인간이 아닌 영장류의-PET 생체분포 영상

양전자방출단층촬영(PET)은 방사성 표지 약물, 생물학적 제제, 나노입자 또는 세포 치료법이 생체 내부로 들어가는 위치를 측정합니다. 비인간 영장류(NHP) 연구에서 주요 이점은 말단 해부로는 할 수 없는 질문에 답할 수 있다는 것입니다. 즉, 후보자가 목표에 도달했는지 여부뿐 아니라 이동한 곳, 주사 부위에서 얼마나 멀리 퍼지는지, 시간이 지남에 따라 패턴이 어떻게 변하는지 등입니다.

이러한 질문은 림프절을 통과하는 경로에 따라 배출 노드에 도달하는 항원의 양과 면역 반응의 강도가 결정되는 백신 및 나노입자 치료법에 가장 중요합니다.

2021년 논문생체재료이것이 실제로 어떻게 보이는지 보여주었습니다. Martin과 동료들은 PET와 조직{1}} 수준의 형광 이미징을 사용하여 붉은털원숭이의 나노입자 백신을 동물 전체에서 개별 모낭까지 추적했습니다. 허벅지 주사 후 백신 신호는 서혜부 및 장골 림프절에 나타났으며 일부는 주사 부위에서 17cm 떨어진 곳에서도 나타났습니다. 조직 수준에서, 나노입자-표시 HIV 외피 항원은 B-세포 소낭 내부의 여포수지상세포(FDC) 네트워크 주위에 모였습니다.

약물 개발자를 위한 시사점: 이미징을 사용하면 알아내기 위해 각 시점에서 동물을 죽일 필요 없이 주사 부위에서 일어나는 일과 물질이 끝나는 위치를 연결할 수 있습니다.

생체분포 작업은 항상 설정된 시점에 동물을 죽인 다음 조직을 측정하는 것을 의미합니다(감마 계수, 자동 방사선 촬영, 조직학 또는 일부 생물학적 분석 판독). 각 시점은 다른 동물이므로 스냅샷만 얻을 수 있습니다.

PET는 이러한 제약을 제거합니다. 동일한 동물을 반복적으로 이미지화하여 방사성 표지가 움직이는 것을 볼 수 있습니다.

전임상 작업에서 이 단일 기능은 물질이 어디로 가는지, 얼마나 빨리 제거되는지, 목표에 도달하는지, 분포가 제안된 메커니즘과 일치하는지 여부 등 여러 가지 질문으로 동시에 유출됩니다. 특히 NHP 연구의 경우 기존 조직 연구와의 대조는 다음과 같습니다.

PET는 조직 분석을 대신하는-것이 아닙니다. 그 값은 전신-분자 그림을 해부학 및 조직-수준 끝점과 결합할 때 나타납니다.

Martin의 그룹은 림프계를 타고 이동하는 하위 단위 백신, 즉 지질-접합 CpG 보조제(amph{2}}CpG)와 쌍을 이루는 나노입자(삼량체-NP)에 장착된 HIV 외피 삼량체를 만들었습니다. 그들은 조직 형광 이미징과 함께 PET를 사용하여 전체-동물 사진을 개별 노드 내부에서 발생한 상황과 연결했습니다.

허벅지 주사 후 PET는 주로 서혜부 및 장골 결절에서 백신을 채취했습니다. 신호는 주사 부위에서 17cm 떨어진 장골 노드에 도달했습니다.

그 거리가 중요해요. 이는 가장 가까운 결절에서 근육내 배수가 중단된다고 가정할 수 없음을 보여줍니다. 대형 동물의 경우 추적자는 표준 국소 샘플에서는 놓칠 수 있는 해부학적으로 분리된 림프관 지점을 통과합니다. NHP PET는 여기서 백신 작업에서 그 자리를 차지합니다. 누군가가 미리 수집하기로 결정한 노드 대신 살아있는 동물의 실제 림프 확산 정도를 보여줍니다.

PET와 조직 영상의 결합은 이 연구가 흥미로운 부분입니다.PET는 매크로 패턴을 설정합니다: 서혜부 및 장골 노드를 주요 흡수 부위로 설정합니다. 그런 다음 형광 이미징을 통해 백신 구성 요소가 해당 노드 내부에 어떻게 위치하는지 보여주었습니다. 나노입자-표시 삼량체는 B-세포 소낭의 FDC 네트워크 가장자리 주위에 모였습니다. 그 위치는 생물학적으로 의미가 있습니다. FDC는 림프 여포의 비계이자 배 중심에 항원을 보유하는 구조입니다.

하지만 영상으로는 원인을 입증할 수 없습니다. 연구는 항원이 FDC 네트워크 옆에 있다는 것을 보여주었습니다. PET만으로는 이 레이아웃이 더 나은 B-세포 면역성을 생성한다는 것을 보여주지 못했습니다. 이미징은 재료가 어디에 있는지 알려줍니다. 해당 위치가 면역 반응을 일으키는지 여부는 별도의 질문이며 이에 답하려면 면역학적 판독이 필요합니다.

워크플로는 다음과 같이 연결됩니다.

PET → 지역적 분포 → 조직 영상화 → 세포 위치 → 면역 또는 약력학적 결과

각 단계에서는 이전 단계에서 자체적으로 볼 수 없는 내용이 추가됩니다.

17cm 수치는 이 논문에서 모두가 기억하는 숫자이지만 이는 맥락에 따라 의미가 있을 뿐입니다.

그 결과는 붉은털원숭이에 한 곳에서 투여된 HIV 백신에서 나온 것입니다. 백신이 어떻게 배수되는지에 대한 규칙은 아니며, 17cm를 NHP 연구 전반에 걸쳐 유지되는 고정된 해부학적 거리로 취급해서는 안 됩니다. 이것이 보여주는 것은 먼 림프 흡수가 클 수 있고 PET가 이를 측정할 수 있다는 것입니다.

림프를 통해 이동하는 백신, 나노입자 또는 면역요법을 개발하는 사람에게 이 발견은 실질적인 질문을 제기합니다. 주사 후 물질 풀은 어디에 있는지, 어떤 노드가 가장 많이 보이는지, 제제에 따라 패턴이 바뀌는지, 노출이 실제로 원하는 면역 또는 약력학적 효과와 일치하는지? PET는 처음 몇 가지에 답합니다. 조직 및 면역 분석은 나머지 부분에 대한 루프를 닫아야 합니다.

PET 신호는 활동과 동일하지 않습니다. 카메라는 방사성 핵종이 어디를 가든지 볼 수 있습니다. 온전한 약물, 대사산물, 분해된 단편, 라벨이 붙어 있는 모든 것. 어떤 것을 보고 있는지는 라벨을 어떻게 지정했는지에 따라 다릅니다.

따라서 PET 생체분포 연구에는 회사가 필요합니다. 백신 또는 나노입자 프로그램은 일반적으로 전신 PK를 위한 혈액 샘플링, 조직 노출을 위한 노드 샘플링, 면역-세포 프로파일링을 위한 유세포 분석, 위치를 위한 면역조직화학, 약력학적 판독을 위한 기능 분석과 함께 이를 실행합니다. 이는 추적자와 활성 물질이 항상 부착된 상태로 유지되지 않는 생물학적 제제 및 나노 입자의 경우 가장 중요합니다.

표지된 분자가 주변에 머무르는 기간과 움직이는 방식에 맞게 방사성 핵종을 선택하십시오.

일반적인 것들은,^18F, ^68가, ^64Cu, ^89Zr, 그리고^124I, 광범위한 물리적 반감기를-포괄합니다.^18F약 110분 안에 붕괴됩니다.^64Cu약 12.7시간 만에,^89Zr약 3.27일 만에. 빠르게-이동하는 작은 분자는 수명이 짧은-동위원소에 적합합니다. 항체, 나노입자 및 기타 느린 생물학적 제제에는 다음과 같이-오래 지속되는 물질이 필요합니다.^89Zr관심 있는 창 전체에 걸쳐 이미지를 유지할 수 있습니다.

라벨링은 또한 분자 자체를 그대로 유지해야 합니다. 크기, 전하, 친유성, 결합 또는 안정성을 변경하면 이동 위치가 변경될 수 있습니다. 스캔 전에 확인해야 할 상자가 아니라 방사성 표지를 연구 설계로 취급하십시오.

NHP는 설치류와 진료소 사이에 앉아 있습니다. 그들은 인간에게 사용되는 것과 동일한 기계와 프로토콜을 스캔할 수 있을 만큼 충분히 크며, 그들의 해부학적 구조는 쥐의 해부학적 구조와 더 가깝습니다.

프리시스의 생체분포 이미징 서비스 플랫폼질병 진행, 약물 분포, 효능 및 바이오마커를 반복적으로 측정하기 위해 설정된 임상-MRI, CT, PET{1}}CT 및 DSA를 실행합니다. 을 위한분자 이미징, 결과는 해부학적 구조에 대해 PET를 읽을 수 있다는 것입니다. PET/CT는 구조에 따라 신호를 정렬하고 MRI는 연조직 세부사항을 추가합니다.{0}} NHP 이미징의 핵심은 PET 스캔 자체가 아닙니다. 그 이미지를 약리학, 생물 분석, 병리학 및 질병 모델에 결합하는 것입니다.

좋은 NHP PET 연구는 "생체분포 이미지를 얻자"가 아니라 질문에서 시작됩니다.

백신 또는 나노입자의 경우 워크플로는 일반적으로 다음과 같이 실행됩니다. 물질에 라벨을 지정하고 QC하고, 필요한 경우 기본 스캔을 수행하고, 투여한 다음 일련의 PET/CT를 획득하고, 관심 영역을 그리고 마지막으로 숫자를 혈액, 조직 및 약력학 데이터에 연결합니다. 데이터 세트는 후보자가 의도한 구획에 도달했는지 여부와 시간이 지남에 따라 노출이 어떻게 변했는지 알려줍니다.

이미징은 분포, PK, 표적 참여, PD, 효능, 바이오마커 등 전체 전임상 프로그램에 걸쳐 그 비중을 차지합니다. NHP에서는 가장자리가 세로 방향입니다. 각 스캔마다 새로운 집단을 태우는 대신 매 시점마다 한 마리의 동물을 추적합니다. 카메라가 제공할 수 없는 분자 또는 세포 해상도가 필요할 때 말단 조직 작업은 여전히 ​​그 자리를 차지하고 있습니다.

PET 데이터를 잘 읽는 것은 약물이 어디로 갔는지 매핑하는 것 이상을 의미합니다. 실제 질문은 패턴이 설계한 메커니즘과 일치하는지 여부입니다.

배수되는 림프절에 맞도록 만들어진 백신을 복용하세요. PET는 노드가 실제로 노출되었음을 확인합니다. 조직 영상은 항원이 조직 내부에 어디에 있는지 보여줍니다. 면역 분석은 해당 위치에서 원하는 B-세포, T-세포 또는 항체 반응이 발생했는지 여부를 알려줍니다. 체인은 다음과 같이 실행됩니다.

투여 → 분포 → 표적{0}}조직 노출 → 세포 위치 → 약력학 반응 → 결과

아무데나 부수면 이야기가 무너집니다. 후보자는 목표와 교전하지 않고도 올바른 조직에 도달할 수 있거나 유용한 작업을 수행하지 않고도 조직에 쌓일 수 있습니다. PET는 그 사슬의 하나의 연결고리이며 약리학 및 조직 작업이 연결될 때만 강력합니다.

PET는 시간이 지남에 따라 인간이 아닌 영장류를 통해 약물이 이동하는 것을 관찰할 수 있는 방법을 제공하며, 말단 조직 수집이 포착하기에는 분포가 공간이나 시간이 너무 복잡할 때 가장 유용합니다.

Martin의 붉은털원숭이 연구는 깨끗한 예입니다. PET는 허벅지 주사에서 17cm까지 사타구니 및 장골 결절에서 백신 흡수를 보여주었고 조직 형광은 모낭의 FDC 네트워크 주위에 나노입자 항원을 배치했습니다.

개발자를 위한 교훈은 생체분포를 독립형 이미지가 아닌 전체 번역 데이터 세트의 일부로 읽는 것입니다. PET는 세로 방향의 전신-모습을 제공합니다. CT나 MRI는 해부학적 구조를 제공합니다. 조직 이미징은 국소적인 세부 사항을 해결합니다. PK/PD, 면역 및 병리학 작업이 그것이 의미하는 바를 결정합니다. 백신, 나노입자, 생물학제제, 세포치료제의 경우, 이 조합은 후보가 병원에 ​​도달하기 전에 실제로 어떻게 행동하는지 알려줍니다.

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참고자료

마틴 JT, Hartwell BL, Kumarapperuma SC, 외. 인간이 아닌 영장류의 림프-표적 백신에 대한 PET 및 전체{1}}조직 영상을 결합합니다.-생체재료. 2021;275:120868. doi:10.1016/j.biomaterials.2021.120868.

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