review of 99mTc-N2S2 antibody results. Manuscripts with experimental details are currently being submitted for publication. Partial support by grant CA 40528-USPHS to A.R.F. is also acknowledged. The efforts of Patte Laush for word processing of the manuscript are appreciated.
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Publication History

Received: 18 July 1986

Publication Date:
04 February 2018 (online)

Several methods have been developed to label antibodies with 99mTc. Direct labeling results in 99mTc binding to multiple sites of various affinities that are often weaker than the binding to strong chelating agents. Attempts to overcome this disadvantage involve conjugation of strong chelating agents to the antibodies. While stability is usually enhanced, this approach suffers from alteration of antibody properties as well as non-specific binding of 99mTc to the antibody instead of to the conjugated chelating agent. This has been of concern for studies with DTPA as the chelating agent. In this study the loss of 99mTc by N2S2 challenge shows that a fraction of the 99mTc is nonspecifically bound to the antibody. An advantage of the approach of labeling antibodies containing a bifunctional chelating agent is the simplicity of the labeling procedure and the apparent high yields that in reality are the sum of chelating agent and non-specifically bound radioactivity. The last approach described in our work of conjugation of a preformed chelate has advantages of characterizable 99mTc complex chemistry and conjugation by standard protein derivatiza- tion chemistry. Slow chelation kinetics can be overcome in the small molecule stage and then conjugation performed under mild conditions with respect to the antibody or fragments. This approach, however, suffers from greater complexity of the labeling process including multiple steps, purifications and non-quantitative yields. The use of ligands for 99mTc in which the complexes are of high stability and predictable chemistry is likely to result in eventual optima labeling technologies. Processes which are non-specific may work in some cases, but are likely to present difficulties in optimization and general applicability from antibody to antibody.

Zusammenfassung

Verschiedene Methoden wurden entwickelt, um Antikörper mit 99mTc zu markieren. Eine direkte Markierung resultiert in einer 99mTc-Bindung an multiple Bindungsstellen von unterschiedlicher Affinität, die oft schwächer ist als die Bindung an starke Chelatbildner. Versuche, diesen Nachteil zu überwinden, erfordern die Konjugation eines starken Chelatbildners an den Antikörper. Während die Stabilität normalerweise vergrößert wird, leidet dieses Vorgehen sowohl an einer Veränderung der Antikörpereigenschaften als auch an einer unspezifischen Bindung von 99mTc an den Antikörper anstatt den konjugierten Chelatbildner. Dies hat Bedeutung für Untersuchungen mit DTPA als Chelatbildner. Der Verlust von 99mTc durch eine N2S2-Herausforderung zeigte in dieser Studie, daß eine Fraktion von 99mTc unspezifisch an den Antikörper gebunden wird. Ein Vorteil der Methode, einen Antikörper zu markieren, der einen bifunktionellen Chelatbildner enthält, ist die Einfachheit der Markierungsvorgänge und die offensichtlich hohen Ausbeuten, die in Wirklichkeit die Summe der an den Chelatbildnern und der unspezifisch gebundenen Radioaktivität sind. Die letzte in unserer Arbeit beschriebene Methode, Konjugation eines präfor- mierten Chelats, weist die Vorteile einer charakterisierbaren 99mTc Komplexchemie und einer Konjugation durch eine Standard-Protein-Derivat-Chemie auf. Eine langsame Chelatbildungskinetik kann im kleinen Molekülbereich überwunden werden und die Konjugation kann unter milden Bedingungen mit Hinblick auf den Antikörper oder das Fragment vorgenommen werden. Dieses Vorgehen leidet jedoch unter einer größeren Komplexität des Markierungsprozesses, der verschiedene Schritte, Reinigungen und eine nichtquantitative Ausbeute einschließt. Die Verwendung von Liganden für 99mTc, in welchen sich die Komplexe durch eine hohe Stabilität und voraussagbare Chemie auszeichnen, wird mit einiger Wahrscheinlichkeit in optimalen Markierungstechnologien münden. Prozesse, die unspezifisch sind, mögen in einigen Fällen funktionieren, werden aber wahrscheinlich bei der Optimierung und allgemeinen Anwendbarkeit von Antikörper zu Antikörper Schwierigkeiten bereiten.

* Presented at the Symposion on “Monoclonal Antibodies in Nuclear Medicine” in Freiburg i.Br., May 1-3, 1986.