Zr-oxine PET-CTで可視化した抗癌タンパク質TRAILを発現するMSCの肺への送達

Lung delivery of MSCs expressing anti-cancer protein TRAIL visualised with Zr-oxine PET-CT.

• P Stephen Patrick
• Krishna K Kolluri
• May Zaw Thin
• Adam Edwards
• Elizabeth K Sage
• Tom Sanderson
• Benjamin D Weil
• John C Dickson
• Mark F Lythgoe
• Mark Lowdell
• Sam M Janes
• Tammy L Kalber

抄録

背景:

MSCTRAILは、抗癌タンパク質TRAILを発現するように遺伝子組み換えされたヒト臍帯由来のMSCを用いた細胞ベースの治療法です。細胞を用いた治療法は通常、標的組織を念頭に置いて設計されていますが、トランスレーション可能な非侵襲的イメージングアプローチがないため、デリバリーの評価はほとんど行われていません。この前臨床研究では、Zr-oxine標識とPET-CTイメージングがMSCTRAILの生物分布を非侵襲的に追跡するための潜在的な臨床的ソリューションであることを実証した。将来的には、転移性肺腺癌の治療法としてのMSCTRAILの理解を深めることが期待される。

BACKGROUND: MSCTRAIL is a cell-based therapy consisting of human allogeneic umbilical cord-derived MSCs genetically modified to express the anti-cancer protein TRAIL. Though cell-based therapies are typically designed with a target tissue in mind, delivery is rarely assessed due to a lack of translatable non-invasive imaging approaches. In this preclinical study, we demonstrate Zr-oxine labelling and PET-CT imaging as a potential clinical solution for non-invasively tracking MSCTRAIL biodistribution. Future implementation of this technique should improve our understanding of MSCTRAIL during its evaluation as a therapy for metastatic lung adenocarcinoma.

方法:

MSCTRAILをZr-oxineで放射性標識し、標識後の生存率、表現型、治療効果を測定した。Zr-oxineを標識したMSCTRAILのPET-CTイメージングを肺癌モデルマウスを用いて実施し、生体外での分布を確認した。

METHODS: MSCTRAIL were radiolabelled with Zr-oxine and assayed for viability, phenotype, and therapeutic efficacy post-labelling. PET-CT imaging of Zr-oxine-labelled MSCTRAIL was performed in a mouse model of lung cancer following intravenous injection, and biodistribution was confirmed ex vivo.

結果:

MSCTRAILは、臨床画像化に必要な量以上の標識量で、インビトロでの治療効果とMSCの表現型を保持した。細胞増殖率に対するZr-oxine標識の効果は量と時間に依存していた。PET-CTイメージングでは、肺癌モデルマウスの肺へのMSCTRAILの送達が、注入後1週間まで認められ、in vivo生物発光イメージング、オートラジオグラフィー、組織切片の蛍光イメージングによって検証されました。

RESULTS: MSCTRAIL retained the therapeutic efficacy and MSC phenotype in vitro at labelling amounts up to and above those required for clinical imaging. The effect of Zr-oxine labelling on cell proliferation rate was amount- and time-dependent. PET-CT imaging showed delivery of MSCTRAIL to the lungs in a mouse model of lung cancer up to 1 week post-injection, validated by in vivo bioluminescence imaging, autoradiography, and fluorescence imaging on tissue sections.

結論:

Zr-オキシンラベリングとPET-CTイメージングは、MSCTRAILを含む新規細胞治療の患者における生物学的分布を評価するための可能性のある方法である。これは、作用機序、遊走動態、患者間の変動性を含む細胞治療の理解を向上させることができる。

CONCLUSIONS: Zr-oxine labelling and PET-CT imaging present a potential method of evaluating the biodistribution of new cell therapies in patients, including MSCTRAIL. This offers to improve understanding of cell therapies, including mechanism of action, migration dynamics, and inter-patient variability.