Abstract
Sikt
3′-deoksy-3 «- [
18F] fluorothymidine ([18F] FLT) er et sporstoff som brukes til å vurdere celleproliferasjon
i vivo
. Målet med studien var å bruke [18F] FLT positronemisjonstomografi (PET) for å studere ikke-invasiv tidlig anti-proliferative effekter av den eksperimentelle kjemoterapeutisk middel TP202377 både sensitive og resistente tumorer.
Metoder
xenograft i mus fra 3 humane kreftcellelinjer ble brukt: den TP202377 sensitive A2780 eggstokk kreft cellelinje (n = 8-16 svulster /gruppe), den induserte motstandsdyktig A2780 /Top216 cellelinje (n = 8-12 svulster /gruppe) og naturlig motstandsdyktig SW620 tykktarmskreft cellelinje (n = 10 svulster /gruppe).
In vivo
opptak av [18F] FLT ble undersøkt ved baseline og gjentatt 6 timer, dag 1, og Dag 6 etter TP202377 behandling (40 mg /kg intravenøst) ble igangsatt. Tracer opptaket ble kvantifisert ved hjelp av små dyr PET /CT.
Resultater
TP202377 (40 mg /kg ved 0 timer) forårsaket veksthemming på dag 6 i den sensitive A2780 tumormodellen sammenlignet med kontrollgruppen gruppen (P 0,001). I A2780 tumormodell TP202377 behandling forårsaket betydelig reduksjon i opptak av [18F] FLT på 6 timer (-46%; p 0,001) og Dag 1 (-44%; P 0,001) etter behandling begynner sammenlignet med baseline opptak. På Dag 6 opptaket var sammenlignbar med baseline. Behandling med TP202377 ikke påvirke tumorvekst eller [18F] FLT opptaket i de resistente A2780 /Top216 og SW620 tumormodeller. I alle kontrollgrupper opptak av [18F] FLT ble ikke endret. Ki67-genekspresjon parallelt [18F] FLT-opptak.
Konklusjon
Behandling av A2780 xenotransplantater i mus med TP202377 (enkeltdose iv) forårsaket en signifikant reduksjon i celleformering vurdert av [18F] FLT PET etter 6 timer. Hemming vedvarte på dag 1; Men celleproliferasjon hadde kommet tilbake til utgangspunktet ved Dag 6. I motstandsdyktig A2780 /Top216 og SW620 tumormodeller opptak av [18F] FLT endret seg ikke etter behandling. Med [18F] FLT PET var det mulig å skille ikke-invasiv mellom sensitive og resistente tumorer allerede 6 timer etter behandlingsstart
Citation. Munk Jensen M, Erichsen KD, Björkling F, Madsen J, Jensen PB, Sehested M, et al. (2012) [18F] FLT PET for ikke-invasiv Vurdering av Tumor Følsomhet for Kjemoterapi: Studier med Experimental Kjemoterapi TP202377 i Human Cancer xenografter i Mus. PLoS ONE 7 (11): e50618. doi: 10,1371 /journal.pone.0050618
Redaktør: Vladimir V. Kalinichenko, Cincinnati Children Hospital Medical Center, USA
mottatt: 24. august 2012; Akseptert: 23. oktober 2012; Publisert: 30.11.2012
Copyright: © 2012 Munk Jensen et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Denne studien ble finansiert av National Advanced Technology Foundation, dansk Medical Research Council, Rigshospitalet Research Foundation, Svend Andersen Foundation, AP Møller Foundation, Novo Nordisk Foundation, Lundbeck Foundation og danske Kreftforeningen. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:. Peter Buhl Jensen har eierinteresser og sysselsetting i Topotarget A /S. Maxwell Sehested har eierinteresser og sysselsetting i Topotarget A /S. Fredrik Björkling har sysselsettingen i Topotarget A /S. Kamille Dumong Erichsen har sysselsettingen i Topotarget A /S. Alle andre forfattere har ingen interessekonflikt. At noen av medforfatterne er ansatt Topotarget A /S endrer ikke forfatternes tilslutning til PLoS ONE politikk på deling av data og materialer. Det finnes ingen patenter, produkter under utvikling eller markedsført produkter å erklære.
Innledning
En utfordring i utvikling av nye kreftmedisiner er å diskriminere mellom respondere og non-respondere tidlig i forløpet av behandlingen. Under pre-klinisk utvikling av anti-kreft agenter testing av in-vivo effekt av nye legemiddelkandidater med bilde biomarkører kan bidra i veiledning av hvilket medikament kandidater til å videreutvikle og forbedre kunnskapen om legemiddelkandidater og hjelp til å velge hvilke prediktive biomarkører kan være inkluderes i fremtidige kliniske studier. Mange nye og allerede godkjente kjemoterapeutika bare har anti-tumor effekt i en undergruppe av pasienter. Identifisering av disse pasientene tidlig etter behandling start kan resultere i et skifte mot andre behandlinger i de ikke-responderende pasienter og dermed redusere unødvendige behandlinger. Bruken av ikke-invasiv positronemisjonstomografi (PET) avbildningsteknikk av bildet celle-proliferasjon med sporstoff 3′-deoksy-3 «- [18F] fluorothymidine ([18F] FLT) har blitt testet i forskjellige pre-kliniske situasjoner [1] – [10]. [18F] FLT brukes for å vurdere celleformering
in vivo
av PET, ved å måle aktiviteten av tymidinkinase 1 (TK1) som er oppregulert i S-fasen av cellesyklus [11] – [ ,,,0],16]. TK1 er et enzym av DNA bergingsveien. TK1 omdanner tymidin inn i tymidin-monofosfat (hvorved det er videre fosforylert til tymidintrifosfat og innlemmet i DNA) og derved har en nøkkelfunksjon i DNA-syntese og celledeling. TK1 er et sentralt enzym som er involvert i opptaket av [18F] FLT og derfor målinger av TK1 genekspresjon ble inkludert i de foreliggende studier for evaluering av [18F] FLT opptak. Standardmetoden for evaluering av celleproliferasjon i tumorer er ved Ki67 immunhistokjemi. Måling av mengden av Ki67-positive celler i en fast tumor krever en biopsi og derfor sekvensielle målinger av celleformering i tumorer i løpet av behandlingen er ofte begrenset på grunn av utfordringene med fjerning av serielle biopsier. Ki67 antigen er et protein uttrykt i voksende celler der det ligger i nucleolus [17]. Ki67 er uttrykt i G1, S, G2 og M-fasen av cellesyklusen, men ikke i løpet av hvile G0 fase, uttrykket er størst i den mitotiske fase [18]. Celleproliferasjon er ofte enten den primære eller sekundære mål i en rekke anti-kreft medikamenter, og derfor undersøkelse av endringer i celleproliferering ved bruk av [18F] FLT PET kan anvendes etter behandling med forskjellige anti-kreft medikamenter. Men [18F] FLT endringer etter behandling er svært variabel og avhengig av svulster og behandlinger [19].
Selv om mange pre-kliniske studier har undersøkt endringer i [18F] FLT opptak etter behandling med forskjellige kjemoterapeutika få studier har analysert forskjellene i opptak av [18F] FLT mellom å svare og ikke kontakt svulster [20], [21].
Tidligere har vi funnet at [18F] FLT redusert 2, 6 og 24 timer etter behandling med Top216 i et følsomt A2780 svulst modell [22]. TP202377 er en analog av den tidligere beskrevne Top216 med den samme potent anti-tumoraktivitet, men lavere toksisitet [23]. Både Top216 og TP202377 tilhører en forbindelsesgruppe som bygger på en 1,3-dihydroindol-2-on stillaset. Disse forbindelser hemmer protein og DNA-syntese og indusere apoptose og viser potent anti-cancer-aktivitet i flere cellelinjer og musemodeller av human kreft. TP202377 induserer fullstendig tumor regresjon i en rotte PC3 (human prostatakreft cellelinje) xenograft modell [23]. Den nøyaktige virkningsmekanismen for disse forbindelser er fortsatt ukjent; imidlertid er anti-kreft-effekten eller annen måte er knyttet til mTOR-reaksjonsveien, og det kan være på grunn av utarming av intracellulære aminosyrer [24].
For å undersøke om reduksjon av [18F] FLT-opptak etter behandlingen er prediktiv for en senere regresjon i tumorstørrelse, er det behov for kunnskap om hvis de tidlige forandringer i [18F] FLT-opptaket er spesifikke for de sensitive tumorer. I denne studien undersøkte vi [18F] FLT opptaket i tre tumormodeller, hvorav to er resistente overfor TP202377 (A2780 /Top216 og SW620) [23], [24] etter behandling, for å undersøke om endringene i [18F] FLT opptak avslører om svulster er narkotika sensitive. Vi brukte følsomme A2780 eggstokk tumormodell fordi TP202377 har anti-tumoreffekt i denne tumormodellen, og utvikling av nye kjemoterapeutika for behandling av eggstokkreft er svært nødvendig. Mange kreftpasienter på eggstokkene viser en første respons på kjemoterapi; Men mange pasienter tilbakefall med resistente svulster og derfor utvikling av nye kjemoterapeutika for behandling av eggstokkreft er av stor interesse.
Formålet med studien var derfor å analysere om [18F] FLT PET kan brukes å skille svarer fra ikke-reagere svulster i løpet av 24 timer etter behandling start med den nye anti-kreft sammensatte TP202377. For å gjøre dette, avbildes vi celleproliferasjon
in vivo
med [18F] FLT PET før og under behandling i begge en TP202377 følsom og to resistente menneskelige kreft musetumormodeller. Imaging data ble sammenlignet med Ki67 og TK1 genekspresjon og tumorvekst målt med computertomografi (CT).
Materialer og metoder
Tumor Model
Animal omsorg og alle eksperimentelle prosedyrer ble utført under godkjenning av den danske Animal Welfare Council (2006 /561-1124). Kvinne NMRI (Naval Medical Research Institute) naken mus (8 uker gamle) ble kjøpt fra Taconic Europa (Lille Skensved, Danmark) og akklimatisert seg en uke i dyret anlegget før ethvert inngrep ble igangsatt. Tre forskjellige cellelinjer ble brukt, TP202377-sensitive humane ovarie A2780 [25] (en gave fra R. Ozols, Fox Chase Cancer Center Philadelphia, PA, January 2004), en TP202377-resistent form av A2780 cellelinjen A2780 /Top216 og den menneskelige tykktarmskreft cellelinje SW620. Den SW620 cellelinje ble kjøpt fra ATCC (LGC Standards AB, Borås, Sverige). Den Top216 motstandsdyktig A2780 klone (A2870 /Top216) ble gjort etter serie
in vitro
passasjer og klone utvalg av A2780 i nærvær av økende konsentrasjoner av Top216. A2780 /Top216 klone er kryss-resistente mot TP202377 [23].
veksten av svulster etter TP202377-behandling av A2780 (topplaten), A2780 /Top216 (midten panel) og SW620 (nedre panel). Tumorvolumet ble bestemt ved microCT. Musene ble behandlet med TP202377 (40 mg /kg i.v.) eller kjøretøy ved dag 0. N = 8-16 svulster /gruppe. *) P 0,05, **) p 0,01, ***) p 0,001 behandling versus kontrollgruppe på samme tidspunkt
[18F] FLT opptaket målt som SUVmean (venstre panel). og SUVmax (høyre panel) i A2780, A2780 /Top216 og SW620 etter behandling med TP202377 eller kjøretøy. N = 8-16 svulster /gruppe. *) P 0,05, **) p 0,01, ***) p 0,001 versus baseline i samme behandlingsgruppen. #) P 0,05, ##) p 0,01, ###) p. 0,001 behandling versus kontrollgruppe på samme tidspunkt
Representant [18F] FLT PET /CT-bilder av A2780 ( øvre panel), A2780 /Top216 (midten panel) og SW620 (nedre panel) xenografter (stiplede sirkler). [18F] FLT opptaket er målt i de samme dyrene ved baseline og 6 timer, Dag 1 og Dag 6 følger behandlingsstart med TP202377.
Endringer i tumorvolumet målt som forholdet Dag 6 /baseline sammenlignet med opptaket av [18F] FLT målt som forholdet mellom 6 timer /baseline (høyre panel) og dag 1 /baseline (venstre panel).
uttrykk for Ki67 og TK1 normalisert til geometrisk gjennomsnitt av tre referanse gener. Data er presentert som fold endringer etter behandling i forhold til baseline nivå. N = 6-8 svulster /gruppe. *) P 0,05, **) p 0,01, ***) p 0,001 versus baseline i samme behandlingsgruppen. #) P 0,05, ##) p 0,01, ###) p . 0.001 behandling versus kontrollgruppe på samme tidspunkt
For etablering av transplantater, 10
7 celler i 100 mL medium blandet med 100 mL Matrixgel ™ basalmembran Matrix (BD Biosciences, San Jose, CA, USA) ble injisert subkutant i venstre og høyre flanke henholdsvis under anestesi med 01:01 v /v blanding av Hypnorm® (Janssen Pharmaceutica, Beerse, Belgia) og Dormicum® (Roche, Basel, Sveits). Cellelinjene er blitt testet fri for mykoplasma. Alle cellelinjene ble dyrket i RPMI (Roswell Park Memorial Institute) medium 1640+ Glutamax (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) supplert med 10% føtalt kalveserum (Biological Industries, Israel) og 1% penicillin-streptomycin (Invitrogen) i fem .% CO
2 ved 37 ° C
Experimental Design
xenograft i mus fra 3 menneskelige kreftcellelinjer ble brukt: den TP202377 følsomme A2780 eggstokk kreft cellelinje (n = 4 -8 mus /gruppe = 8-16 svulster /gruppe), den induserte TP202377 bestandig A2780 /Top216 cellelinje (n = 4-6 mus /gruppe = 8-12 svulster /gruppe) og den naturlige TP202377 bestandig SW620 tykktarmskreft cellelinje (n = 5 mus /gruppe = 10 svulster /gruppe).
In vivo
opptak av [18F] FLT ble studert ved forskjellige tidspunkter etter behandling med TP202377 (40 mg /kg iv på 0 timer) eller bærer (2% DMSO, 20% HP-B-CD i saltoppløsning ). Den kjemiske strukturen til TP202377 er vist i figur 1. TP202377 var i foregående analyser vist å hemme veksten av A2780 xenografttumorer men ikke av A2780 /Top216 og SW620. [18F] FLT skanninger ble utført før enten TP202377 eller vehikkel ble injisert for å bestemme grunnlinjen nivået av sporstoffopptak. Utformingen av studien var langsgående og [18F] FLT skanninger ble gjentatt i de samme dyrene 6 timer, dag 1, og Dag 6 (5-7) etter injeksjonen.
Tumor volum ble etterfulgt av CT i løpet av eksperimentene [26]. Tumorvolumer ble beregnet i forhold til volum ved baseline.
Uttrykk for Ki67 og TK1 ble analysert
in vitro
i parallelle grupper av mus med A2780, A2780 /Top216 og SW620 svulster henholdsvis, som ble behandlet med enten TP202377 eller kjøretøy og vevsprøve før og etter 6 timer, dag 1 og dag 5 etter behandlingsstart. Biopsier ble tatt ved hjelp av en 18G nål og plasseres umiddelbart i RNA later® (Ambion (Europe) Limited, Cambridgeshire, UK). Alle prøver ble lagret ved 4 ° C og den følgende dag RNAlater® ble fjernet og prøvene overført til -80 ° C inntil videre behandling qPCR.
Syntese av [18F] FLT
[18F] FLT ble syntetisert ved anvendelse av 3-N-Boc-1- [5-O- (4,4′-dimetoksytrityl) -3-O-nosyl-2-deoksy-β-D-lyxofuranosyl] tymin som forløper og syntetisert på en GE Tracerlab MX Synthesizer som tidligere beskrevet [22]. Alle reagenser og [18F] FLT kassetter ble kjøpt fra ABX (Radeberg, Tyskland).
microPET og microCT Imaging
Musene ble injisert intravenøst med 9,6 ± 1,7 (gjennomsnitt ± SD) MBq [18F] FLT. En time etter sporstoffinjeksjonsanordninger mus ble bedøvet med 3% sevofluran (Abbott Scandinavia AB, Solna, Sverige) blandet med 35% O
2 i N
2 og festet på en seng i nærvær av tre fiducial markører slik fusjon av PET- og CT-bilder. En PET scan ble kjøpt ved hjelp av en MicroPET Focus 120 (Siemens Medical Solutions, Malvern, PA, USA) etterfulgt av en microCT skanner kjøpt med en MicroCAT® II-systemet (Siemens Medical Solutions) som tidligere beskrevet [22]. Etter datainnsamling, ble PET data arrangert i sinograms og senere rekonstruert med maksimal a posteriori (MAP) rekonstruksjon algoritme. Pikselstørrelsen var 0,866 × 0,866 × 0,796 mm og i sentrum synsfeltet oppløsningen var 1,4 mm i full bredde-og-halv-maksimum.
PET og microCT bildene ble smeltet i Inveon programvare (Siemens Medical Solutions). Før fusjon region av interesse (ROIs) ble tegnet opp på CT-bildene manuelt ved kvalitativ vurdering som dekker hele tumorer og deretter tumorvolum og sporstoffopptak, vurdert ved standard-opptaksverdier (SUV) bety og maksimum, ble samlet ved summering av voksler innenfor tomographic flyene.
Kvantitativ real-time Polymerase Chain Reaction (qPCR)
Total RNA ble isolert fra biopsier med TRI reagent® følge produsentens instruksjoner (Molecular Research Center Inc., OH, USA ) og deretter RNA integritet ble målt på en 2100 Bioanalyzer (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). RNA kvalitet er oppgitt som RNA integritet nummer (RIN). Konsentrasjonen av RNA ble bestemt ved Nanodrop 1000 (Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE, USA). Total RNA (0,3 mikrogram) ble reversert transkribert med Affinityscript ™ QPCR cDNA Synthesis kit (Stratagene, La Jolla, CA, USA) i henhold til produsentens instruksjoner. Prøvene ble avkjølt og lagret ved -20 ° C inntil videre anvendelse.
Genekspresjon ble kvantifisert på en Mx3000P® real-time PCR system fra Stratagene. Alle genet av interesse (Gois) og referanse gener ble kvantifisert med Brilliant® SYBR® Grønn QPCR Master Mix (Stratagene). Den følgende termiske profilen ble anvendt i alle forsøk: 10 minutter denaturering ved 95 ° C etterfulgt av 45 sykluser på 30 sekunder denaturering ved 95 ° C, 1 minutt av hybridisering ved 60 ° C og 1 minutt forlengelse ved 72 ° C. En dissosiasjonskurve ble etterpå overtatt av denaturering av produktene i 1 minutt ved 95 ° C etterfulgt av en trinnvis økning i temperaturen fra 55 ° C til 95 ° C med trinn på 0,5 ° C /syklus, hvor varigheten av hver syklus var 18 sekunder .
qPCR data ble analysert i qBase programmet. Den relative Kvantifisering av Goiss ble beregnet ved bruk av flere referansegener [27]. Vev fra baseline prøvene fungerte som kalibrator. Nivået av den Goiss ble normalisert til den geometriske middelverdi av tre referanse gener. De tre mest stabile referanse gener ble funnet fra et panel av 12 kandidater, menneske referansen genet panel (TATAA Biocenter AB, Göteborg, Sverige) ved bruk av geNorm algoritmen.
Primere ble utformet ved hjelp av Beacon Designer (PREMIER Biosoft, Palo Alto, CA, USA) og sekvensene er vist i tabell 1. For hvert gen optimal primer-konsentrasjonen ble funnet. Alle analyser ble optimalisert for å ha effektivitet mellom 95% og 105%. Alle prøver ble kjørt i triplikat ved hjelp av en pl av cDNA. Til hver prøve en no-revers transkripsjon kontroll (NORT) ble inkludert, og på hver plate en no-mal kontroll (NTC) ble inkludert.
Statistical Analysis
Sammenligninger av tumorvolumet mellom behandling og kontrollgruppene ble beregnet ved hjelp av uparet t-test. Paret t-test ble brukt for konserninterne sammenligninger. Bonferroni korreksjon av P-verdier for multiple sammenligninger ble brukt. Sammenhenger mellom SUVmean og SUVmax forholdstall og tumorvekst ble beregnet ved hjelp av lineær regresjon. Beregninger gjort i PASW 18.0 (IBM Corporation, Armonk, New York, USA). Data er rapportert som gjennomsnitt ± SEM og P . 0,05 ble ansett som statistisk signifikant
Resultater
Tumor Volume
A2780 svulster som ble behandlet med TP202377 hadde volumer på dag 6 som var 161 ± 13% i forhold til baseline. I A2780 kontrollgruppen volumer på dag 6 var 322 ± 38% i forhold til baseline som var betydelig høyere enn i behandlingsgruppen (P 0,001). A2780 /Top216 svulster som ble behandlet med TP202377 hadde volumer på Dag 6 som var 442 ± 65% i forhold til baseline. I A2780 /Top216 kontrollgruppen volumer på dag 6 var 376 ± 59% i forhold til baseline som ikke var forskjellig fra behandlingsgruppen. SW620 svulster som ble behandlet med TP202377 hadde volumer på Dag 6 som var 198 ± 15% i forhold til baseline. I SW620 kontrollgruppen volumer på dag 6 var 193 ± 9% som ikke var forskjellig fra den behandlingsgruppen (figur 2).
[18F] FLT Opptak
Baseline opptak av [18F] FLT målt som SUVmean var 1,44 ± 0,06 i A2780 svulster, 0,83 ± 0,02 i A2780 /Top216 tumorer og 0,86 ± 0,03 i SW620 svulster. I A2780 tumormodell TP202377 behandling forårsaket betydelig reduksjon i opptak av [18F] FLT fra 1,51 ± 0,07 ved baseline til 0,78 ± 0,03 på 6 timer (-46 ± 3%, P 0,001) og 0,79 ± 0,04 på dag 1 (- 46 ± 3%, P 0,001) (figur 3). På Dag 6 opptak var 1,67 ± 0,12 som var sammenlignbare med baseline. Mellom behandling og kontrollgruppen opptaket var annerledes på 6 timer (P 0,001) og Dag 1 (P 0,001) (figur 4). Behandling med TP202377 påvirket ikke [18F] FLT SUVmean opptaket i de resistente A2780 /Top216 eller SW620 tumormodeller og ble ikke observert noen forskjell mellom behandlings- og kontrollgrupper. I alle kontrollgruppene [18F] FLT SUVmean forandret seg ikke i løpet av eksperimentet.
Baseline opptak av [18F] FLT målt som SUVmax var 2,58 ± 0,13 i de A2780 tumorer, 1,24 ± 0,03 i A2780 /Top216 svulster og 1,50 ± 0,04 i SW620 svulster. TP202377 behandling forårsaket signifikant reduksjon i opptaket av [18F] FLT i A2780 tumormodell som målt ved SUVmax. I redusert behandlingsgruppen opptak på fra 2,67 ± 0,17 ved baseline til 1,20 ± 0,05 (-53 ± 3%, P 0,001) etter 6 timer og 1,19 ± 0,05 (-54 ± 3%, P 0,001) på dag 1. På dag 6 opptak hadde returnert til baseline nivå 2,94 ± 0,23. Mellom behandling og kontrollgruppen opptaket var annerledes på 6 timer (P 0,001) og Dag 1 (P 0,001). (Figur 3)
Behandling med TP202377 ikke påvirket [18F] FLT SUVmax opptak i motstandsdyktig A2780 /Top216 tumormodell, men opptaket av SUVmax redusert fra 1,50 ± 0,07 ved baseline til 1,36 ± 0,08 på 6 timer (-10 ± 3%, P = 0,02) i SW620 tumor modell. I SW620 kontrollgruppen opptak på dag 6 1,49 ± 0,04 ble lavere sammenlignet med baseline opptak 1,29 ± 0,07 (-14 ± 4%; p = 0,04). Det ble ikke observert noen forskjell mellom behandlings- og kontrollgrupper for enten A2780 /Top216 eller SW620 tumorer (figur 3).
Korrelasjon mellom SUVmean eller SUVmax ratios fra baseline til 6 timer og dag 1, henholdsvis, og tumorvolum endringer fra baseline til dag 6 ble beregnet. For TP202377 behandlet A2780 og A2780 /Top216 svulster sammen, fant vi en signifikant positiv korrelasjon mellom tumorvekst og SUVmean 6 timer /baseline (r
2 = 0,53; P 0,001), SUVmean Dag1 /baseline (r
2 = 0,65; P 0,001), SUVmax 6 timer /baseline (r
2 = 0,51; P 0,001) og SUVmax Dag1 /baseline (r
2 = 0,63; P 0,001) (figur 5).
Ki67 og TK1 Gene Expression
treet mest stabile referanse gener ble funnet å være peptidylprolyl isomerase A (PPIA), ribosomalt protein P0 (RPLP0) og TATA boks bindende protein (TBP). Nivået av den Goiss ble normalisert til det geometriske gjennomsnittet av disse tre genene. De genuttrykk nivåer er angitt i forhold til baseline. RNA integritet nummer (RIN-verdier) var 8,8 ± 0,9 (middelverdi ± SD) for alle prøver.
Ki67-genekspresjon var lavere i behandlingsgruppen sammenlignet med kontrollgruppen ved 6 timer (0,60 ± 0,02 vs. 1,00 ± 0,04; P 0,001) og dag 1 (0,35 ± 0,03 vs. 0,97 ± 0,05; P 0,001) etter behandlingsstart i A2780 svulst gruppen. På dag 5, ekspresjon av Ki67 i behandlingsgruppen var sammenlignbar med kontrollgruppen. Sammenlignet med baseline uttrykk, ble Ki67 redusert på 6 timer (-40 ± 2%; p 0,001) og Dag 1 (-65 ± 3%; p 0,001) i A2780 behandlingsgruppen. Ekspresjon av Ki67 endret seg ikke i noen av A2780 /Top216 og SW620 behandlingsgrupper eller en av kontrollgruppene.
ekspresjon av TK1 var uforandret i A2780 tumorer i både behandling og kontrollgruppen. I A2780 /Top216 tumorer ble det observert en liten økning i ekspresjon TK1 i behandlingen sammenlignet med kontrollgruppen ved 6 timer (1,13 ± 0,06 vs 0,93 ± 0,03, p = 0,04) etter behandlingsstart (figur 6). På dag 5 uttrykk for TK1 ble redusert i SW620 svulst kontrollgruppen sammenlignet med baseline (-27 ± 6%, p = 0,02).
Diskusjoner
Denne studien viste non-invasiv differensiering mellom å svare og ikke svarer svulster 6 timer etter oppstart av behandling med anticancer stoff TP202377 ved bruk av [18F] FLT PET. Seks timer etter injeksjon av TP202377 vi har observert en -46% reduksjon i SUVmean verdier og -53% reduksjon i SUVmax verdier i TP202377 følsomme A2780 tumortypen. Nedgangen i sporstoffopptak forut regresjoner i tumorvolum på dag 6. Vi har ikke observere endringer i SUVmean etter behandling av de to TP202377-resistente tumormodeller. Men i TP202377 bestandige SW620 tumormodell ble det observert en liten nedgang på 10% i 6 timer etter injeksjon av TP202377 når målt som SUVmax. På dag 1 SUVmax var sammenlignbar med baseline i SW620 svulster. Grunnen til at vi observerte denne lille endringen i SUVmax opptak etter 6 timer kan muligens være at denne tumormodellen er ikke absolutt motstandsdyktig mot TP202377 men bare har meget lav medikamentsensitivitet sammenlignet med A2780. Imidlertid ble det ikke observert noen endringer i tumorvolum ved slutten av forsøket til tross for den lille nedgang i SUVmax ved 6 timer. Det var ingen signifikant forskjell i enten SUVmean eller SUVmax mellom behandlingsgruppen og kontrollgruppen 6 timer etter behandling start, så vi observerte likevel en forskjell mellom de svarer og ikke-responderende svulster på dette tidspunkt.
I dag 6 [18F] FLT opptaket i behandlingsgruppen var sammenlignbar med kontrollgruppen i de følsomme A2780 tumorer som indikerer at tumorene hadde begynt å re-sprer. Vi har evaluert [18F] FLT respons etter en enkelt dose av TP202377 og for å skaffe langtidsbehandling virkning medikamentet må bli injisert flere ganger. Potensielt, vurdering av svulster proliferativ status med [18F] FLT kunne brukes for å bestemme den optimale tidsvinduet mellom to narkotika injeksjoner.
Endringene i [18F] FLT på 6 timer og dag 1 var korrelert med tumorvolumforholdet baseline /dag 6 for å undersøke om det, på den individuelle tumor nivå, var mulig å forutsi tumorrespons. Det var en god korrelasjon mellom endringer etter 6 timer og dag 1 i [18F] FLT sporopptak og endringene i tumorvolumet på dag 6. svulster som sank mest i tracer opptak umiddelbart (6 timer og dag 1) etter behandling start var svulstene som senere hadde lavest økning i tumorvolum. Følgelig 6 timer etter behandling start var vi i stand til å peke ut de svulstene som svarte beste behandlingen. Under utviklingen av nye cellegifter, spesielt i de tidlige kliniske faser, identifisering av reagerer svulster er av stor verdi for å forutsi behandlingsresultat. De fleste nye anti-kreft behandlinger har en effekt på konkrete mål i tumorer og gjøre i de fleste tilfeller ha effekt på bare undergrupper av pasienter. En identifisering av de responderende pasienter med [18F] FLT PET tidlig etter behandling start kan redusere kostnadene for legemiddelutvikling og unngå unødvendig behandling hos pasienter der behandlingen ikke virker som behandling kan bli stoppet i de ikke-responderende pasienter. Også, [18F] FLT PET ville tillate bruk av potente legemidler som er effektive bare i noen få pasienter hvis kombinert med bilderesponsovervåking.
Nivået av Ki67 og TK1 genekspresjon ble målt i en parallell studie. Ekspresjon av Ki67 parallell opptaket av [18F] FLT, som bekreftet PET-resultater ved å indikere at nedgangen i sporstoffopptak var på grunn av en reell fysiologisk endring, og ikke en konsekvens av f.eks redusert levering av [18F] FLT. Ingen endringer ble observert i TK1 genuttrykk. I en tidligere studie, hvor [18F] FLT opptak etter behandling med TP202377 analoge Top216 ble analysert, var avviket mellom [18F] FLT opptak og TK1 uttrykk observert samt [22]. Det virker som behandling med disse legemidlene, til tross for å indusere en betydelig reduksjon i [18F] FLT opptak, regulerer ikke TK1 genekspresjon og flere studier er nødvendig for å vite mer om påvirkning av TK1 på [18F] FLT opptak etter behandling med TP202377. Andre studier har likeledes ikke funnet noen endringer i mRNA nivåer av TK1 til tross for en endring i [18] FLT tracer opptak [2] eller bare observert en uke korrelasjon mellom [18F] FLT og TK1 mRNA [28]. Til tross TK1 er å være sentral faktor i opptaket av [18F] FLT disse to er ikke alltid tett knyttet [29], og endringer i [18F] FLT opptak kan skyldes endringer i proteinnivå og aktivitet eller endringer i ATP nivåer [5 ], [12], [30], [31].
en av de TP202377-resistente cellelinjer som er benyttet i denne undersøkelsen var avledet fra det TP202377-sensitive cellelinje A2780. Den SW620-cellelinjen ble tidligere funnet å være naturlig resistente mot TP202377. Vi brukte både en indusert motstandsdyktig og en naturlig resistent cellelinje for å analysere om det skulle være noen forskjell i [18F] FLT respons på behandling mellom de to cellelinjer. Interessant nok, blir [18F] FLT opptaket i hver av de TP202377-resistente cellelinjer var lavere sammenlignet med den TP202377-sensitive cellelinje A2780. Imidlertid opptaket av [18F] FLT var i begge cellelinjene over bakgrunnsnivå. Lav opptak av [18F] FLT i SW620 har også blitt rapportert av andre [32].
I mange studier, har effekten av mange forskjellige typer cellegift om opptak av [18F] FLT studert [1] – [10]. Imidlertid har få studier testet både sensitive og resistente svulster. En studie analysert [18F] FLT opptak i både en cetuximab følsom og en cetuximab-resistent cellelinje etter behandling med cetuximab; men ble ingen endringer i FLT opptak sett på en av cellelinjer [20]. En annen studie fant ingen merkbar effekt av trastuzumab behandling på tumor opptak av [18F] FLT i en kohort av både svarer og ikke-responderende svulster [21].
I konklusjonen, fant vi en -53% reduksjon i [ ,,,0],18F] FLT SUVmax opptak 6 timer etter behandling start i TP202377 følsomme A2780 tumor modell. I TP202377 resistente tumormodeller fikk vi ikke se noen klinisk relevante endringer i [18F] FLT opptak etter behandling. Tumorvekstinhibitering etter TP202377 behandling ble observert på svar A2780 tumormodell, men ikke de to ikke-responderende tumormodeller. Denne studien viste at forskjellene i [18F] FLT-opptaket 6 timer etter behandling begynner med en ny antitumorforbindelse kunne separere respons fra ikke kontakt tumorer før noen regresjon i tumorstørrelse ble observert. Vi tror dette konseptet holder store løfter både for legemiddelutvikling og skreddersøm kreftbehandling.
