ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2017-3-25-33ssmu-952Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSРазработка высокоспецифичного радиохимического соединения на основе меченых 99mТс рекомбинантных адресных молекул для визуализации клеток с гиперэкспрессией Her-2/neuThe development of a highly specific radiochemical compound based on labeled 99mtc recombinant molecules for targeted imaging of cells with the overexpression of Her-2 / neuБрагинаОльга ДмитриевнаBraginaOlga D.

канд. мед. наук, мл. науч. сотрудник, отделение радионуклидной диагностики, НИИ онкологии Томского НИМЦ РАН, г. Томск.

PhD, Junior Researcher, Nuclear Medicine Department, Cancer Research Institute, Tomsk NRMC, RAS, Tomsk, Russian Federation

rungis@mail.ruЛарькинаМария СергеевнаLarkinaMaria S.

канд. фарм. наук, доцент, кафедра фармацевтического анализа, СибГМУ, г. Томск.

PhD, Associate Professor, Pharmaceutical Analysis Department, Siberian State Medical University, Tomsk, Russian Federation.

СтасюкЕлена СергеевнаStasyukElena S.

канд. техн. наук, науч. сотрудник, лаборатория № 31, НИ ТПУ, г. Томск.

PhD, Researcher, Laboratory № 31, NR TPU, Tomsk, Russian Federation

ЧерновВладимир ИвановичChernovVladimir I.

д-р мед. наук, профессор, зам. директора по научной работе и инновационной деятельности, зав. отделением радионуклидной диагностики, НИИ онкологии Томского НИМЦ РАН, г. Томск.

DM, Professor, Head of the Nuclear Medicine Department, Cancer Research Institute, Tomsk NRMC, RAS, Tomsk, Russian Federation.

ЮсубовМехман Сулейман-оглыYusubovMekhman S.

д-р хим. наук, профессор, зав. кафедрой технологии органических веществ и полимерных материалов, НИ ТПУ, г. Томск.

DChSc, Professor, Head of the Technology of Organic Substances and Polymer Materials Department, NR TPU, Tomsk, Russian Federation.

СкуридинВиктор СергеевичSkuridinVictor S.

д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией № 31, НИ ТПУ, г. Томск.

DTSc, Professor, Head of the Laboratory № 31, NR TPU, Tomsk, Russian Federation

ДеевСергей МихайловичDeyevSergei M.

канд. хим. наук, д-р биол. наук, профессор, член-корр. РАН, зав. лабораторией молекулярной иммунологии, ИБХ им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, г. Москва; эксперт лаборатории № 31, НИ ТПУ, г. Томск.

DBSc, Professor, Head of Laboratory of Molecular Immunology, Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry Russian Academy of Sciences, Moscow; Expert of the Laboratory № 31, NR TPU, Tomsk, Russian Federation.

ЗельчанРоман ВладимировичZel’chanRoman V.

канд. мед. наук, врач-радиолог, отделение радионуклидной диагностики, НИИ онкологии Томского НИМЦ РАН, г. Томск.

PhD, Radiologist of Nuclear Medicine Department, Cancer Research Institute, Tomsk NRMC, RAS, Tomsk, Russian Federation

БулдаковМихаил АлександровичBuldakovMichael A.

канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник, лаборатория иммунологии, НИИ онкологии Томского НИМЦ РАН; ст. науч. сотрудник, лаборатория трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины, НИ ТГУ, г. Томск.

PhD, Senior Researcher, Laboratory of Translational Cellular and Molecular Biomedicine, NR TSU; Senior Researcher, Laboratory of Immunology, Cancer Research Institute, Tomsk NRMC, RAS, Tomsk, Russian Federation.

ПодрезоваЕкатерина ВладимировнаPodrezovaEkaterina V.

инженер, кафедра технологии органических веществ и полимерных материалов, НИ ТПУ, г. Томск.

Engineer, Technology of Organic Substances and Polymer Materials Department, NR TPU, Tomsk, Russian Federation

БелоусовМихаил ВалерьевичBelousovM. V.

д-р фарм. наук, профессор, зав. кафедрой фармацевтического анализа, СибГМУ, г. Томск.

Научно-исследовательский институт (НИИ) онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра (НИМЦ) Российской академии наук (РАН)РоссияCancer Research Institute, Tomsk National Research Medical Center (NRMC), Russian Academy of Science (RAS)Russian FederationСибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияSiberian State Medical UniversityRussian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ)РоссияNational Research Tomsk Polytechnic University (NR TPU)Russian FederationНаучно-исследовательский институт (НИИ) онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра (НИМЦ) Российской академии наук (РАН); Национальный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ)РоссияCancer Research Institute, Tomsk National Research Medical Center (NRMC), Russian Academy of Science (RAS); National Research Tomsk Polytechnic University (NR TPU)Russian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ); Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияNational Research Tomsk Polytechnic University (NR TPU); Siberian State Medical UniversityRussian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ); Институт биоорганической химии (ИБХ) им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАНРоссияShemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of SciencesRussian FederationНаучно-исследовательский институт (НИИ) онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра (НИМЦ) Российской академии наук (РАН); Национальный исследовательский Томский государственный университет (НИ ТГУ)РоссияCancer Research Institute, Tomsk National Research Medical Center (NRMC), Russian Academy of Science (RAS); National Research Tomsk State University (NR TSU)Russian Federation2017311020171632533Copyright © Брагина О.Д., Ларькина М.С., Стасюк Е.С., Чернов В.И., Юсубов М.С., Скуридин В.С., Деев С.М., Зельчан Р.В., Булдаков М.А., Подрезова Е.В., Белоусов М.В., 20172017Брагина О.Д., Ларькина М.С., Стасюк Е.С., Чернов В.И., Юсубов М.С., Скуридин В.С., Деев С.М., Зельчан Р.В., Булдаков М.А., Подрезова Е.В., Белоусов М.В.Bragina O.D., Larkina M.S., Stasyuk E.S., Chernov V.I., Yusubov M.S., Skuridin V.S., Deyev S.M., Zel’chan R.V., Buldakov M.A., Podrezova E.V., Belousov M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/952

В настоящее время актуальным является поиск новых диагностических методов, позволяющих с высокой информативностью и достоверностью выявлять злокачественные образования с гиперэкспрессией Her-2/neu. В последние годы активно развиваются радиоизотопные методы для выявления специфических опухолевых мишеней, при этом в качестве «нацеливающего» модуля выступают антитела.Цель исследования. Создание химически стабильного радиохимического соединения для визуализации клеток с гиперэкспрессией Her-2/neu.Материал и методы. Исследование проводилось с использованием двух клеточных линий аденокарцином человека с экспрессией (ВТ-474) и без экспрессии (MCF-7) Her-2/neu. Характеристика специфичности связывания исследуемого комплекса с рецептором Her-2/neu определялась с помощью прямой радиометрии и планарной сцинтиграфии. Для оценки отличий количественных признаков между группами применялся непараметрический тест Манна – Уитни.Результаты. Выход меченого комплекса составил более 91%, при радиохимической частоте – более 94%. При проведении визуальной сцинтиграфической оценки значительно большая интенсивность накопления изучаемого радиохимического соединения отмечалась в культуре клеток с гиперэкспрессией поверхностного рецептора Her-2/neu. Результаты прямой радиометрии также продемонстрировали более высокое накопление радиофармацевтического препарата в клеточной линии аденокарциномы молочной железы человека BT-474 с гиперэкспрессией Her-2/neu по сравнению с контрольной группой.Заключение. При проведении доклинических испытаний in vitro показана высокая стабильность исследуемого соединения, а также его аккумуляция в группе клеток с гиперэкспрессией Her-2/neu.

Currently, there is a urgent need to search for new diagnostic methods that allow us to reveal malignant tumors with the overexpression of Her-2/neu with high accuracy. In recent years radioisotope methods have been actively developing to identify specific tumor targets, with antibodies being the “targeting” module.The purpose of the study. Creation of a chemically stable radiochemical compound for the imaging of cells with the overexpression of Her-2/neu.Materials and methods. The study was conducted using two human adenocarcinoma cell lines with expression (BT-474) and without expression (MCF-7) Her-2/neu. The specificity of the binding of the test complex with Her-2/neu receptor was determined by direct radiometric and planar scintigraphy. To evaluate the differences in quantitative characteristics between the groups a non-parametric Mann – Whitney test was used.Results. The yield of the labeled complex was more than 91% and the radiochemical frequency was more than 94%. When performing a visual scintigraphic evaluation, a much higher accumulation rate of the studied radiopharmaceutical preparation (RFP) was observed in the culture of cells with overexpression of the surface Her-2/neu receptor. Direct radiometric results also demonstrated a higher accumulation of RFPs in the human BT-474 mammary adenocarcinoma cell line with Her-2/neu overexpression in comparison with the control group.Conclusion. Preclinical studies demonstrated high stability of the test compound, as well as its accumulation in the group of cells with Her-2/neu overexpression

DARPinтехнеций-99мхелатирующий агентHer-2/neuмолекулярная визуализациярак молочной железыDARPintechnetium-99mchelating agentHer-2/neumolecular imagingbreast cancerReferencesПолянский О.Л., Лебеденко Е.Н., Деев С.М. ERBB онкогены – мишени моноклональных антител // Биохимия. 2012; 3 (77): 289–311.Polanovski O. L., Lebedenko E. N., Deyev S. M. ERBB oncogeni – misheni monoclonalnikh antitel [ERBB – oncogenes as targets for monoclonal antibodies] // Biokhimiya – Biochemistry. 2012; 3 (77): 289–311 (in Russian).Чернов В.И., Брагина О.Д., Синилкин И.Г., Медведева А.А., Çельчан Р.В. Радиоиммунотерапия: современное состояние проблемы // Вопросы онкологии. 2016; 62 (1): 24–30.Chernov V.I., Bragina O.D., Sinilkin I.G., et al. Radioimmunoterapiya: sovremennoe sostoyanie problemi [Radioimmunotherapy: current state of the problem] // Voprosi Оncologii – Questions of Оncology. 2016; 62 (1): 24–30 (in Russian).Чернов В.И., Брагина О.Д., Синилкин И.Г., Медведева А.А., Çельчан Р.В. Радиоиммунотерапия в лечении злокачественных образований // Сибирский онкологический журнал. 2016; 15 (2): 101–106.Chernov V.I., Bragina O.D., Sinilkin I.G. et al. Radioimmunotherapiya v lechenii zlokachestvennix obrazovanii [Radioimmunotherapy in the treatment of malignancies] // Sibirskii Oncologicheskii Jurnal – Siber. J. Oncol. 2016; 15 (2): 101–106 (in Russian).Slamon D.J., Clark G.M., Wong S.G. et al. Human breast cancer: correlation of relapse an survival with amplification of the Her-2/neu oncogenes // Science. 1987; 235: 177–182. doi: 10.1126/science.3798106.Slamon D.J., Clark G.M., Wong S.G. et al. Human breast cancer: correlation of relapse an survival with amplification of the Her-2/neu oncogenes // Science. 1987; 235: 177–182. doi: 10.1126/science.3798106.Romond E.H., Perez E.A., Bryant J. et al. Trastuzumab plus adjuvant chemotherapy for operable HER2-positive breast cancer // N. Engl. J. Med. 2005; 353: 1673–1684. doi: 10.1056/NEJMoa052122.Romond E.H., Perez E.A., Bryant J. et al. Trastuzumab plus adjuvant chemotherapy for operable HER2-positive breast cancer // N. Engl. J. Med. 2005; 353: 1673–1684. doi: 10.1056/NEJMoa052122.Verma S., Miles D., Gianni L. et al. Trastuzumab emtansine for HER2-positive advanced breast cancer // N. Engl. J .Med. 2012; 367: 1783–1791. doi: 10.1056/NEJMoa1209124.Verma S., Miles D., Gianni L. et al. Trastuzumab emtansine for HER2-positive advanced breast cancer // N. Engl. J .Med. 2012; 367: 1783–1791. doi: 10.1056/NEJMoa1209124.Babyshkina N., Malinovskaya E., Cherdinceva N. et al. Neoadjuvant chemotherapy for different molecular breast cancer subtypes: a retrospective study in Russian population // Medical Oncology. 2014; 31 (9): 1–12.Babyshkina N., Malinovskaya E., Cherdinceva N. et al. Neoadjuvant chemotherapy for different molecular breast cancer subtypes: a retrospective study in Russian population // Medical Oncology. 2014; 31 (9): 1–12.Чернов В.И., Брагина О.Д., Синилкин И.Г., Медведева А.А., Çельчан Р.В. Радионуклидная тераностика злокачественных образований // Вестник рентгенологии и радиологии. 2016; 97 (5): 306–313.Chernov V.I., Bragina O.D., Sinilkin I.G. et al. Radionuclidnaya teranostica zlokachestvennix obrazovanii [Radionuclide teranostic of malignancies] // Vestnik Rentgenologii i Radiologii – Vestnik Rentgenologii and Radiologii. 2016; 97 (5): 306–313 (in Russian).Zahid M., Khan S., Khan R. et al. Detection of HER2/ neu gene amplification by fluoroscence in situ hybridization technique // Pathology. 2016; 48 (1): 163–170.Zahid M., Khan S., Khan R. et al. Detection of HER2/ neu gene amplification by fluoroscence in situ hybridization technique // Pathology. 2016; 48 (1): 163–170.Orlando L., Viale G., Bria E. et al. Discordance in pathology report after central pathology review: Implications for breast cancer adjuvant treatment // Breast. 2016; 30: 151–155. doi: 10.1016/j.breast.2016.09.015.Orlando L., Viale G., Bria E. et al. Discordance in pathology report after central pathology review: Implications for breast cancer adjuvant treatment // Breast. 2016; 30: 151–155. doi: 10.1016/j.breast.2016.09.015.Telugu R.B., Chowhan A.K., Rukmangadha N. et al. Human epidermal growth factor receptor 2/neu protein expression in meningiomas: An immunohistochemical study // J. Neurosci Rural Pract. 2016; 7 (4): 526–531. doi: 10.4103/0976-3147.188640.Telugu R.B., Chowhan A.K., Rukmangadha N. et al. Human epidermal growth factor receptor 2/neu protein expression in meningiomas: An immunohistochemical study // J. Neurosci Rural Pract. 2016; 7 (4): 526–531. doi: 10.4103/0976-3147.188640.Hanna W.M., Rüschoff J., Bilous M. et al. HER2 in situ hybridization in breast cancer: clinical implications of polysomy 17 and genetic heterogeneity // Mod. Pathol. 2013; 27: 4–18. doi: 10.1038/modpathol.2013.103.Hanna W.M., Rüschoff J., Bilous M. et al. HER2 in situ hybridization in breast cancer: clinical implications of polysomy 17 and genetic heterogeneity // Mod. Pathol. 2013; 27: 4–18. doi: 10.1038/modpathol.2013.103.Kurozumi1 S., Padilla M., Kurosumi M. et al. HER2 intratumoral heterogeneity analyses by concurrent HER2 gene and protein assessment for the prognosis of HER2 negative invasive breast cancer patients // Breast Cancer Res Treat. 2016; 158: 99–111. doi: 10.1007/s10549-016-3856-2.Kurozumi1 S., Padilla M., Kurosumi M. et al. HER2 intratumoral heterogeneity analyses by concurrent HER2 gene and protein assessment for the prognosis of HER2 negative invasive breast cancer patients // Breast Cancer Res Treat. 2016; 158: 99–111. doi: 10.1007/s10549-016-3856-2.Seol H., Lee H.J., Choi Y. et al. Intratumoral heterogeneity of HER2 gene amplification in breast cancer: its clinicopathological significance // Modern Pathology. 2012; 25: 938–948. doi: 10.1038/modpathol.2012.36.Seol H., Lee H.J., Choi Y. et al. Intratumoral heterogeneity of HER2 gene amplification in breast cancer: its clinicopathological significance // Modern Pathology. 2012; 25: 938–948. doi: 10.1038/modpathol.2012.36.Riccarbona G., Decristoforo C. Peptide targeted imaging of cancer // Cancer Biother. Radiopharm. 2003; 18: 675–687. doi:10.1089/108497803770418238.Riccarbona G., Decristoforo C. Peptide targeted imaging of cancer // Cancer Biother. Radiopharm. 2003; 18: 675–687. doi:10.1089/108497803770418238.Engfeldt T., Orlova A., Tran T. et al. Imaging of HER2-expressing tumours using a synthetic Affibody molecule containing the 99mTc-chelating mercaptoacetyl-glycyl-glycyl-glycyl (MAG3) sequence // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2007; 34 (5). 722–733. doi: 10.1007/s00259-006-0266-4.Engfeldt T., Orlova A., Tran T. et al. Imaging of HER2-expressing tumours using a synthetic Affibody molecule containing the 99mTc-chelating mercaptoacetyl-glycyl-glycyl-glycyl (MAG3) sequence // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2007; 34 (5). 722–733. doi: 10.1007/s00259-006-0266-4.Stumpp M. T., Binz H.K., Amstutz P. DARPins: A new generation of protein therapeutics // Drug Discovery Today. 2008; 13 (15): 695–701.Stumpp M. T., Binz H.K., Amstutz P. DARPins: A new generation of protein therapeutics // Drug Discovery Today. 2008; 13 (15): 695–701.Tamaskovic R., Simon M., Stefan N. et al. Designed ankyrin repeat proteins (DARPins) from research to therapy // Methods Enzymol. 2012; 503: 101–134. doi: 10.1016/j.drudis.2008.04.013.Tamaskovic R., Simon M., Stefan N. et al. Designed ankyrin repeat proteins (DARPins) from research to therapy // Methods Enzymol. 2012; 503: 101–134. doi: 10.1016/j.drudis.2008.04.013.Boersma Y.L., Pluckthun A. DARPins and other repeat protein scaffolds: advances in engineering and applications // Curr. Opin. Biotechnol. 2011; 22: 849–57. doi: 10.1016/j.copbio.2011.06.004.Boersma Y.L., Pluckthun A. DARPins and other repeat protein scaffolds: advances in engineering and applications // Curr. Opin. Biotechnol. 2011; 22: 849–57. doi: 10.1016/j.copbio.2011.06.004.Binz H.K., Stumpp M.T., Forrer P., Amstutz P., Pluckthun A. Designing repeat proteins: well-expressed, soluble and stable proteins from combinatorial libraries of consensus ankyrin repeat proteins // J. Mol. Biol. 2003; 332: 489–503.Binz H.K., Stumpp M.T., Forrer P., Amstutz P., Pluckthun A. Designing repeat proteins: well-expressed, soluble and stable proteins from combinatorial libraries of consensus ankyrin repeat proteins // J. Mol. Biol. 2003; 332: 489–503.Skuridin V.S., Stasyuk E.S., Nesterov E.A., Sadkin V.L., Rogov A.S. Adsorption of 99mTc on Aluminum Oxide // Radiochemistry. 2011; 5 (53): 448–451.Skuridin V.S., Stasyuk E.S., Nesterov E.A., Sadkin V.L., Rogov A.S. Adsorption of 99mTc on Aluminum Oxide // Radiochemistry. 2011; 5 (53): 448–451.Stasyuk E.S., Nesterov E.A., Skuridin V.S. et al. A procedure for sorbent pretreatment for the production of high-activity 99Mo/99mTc generators based on enriched 98Mo // Radiochemistry. 2012; 54 (4): 391–394.Stasyuk E.S., Nesterov E.A., Skuridin V.S. et al. A procedure for sorbent pretreatment for the production of high-activity 99Mo/99mTc generators based on enriched 98Mo // Radiochemistry. 2012; 54 (4): 391–394.Gabriel M., Decristoforo C., Donnemiller E. et al. An intrapatient comparison of 99mTc-EDDA/HYNICTOC with 111In-DTPA-octreotide for diagnosis of somatostatin receptorexpressing tumors // J. Nucl. Med. 2003; 44: 708–716.Gabriel M., Decristoforo C., Donnemiller E. et al. An intrapatient comparison of 99mTc-EDDA/HYNICTOC with 111In-DTPA-octreotide for diagnosis of somatostatin receptorexpressing tumors // J. Nucl. Med. 2003; 44: 708–716.Yusubov M.S., Svitich D.Y., Larkina M.S. et al. Applications of iodonium salts and iodonium ylides as precursors for nucleophilic fluorination in Positron Emission Tomography // ARKIVOC. 2013; (i): 364–395.Yusubov M.S., Svitich D.Y., Larkina M.S. et al. Applications of iodonium salts and iodonium ylides as precursors for nucleophilic fluorination in Positron Emission Tomography // ARKIVOC. 2013; (i): 364–395.Kulibaba E.V., Larkina M.S. New syntheses of bis(2-pyridylmethyl)amino acid // IX international conference of young scientists on chemistry «Mendeleev 2015». Book of abstracts. Saint Petersburg. 7–10 of April 2015; 250.Kulibaba E.V., Larkina M.S. New syntheses of bis(2-pyridylmethyl)amino acid // IX international conference of young scientists on chemistry «Mendeleev 2015». Book of abstracts. Saint Petersburg. 7–10 of April 2015; 250.Skuridin V.S., Stasyuk E.S., Rogov A.S. et al. Modified DTPA molecule-based nanocolloid radiopharma ceuticals // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2015; 303 (3): 1961–1965.Skuridin V.S., Stasyuk E.S., Rogov A.S. et al. Modified DTPA molecule-based nanocolloid radiopharmaceuticals // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2015; 303 (3): 1961–1965.Юсубов М.С., Жданкин В.В., Ларькина М.С., Дрыгунова Л.А. Способ получения ω-иодалифатических карбоновых кислот и их ýфиров. Патент № 2494087. 2013; Опубл. 27.09.2013. Бюл. № 27.Yusubov M.S., Jdankin V.V., Larkina M.S. et al. Sposob polucheniya ω- iodalifalicheskix karbonovix kislot I ikh efirov [Method of producing omega-iodo-aliphatic carboxylic acids and esters thereof]. Patent № 2494087. 2013; 27.09.2013 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.