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A Systematic Review and Meta-Analysis Assessing the Relative Efficacy of Immune Checkpoint Inhibitors Based on PD-L1 Expression LevelsKwiatkowski, Kathy 10 1900 (has links)
Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Purpose: The purpose was to comprehensively assess the impact of PD-L1 expression on the efficacy of immune checkpoint inhibitors on Overall Survival (OS) and Progression-Free Survival (PFS).
Methods: A systematic literature search and review was conducted through June 2019. I searched all eligible randomized controlled trials comparing PD-1/PD-L1 monotherapy to an active comparator in adult patients with advanced cancer across multiple tumor types. The Cochrane risk-of-bias tool was used to assess trial quality. A random-effects model was used for the meta-analysis. Heterogeneity was assessed using Cochran Q statistic and I2 test. Publication bias was assessed by visual inspection of a funnel plot and Begg’s test.
Results: I identified and included 23 trials involving 14,434 participants. When stratifying PD-L1 positive (+) and negative (-) patients using varying thresholds of expression, a significant group difference was observed at PD-L1 >1% ( p=0.04; PD-L1(+): HR, 0.72; 95% CI, 0.65-0.79; PD-L1(-): HR,0.83; 95% CI, 0.75-0.91), at PD-L1 >10% (p=0.02; PD-L1(+): HR,0.50; 95% CI, 0.38-0.62; PD-L1 (-): HR, 0.74; 95% CI, 0.57-0.90) and at PD-L1>50% (p=0.01; PD-L1(+): HR,0.59; 95% CI, 0.51-0.68; PD-L1(-): HR, 0.93; 95% CI, 0.71-1.15). Across tumor types, both PD-L1(+) and PD-L1(-) patients treated with an immunotherapy had improved OS compared with patients receiving standard care therapies. A PFS benefit was observed and favored patients treated with a PD-1/PD-L1 inhibitor versus standard of care. However, there was significant heterogeneity and the benefit on PFS was not statistically significant between PD-L1(+) and PD-L1(-) groups using varying cut-off levels of PD-L1 expression. No differences between sub-groups of interest including median follow-up time, type of inhibitor, and line of therapy for either PD-L1(+) or PD-L1(-) patients at 1% cut-off were identified.
Conclusion: This study supports the use of PD-L1 as a predictive biomarker of improved response to immunotherapies. As thresholds increase and specifically above the 10% PD-L1 expression threshold, patients who were positive for PD-L1 appeared to have better OS compared to those who were negative for PD-L1. Further investigation is needed to assess the clinical usefulness of PD-L1 at various expression levels with improved technologies that have the potential to enhance assay accuracy and precision.
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Mutations in BRCA1 and BRCA2 Generate Distinct Ovarian Tumour Microenvironments and Differential Responses to TherapyFarokhi Boroujeni, Salar 12 June 2023 (has links)
Clinical trials are currently exploring the combinations of P ARP inhibitors and immunotherapies in the treatment of ovarian cancer, but their effects on the ovarian tumour microenvironment (TME) remain unclear. Here, we investigate how olaparib, PD-L1 monoclonal antibodies and their combination can influence TME composition and survival of tumour-bearing mice. We further explored how BRCA mutations can influence the response to therapy. Olaparib and combination therapies similarly improved the median survival of Brca1- and Brca2-deficient tumour-bearing mice. Anti-PD-L1 monotherapy improved the survival of mice with Brca1-null tumours, but not Brca2-null tumours. A detailed analysis of the TME revealed that the olaparib monotherapy resulted in a large number of immunosuppressive and immunomodulatory effects in the more inflamed Brca1-deficient TME but not Brca2-deficient tumours. Anti-PD-L1 treatment was mostly immunosuppressive, resulting in a systemic reduction of cytokines and a compensatory increase of PD-L1. The results of the combination therapy generally resembled the effects of one or both of the monotherapies, along with unique changes observed in certain immune populations. In-silico analysis of RNA-seq also revealed numerous differences between Brca-mutated tumour models. In summary, these findings shed light on the influence of novel therapeutics and BRCA mutations on the ovarian TME.
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Rôle de l’éctonucléotidase CD39 dans l’acquisition d’un phénotype immunorégulateur par les macrophages associés aux tumeurs / The ectonucleotidase CD39 in the acquisition of an immunosuppressive phenotype by tumor-associated macrophagesD'Almeida, Sénan 27 November 2015 (has links)
Les macrophages associés aux tumeurs (TAM) sont des cellules immunorégulatrices qui s’accumulent massivement dans le microenvironnement (ME) tumoral. Chez les patients atteints de cancer de l’ovaire (CO) ou de mésothéliome pleural malin (MPM), leur densité est associé à un mauvais pronostic. Le projet est porté sur la caractérisation des mécanismes impliqués dans leur recrutement et leur polarisation. L’éctonucléotidase CD39 hydrolyse l’ATP enadénosine extracellulaire, présentant des propriétés immunosuppressives. Nous avons montré que les TAMCD14+CD163+ isolés de CO et les M générés in vitro en présence de M-CSF, expriment un niveau élevé de CD39membranaire comparativement aux M immunostimulants. L’inhibition de CD39 diminue les fonctions immunorégulatrices des M CD163+CD39+high (i.e. IL-10 etPD-L1). Nous avons identifié la cytokine IL-27, sécrétée parles neutrophiles infiltrants la tumeur, comme rhéostat de l’expression de CD39. En conséquence, neutraliser l’IL-27pendant la différenciation des M en présence de M-CSF diminue l’expression de CD39 et PD-L1 ainsi que la sécrétiond’IL-10 par ces M . Parallèlement, nous avons montré que les effusions pleurales du MPM induisent la migration des monocytes via CCL2, polarisent les monocytes en MCD163+ et protègent des cellules tumorales de l’effet des agents cytotoxiques. L’ensemble de ces résultats suggère que le ciblage du recrutement (CCL2) et des molécules impliquées dans la polarisation des TAM (ligands du MCSFR,IL-27, CD39) représentent de nouvelles pistes thérapeutiques dans le traitement de certaines tumeurs solides. / Tumor-associated macrophages (TAM) are immunosuppressive cells that can massively accumulate in the tumor microenvironment (ME). In patients with ovarian cancer (OC) and malignant pleural mesothelioma (MPM), their density is correlated with poor prognosis. Targeting mediators that control the recruitment or the polarization of immunoregulatory macrophages (M ) represents therapeutic challenge to overcome tumor-associated immunosuppression. The ectonucleotidase CD39 hydrolyzes ATP into extracellular adenosine that exhibits potent immunosuppressive properties. We report here thatCD14+CD163+ TAM isolated from OC patients and Mgenerated in vitro with M-CSF, express high levels of the membrane ectonucleotidase CD39 compared to classically activated M . CD39 blockade diminished some of the immunosuppressive functions ofCD163+CD39hugh, such as IL-10 secretion. We identified the cytokine IL-27, secreted by tumorin-filtrating neutrophils, located close to infiltratingCD163+ M , as a major rheostat of CD39 expression and consequently, on the acquisition of immunoregulatory properties by macrophages. Accordingly, the depletion of IL-27 down-regulatedCD39, PD-L1 expression as well as IL-10 secretion byM-CSF-M . In parallel, we showed that pleural effusion of MPM induced monocytes migration via CCL2, the polarization of monocytes into CD163+ and induced protection to tumor cell death after chemotherapeutic treatments. Collectively, these data suggest that targeting the recruitment (CCL2) or molecules that maintain the immunosuppressive phenotype of TAM(CD39, drived by IL-27 and M-CSFR ligands) could give substantial benefit to the treatment of some solid tumors.
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Contrôle de l’immunité antitumorale par la signalisation de SQSTM1 / Control of antitumor immunity by the SQSTM1 dependent signalingYazbeck, Nathalie 04 October 2018 (has links)
La dernière décennie a connu une révolution dans le traitement du cancer en s'éloignant des médicaments conventionnels qui ciblent directement la tumeur (comme les chimiothérapies et les thérapies moléculaires ciblées) au profit des immunothérapies, et en particulier les inhibiteurs des "checkpoint" immunitaires. Ces immunothérapies libèrent sélectivement le système immunitaire de l'hôte contre la tumeur et ont démontré une rémission durable sans précédent chez des patients atteints de cancers que l'on croyait incurables, comme le mélanome métastatique, le carcinome rénal métastatique et les stades avancés du cancer du poumon non à petites cellules. Cependant, plus de la moitié des patients ne répondent pas à ces traitements, et sont donc contraints à recevoir d’autres traitements potentiellement toxiques et coûteux. Face aux résultats prometteurs des immunothérapies anti‐PD1/PD‐L1, la recherche de nouvelles cibles/marqueurs moléculaires permettant d'améliorer l'efficacité et de permettre un traitement personnalisé s'est intensifiée. Nos travaux portent sur l’étude de la protéine Sequestosome 1 (SQSTM1/p62) qui est un substrat de l'autophagie sélective et une plateforme de signalisation impliquée dans l’agressivité tumorale. Nous mettons en évidence l’implication de SQSTM1/p62 dans l'inflammation tumorale et dans l’évasion immunitaire et ceci grâce à la stabilisation du messager de PD‐L1. Nous observons que la surexpression tumorale de SQSTM1/p62 caractérise les tumeurs infiltrées et immunosuppressives qui répondent le mieux aux anti‐PD1/PD‐L1. Ainsi, nous proposons SQSTM1/p62 en tant que biomarqueur potentiel et cible thérapeutique pour améliorer la stratification des patients susceptibles de répondre aux immunothérapies. / The past decade has witnessed a new revolution in cancer treatment by shifting away from the conventional drugs that directly target the tumor (such as chemotherapies and molecular targeted therapies) towards immune‐based therapies, and in particular the so‐called immune checkpoint inhibitors. These immunotherapies selectively release the host immune system against the tumor and have shown unprecedented durable remission for patients with cancers that were thought incurable such as metastatic melanoma, metastatic renal cell carcinoma and late stages of non‐small cell lung cancer. However, more than half of the patients fail to respond to these treatments and are therefore forced to receive other potentially toxic and costly treatments. In this era of promising anti‐PD1/PD‐L1 immunotherapies, the quest for reliable molecular markers/therapeutic targets that would enhance the effectiveness and allow a personalized adaptation of the treatments has intensified. In our work we focus on the scaffold protein and autophagy adaptor Sequestosome 1 (SQSTM1/p62), and we show that it is required for tumor inflammation and immune evasion. We find that SQSTM1/p62 tumor overexpression characterizes infiltrated and immunosuppressive tumors and predicts for response to anti‐PD1/PD‐L1 therapies. Thus, we propose SQSTM1/p62 as a potential biomarker and a therapeutic target to improve the stratification of patients to immunotherapies.
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PD-L1 on tumor cells is induced in ascites and promotes peritoneal dissemination of ovarian cancer through CTL dysfunction / 卵巣癌細胞上のPD-L1は、腹水中で発現誘導され、細胞傷害性T細胞の機能を低下させることで腹膜播種を促進させるAbiko, Kaoru 23 July 2013 (has links)
京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第17813号 / 医博第3811号 / 新制||医||999(附属図書館) / 30628 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 髙折 晃史, 教授 武藤 学, 教授 杉田 昌彦 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DGAM
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Clinical Impact of Single Nucleotide Polymorphism in PD-L1 on Response to Nivolumab for Advanced Non-Small-Cell Lung Cancer Patients / 進行非小細胞肺癌患者に対するニボルマブ 治療におけるPD-L1遺伝子一塩基多型の臨床的影響Nomizo, Takashi 25 March 2019 (has links)
京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第21681号 / 医博第4487号 / 新制||医||1036(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 松田 文彦, 教授 清水 章, 教授 濵﨑 洋子 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM
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Etude de l’implication du complexe eIF4F dans la réponse immune antitumorale via la régulation traductionnelle de l’axe STAT1-PD-L1 dans le mélanome métastatique / Study of the eIF4F Complex Involvement in the Antitumor Immune Response Through STAT1-PD-L1-Translational Regulation in Metastatic MelanomaGuemiri, Ramdane 15 October 2018 (has links)
Résumé : L’immunothérapie anti-PD1 est à l’origine de résultats cliniques impressionnants dans le traitement de certains cancers comme le mélanome métastatique ou le lymphome Hodgkinien. Néanmoins, les rechutes sont fréquentes et certaines tumeurs y sont d’emblée résistantes. Par ailleurs, l’étude du complexe d’initiation de la traduction eIF4F gagne de plus en plus d’intérêt dans le domaine du cancer. En effet, eIF4F joue un rôle fondamental dans la biologie des cancers grâce au contrôle sélectif de la synthèse de protéines impliquées dans le développement tumoral.Dans cette étude, nous montrons que l’inhibition du complexe eIF4F, en plus d’avoir un effet antitumoral directe via l’inhibition de la croissance tumorale in-vitro, a une action indirecte grâce à l’inhibition de l’expression de PD-L1 sous IFN-g, évitant ainsi le blocage des lymphocytes cytotoxiques suite à l’engagement PD-1/PD-L1. Dans un modèle murin de mélanome, nous avons montré une inhibition de la croissance tumorale grâce à l’inhibition de l’expression de PD-L1, uniquement dans des souris immunocompétentes, montrant ainsi le rôle fondamental du système immunitaire. Nous avons ensuite identifié la voie de régulation de PD-L1 par eIF4F via une régulation traductionnelle de l’ARNm de STAT1, principal facteur de transcription de PD-L1 sous IFN-g.Cette étude apporte une nouvelle preuve de l’intérêt des inhibiteurs d’eIF4F dans le cancer en démontrant leur effet immunothérapeutique via l’inhibition de PD-L1, évitant ainsi l’interaction PD-1/PD-L1 qui conduit à l’échappement des tumeurs. Ces résultats ouvrent la voie vers de nouvelles stratégies dans la lutte contre le cancer. / The eukaryotic translation initiation complex eIF4F is subject of an increased interest in the field of cancer. This heterotrimeric complex, comprising the RNA helicase eIF4A, the cap-binding protein eIF4E and the scaffold protein eIF4G, is known to be more abundant and active in tumor cells than non-malignant counterparts.In a previous work, we showed that this complex is implicated in the resistance to melanoma-targeted therapies (Boussemart et al, Nature 2014). Furthermore, it is implicated in the resistance to various chemotherapies. Thus, agents targeting the eIF4F complex appear as promising tools in the field of cancer therapy.On the other hand, immunotherapy, by (re)stimulating and enhancing the host immune system against tumors is giving good clinical results in oncology treatment and appears nowadays as the most promising approach to fight cancer, especially anti-PD1 treatment. Even though immunotherapy has demonstrated remarkable results in curing some established cancers, such as advanced melanoma or Hodgkin’s lymphoma, many tumors relapse or fail to respond. It is thus important to still look for a new strategy enhancing the efficacy of actual treatments. Here, we propose to study the impact of inhibiting the eIF4F complex on the tumor-specific immune response.
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Origine et rôles des cellules myéloïdes suppressives dans le sepsis / Origin and roles of myeloid-derived suppressor cells during sepsisLereclus, Emilie 13 December 2018 (has links)
Les Myeloid-Derived Suppressor Cells (MDSC) sont une population hétérogène de cellules myéloïdes immatures, regroupées en deux sous-populations : les monocytiques-MDSC (M-MDSC) et les polymorphonucléaires-MDSC (PMN-MDSC). Ces cellules ont des capacités immunosuppressives et peuvent exprimer le ligand PD-L1 induisant l’anergie des lymphocytes T qui expriment le marqueur PD-1. Au cours du sepsis, divers bouleversements immunologiques surviennent, et la fonction majeure des MDSC est probablement de réguler l’hyper-inflammation en participant à l’état d’immunodépression rencontré chez les patients. Ceux-ci ont alors un risque de développer des infections secondaires, et de réactiver des virus jusque-là en latence. Notre étude a pour objectifs de mettre en évidence l’origine des MDSC dans le sepsis, et d’approfondir leurs rôles dans l’état d’immunosuppression, notamment dans la réactivation du Torque Teno Virus (TTV). Nos résultats montrent tant ex vivo qu’in vitro, que dans le sepsis, les MDSC sont produites par la moelle osseuse, sous l’influence du G-CSF et de l’IL-6. Ces cellules exprimant PD-L1, sont augmentées dans le sang très tôt dans le sepsis et persistes au cours de l’hospitalisation. L’augmentation de la charge virale du TTV est observée dans le sang périphérique des patients, mais n’est pas corrélée à la fréquence des MDSC. Ces résultats suggèrent que lors d’un sepsis, l’orage cytokinique stimule la production de MDSC exprimant PD-L1 par la moelle osseuse, qui une fois en périphérie, vont participer à l’immunosuppression générale. / Myeloid-Derived Suppressor Cells (MDSC) are a heterogeneous population of immature myeloid cell, and are regrouped in two subsets: the monocytic-MDSC (M-MDSC) and the polymorphonuclear-MDSC (PMN-MDSC). These cells have immunosuppressive capacities and mainly act on T cells. MDSC can express the ligand PD-L1 and induce PD-1 expressing-T cells exhaustion. During sepsis, several immunological changes occur, and MDSC probably downregulate the hyper-inflammatory state, contributing to the immunosuppression phase encountered in patients after a sepsis. Immunocompromised patients can develop secondary infections, and reactivate latent virus. The aims of our study were to highlight the origin of MDSC in sepsis, and to explore their roles in the immunosuppression state, especially in the Torque Teno Virus (TTV) reactivation. Our results show, both ex vivo and in vitro, that in sepsis, MDSC originate from bone marrow are induced by G-CSF and IL-6. These PD-L1 expressing-cells are increased in peripheral blood very early in sepsis, and persist during hospitalization. These MDSC are able to inhibit T cells in vitro. The increase of TTV viral load is observed in peripheral blood of patients but is not correlated with MDSC frequencies. These results suggest that during sepsis, the cytokine storm boosts PD-L1 expressing MDSC’s production by bone marrow, which contribute in peripheral blood to the immunosuppression
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Cutibacterium acnes inverkan på makrofagers produktion av PD-L1 / The effect of Cutibacterium acnes on macrophage production of PD-L1Härdin, Jonas January 2020 (has links)
Prostatacancer är den vanligaste cancerformen hos män i Sverige, och det är även den cancerform som flest män dör utav. Detta till trots så är mekanismerna bakom canceretiologin till stor del okända. Uppskattningsvis 20% av alla canceruppkomster i människor tros vara länkade till infektioner från patogener och de inflammationer som de orsakar. Tidigare studier har visat indikationer på att kronisk inflammation av prostatan kan hjälpa tumörer att undvika immunförsvaret. Bakterien Cutibacterium acnes förekommer i stor utsträckning i prostatavävnad hos patienter som lider av prostatacancer vilket kan peka på en länk mellan mikroorganismen och cancerformen. Tumörassocierade makrofager kan producera immunhämmande proteiner, däribland liganden PD-L1, ett protein som kan hjälpa tumörcellerna att undgå immunförsvaret. Studien ämnade därför att undersöka huruvida makrofager som infekterats med typ I eller typ II C. acnes producerar en högre mängd av PD-L1 än obehandlade makrofager och i detta syfte utfördes ett ELISA-test som bestämde koncentrationen av PD-L1 i odlingsmediumet. Genom en statistisk analys konstaterades att makrofager som infekterats med bakterien ökade produktionen av PD-L1 jämfört med obehandlade makrofager. Resultatet av studien visar indikationer på att C. acnes kan spela en roll i spridningen av tumörceller i kroppen, dock krävs vidare studier för att bekräfta hypotesen. / Prostate cancer is the most common form of cancer among men in Sweden, and the form of cancer that most men die from. In spite of this, the mechanisms behind the etiology of the cancer are largely unknown. Approximately 20% of all cancer etiologies are believed to be linked to infection by pathogens, and the inflammatory response they cause within the body. Earlier studies have shown indications that chronic inflammation of the prostate might create conditions that are favourable for the tumour cells. The bacterium Cutibacterium acnes is prevalent in prostate tissue from patients suffering from prostate cancer, which might indicate a link between the microorganism and this form of cancer. Tumour associated macrophages produce immunosuppressive proteins, such as the ligand PD-L1, a protein that might provide immunoevasive qualities for the tumour cells. The aim of the study was to examine whether macrophages that have been infected with either type I or type II C. acnes would produce a greater amount of PD-L1 than untreated macrophages. For this purpose, an ELISA test was performed to determine the concentrations of PD-L1 in the culture media. I found that macrophages that had been infected with the bacterium produced greater amounts of PD-L1 than untreated macrophages. The result of this study shows some indication that C. acnes could play a role in the proliferation of tumour cells and thus the spread of cancer through immunosuppresive mechanisms, although further studies are needed to confirm this hypothesis.
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Entwicklung von niedermolekularen PD-L1- Radioliganden für die PET-BildgebungKrutzek, Fabian 29 August 2023 (has links)
Der Programmed Death-Ligand 1 (PD-L1) wird von verschiedenen Tumorentitäten überexprimiert und hemmt durch die Bindung an das auf T-Zellen vorkommende Programmed Cell Death Protein (PD-1) die Immunantwort. Immuncheckpoint-Inhibitoren sind in der Lage, diese Blockade aufzubrechen und die Immunantwort zu reaktivieren. Auf eine solche Monotherapie sprechen aber nur etwa 30 % der Patienten an, sodass klinischer Bedarf an nichtinvasiven, bildgebenden Diagnosemethoden besteht. Eine Möglichkeit stellen Radioliganden für die nichtinvasive Bildgebung mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) oder Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) dar, welche einen Therapieerfolg prognostizieren könnten. Die vorliegende Dissertationsschrift beschäftigt sich mit der Entwicklung und Synthese einer neuen Klasse von PD-L1-adressierenden Radioliganden sowie deren biologischer Evaluierung in Zellen (in vitro) und in Kleintieren (in vivo).
Nach der Identifikation von drei hochaffinen PD-L1-Inhibitoren in der Patentliteratur, wurden zunächst diese als Referenzverbindungen in einer neuen, konvergenten Synthesestrategie dargestellt. Diese ermöglichte nicht nur eine höhere Gesamtausbeute der Substanzen, sondern erlaubte auch dank des modularen Aufbaus den einfachen Zugang zu einer großen Substanzbibliothek an PD-L1-Radioliganden. Mithilfe einer Kokristallstruktur aus PD-L1 und einem Inhibitor wurden Modifikationen des Inhibitors für eine Transformation in einen Radioliganden geplant. Zur Erhöhung der Hydrophilie der Substanzen wurden löslichkeitsvermittelnde Gruppen (Sulfon-/Phosphonsäuren) in dem Molekülteil eingeführt, welcher in der „Solvent-Exposed-Region“ des Proteins lokalisiert ist. Funktionalisierung des Bindungsmotivs mit einem Alkin erlaubte die Einführung eines Linker-Chelator-Konstruktes mittels kupferkatalysierter Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC) zur Komplexierung des Radiometalls.
In der ersten Generation an PD-L1-Radioliganden wurden zwei Bindungsmotive und drei verschiedenen Linker erprobt, sodass nach Konjugation mit dem DOTA-Chelator sechs PD-L1-Radioliganden zur Verfügung standen. Nach erfolgreicher Radiomarkierung mit 64Cu, 68Ga und 177Lu erfolgten mit den 64Cu-markierten Radioliganden Bindungsaffinitätsbestimmungen in einem Sättigungsbindungsassay (Zugabe von 2,5 % BSA im Medium) an transduzierten PC3 PD-L1-Zellen. Dabei erwies sich [64Cu]Cu-62 mit Dimethylbiphenyl als Bindungsmotiv und Piperazinpropyl als Linker mit einem KD-Wert von 60 nM als der vielversprechendste Radiotracer, sodass dieses Bindungsmotiv als Grundlage für die folgenden Radioliganden dienen sollte. Nach bestätigter In-vitro-Stabilität der Radioliganden in verschiedenen Medien (PBS, Humanserum, gegenüber Lebermikrosomen), wurden für alle sechs Verbindungen aus der ersten Generation µPET-Aufnahmen in tumortragenden Mäusen durchgeführt. Die Aufnahmen zeigten eine geringe Akkumulation im PD-L1-positiven Tumor, eine hepatobiliäre Ausscheidung trotz niedriger log D7,4-Werten von –2,73 bis –3,50 und für kleine Moleküle ungewöhnlich lange Zirkulationszeiten. Diese konnten mit Gelelektrophorese und Größenausschlusschromatographie auf eine ausgeprägte Albuminbindung der Radioliganden zurückgeführt werden. In Echtzeit-Radioliganden-Bindungsversuchen mittels LigandTracer® konnten für die meisten Radioliganden einstellige, nanomolare KD-Werte erzielt werden. In Abwesenheit von Albumin zeigen diese Bindungsaffinitäten mit hoher Wahrscheinlichkeit die reine Bindung an PD-L1.
Um die Tumoraufnahme zu erhöhen, wurden für die PD-L1-Radioliganden der zweiten Generation die funktionelle Gruppe am Pyridinring und das Halogen am zentralen Aromaten ausgetauscht. Trotz höherer KD-Werte in Sättigungsbindungsversuchen zeigten die µPET-Aufnahmen eine erhöhte Tumoraufnahme für das Brom- ([64Cu]Cu-115) und Iodderivat ([64Cu]Cu-116), vermutlich aufgrund höherer Bmax-Werte. Um eine Transchelatierung zu vermeiden, wurde für die PD-L1-Radioliganden der dritten Generation DOTA gegen NODA-GA als Chelator ausgetauscht. Außerdem wurde auf eine Verbesserung des pharmakokinetischen Profils abgezielt: Mittels Einführung von weiteren Sulfonsäuren und deren partiellen Austausch durch Phosphonsäuren sollte zum einen die Albuminbindung verringert und zum anderen die renale Ausscheidung begünstigt werden. Die sechs Radioliganden mit bis zu vier Sulfon-/Phosphonsäuren zeigten, abhängig von der Art und Anzahl der löslichkeitsvermittelnden Gruppe, stark unterschiedliche pharmakokinetische Profile. Dabei überzeugte der Radioligand [64Cu]Cu-148 mit einem KD-Wert von 94 nM im Sättigungsbindungsversuch und einem log D7,4-Wert von –3,80 insbesondere in der µPET-Bildgebung: Größtenteils renale Ausscheidung, moderate Tumoraufnahme (SUVmax = 3,5) und ausgeprägtes Signal-zu-Hintergrund-Verhältnis zum PD-L1-negativen Tumor.
Die vierte Generation sollte das wünschenswerte pharmakokinetische Profil des Radioliganden [64Cu]Cu-148 mit den höheren Bmax-Werten der Radioliganden der zweiten Generation kombinieren. Die µPET-Aufnahmen zeigten für alle vier synthetisierten Radioliganden sehr geringe Tumoraufnahmen, dafür ein unerwartetes pharmakokinetisches Profil mit hoher Leberaufnahme – trotz niedriger log D7,4-Werte – und eine Akkumulation in Knochen/Knochenmark und Gelenken. Es wird vermutet, dass es trotz des räumlichen Abstandes der beiden Phosphonsäuren zu einer Ca2+-vermittelten Knochenanreicherung und/oder einer Bindung an anderen biologischen Strukturen wie Makrophagen kommt.
Dank des modularen Aufbaus und der Einführung einer Alkin-Funktionalität wird über 18F-prosthetische Gruppen ein einfacher Zugang zu 18F-Radioliganden mittels CuAACReaktionen eröffnet, für welche bereits 19F-Referenzverbindungen und Markierungsvorläufer synthetisiert wurden. Nach weiteren Optimierungen des pharmakokinetischen Profils und damit kürzeren Zirkulationszeiten soll dies zukünftig den Zugang zu vielversprechenden 18F-Radiotracern ohne Chelator-Linker-Einheit ermöglichen.
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