Preclinical Evaluation of [68Ga]Ga-CS03 as a Novel GPC3-Targeted Probe for Imaging GPC3 in Hepatocellular Carcinoma Models.

چکیده اصلی

Due to its high specificity and peak expression in hepatocellular carcinoma (HCC), Glypican-3 (GPC3) is a heavily researched target. While current GPC3-targeted therapies demonstrate remarkable efficacy, traditional GPC3 assessment methods are limited by time-dependent and spatial heterogeneity, invasiveness, and prolonged waiting periods, highlighting an urgent need for new GPC3 evaluation strategies. In this study, first, we selected MHCC97H as a GPC3-high expressing HCC cell line (named GPC3high MHCC97H) and constructed a GPC3-low expressing MHCC97H cell line (named GPC3low MHCC97H) using lentiviral transfection technology. Second, a novel radiopharmaceutical precursor, CS03, was synthesized. Molecular docking analysis revealed that CS03 exhibits the potential to bind to multiple amino acid residues of GPC3, indicating its promise as a targeting molecule for GPC3. Therefore, we labeled it with Ga-68 to synthesize [68Ga]Ga-CS03. The radiolabeling yield of [68Ga]Ga-CS03 exceeded 80%. After purification, the radiochemical purity of [68Ga]Ga-CS03 was greater than 98%, with a specific activity of (3.00 ± 0.22) × 106 MBq/mmol. [68Ga]Ga-CS03 exhibited excellent in vitro stability, rapid blood clearance (T1/2α = 0.93 ± 0.49 min and T1/2β = 17.22 ± 1.42 min), and good in vitro affinity (36.30 ± 5.17 nM). Micro-PET/CT imaging of HCC models revealed significant [68Ga]Ga-CS03 radiotracer accumulation in GPC3high MHCC97H tumors 0.5 h postinjection. In contrast, minimal or no significant accumulation was detected in GPC3low MHCC97H tumors and blocking group tumors, indicating the excellent in vivo affinity and specificity of [68Ga]Ga-CS03. [68Ga]Ga-CS03 showed rapid tumor clearance, with a significant decrease in tumor radiotracer distribution by 1 h, a finding corroborated by subsequent biodistribution studies. Furthermore, micro-PET/CT images and biodistribution results indicated that [68Ga]Ga-CS03 was cleared by the kidneys, which explains its rapid blood clearance. Finally, we collected tumor tissues from the animal models after PET imaging and performed hematoxylin and eosin (H&E) staining and GPC3 immunofluorescence (IF) staining. We found that the fluorescence intensity of IF staining was positively correlated with the radiotracer distribution in the tumor sites on PET images, which further validated the specificity of [68Ga]Ga-CS03 for GPC3 binding. In conclusion, we developed [68Ga]Ga-CS03, a novel GPC3-targeted PET radiotracer. Extensive in vitro and in vivo evaluations demonstrated its favorable stability, high affinity, and specificity. These promising preclinical findings highlight its potential for the noninvasive assessment of GPC3 expression in HCC.

ترجمه فارسی چکیده

به دلیل تمرکز بالا و بیان پیک در کارسینومای کبد سلولی (HCC)، گلیپیکان-۳ (GPC3) هدفی پژوهشی پرتلاش است. در این مطالعه، خط سلولی HCC با بیان بالا GPC3 (MHCC97H) انتخاب شد و خط سلولی MHCC97H با بیان پایین GPC3 با استفاده از تکنولوژی انتقال ویروسی لنتی‌ویرال ساخته شد. یک پیش‌سازماندار رادیوفارماکولوژیک جدید، CS03، سنتز شد. تحلیل‌های مانیتورینگ مولکولی نشان داد که CS03 پتانسیل اتصال به باقی‌مانده‌های آمینواسیدی متعدد GPC3 را دارد. بنابراین، آن را با گادیمیم-۶۸ برچسب‌گذاری شد تا [68Ga]Ga-CS03 سنتز شود. بازده برچسب‌گذاری رادیواکتیو [68Ga]Ga-CS03 بیش از ۸۰٪ بود. پس از تصفیه، خلوص شیمیایی رادیواکتیو [68Ga]Ga-CS03 بیش از ۹۸٪ و فعالیت ویژه (۳.۰۰ ± ۰.۲۲) × ۱۰⁶ مبیوکوئی/ممول بود. [68Ga]Ga-CS03 پایداری عالی در vitro، پاکسازی سریع خون (T1/2α = ۰.۹۳ ± ۰.۴۹ دقیقه و T1/2β = ۱۷.۲۲ ± ۱.۴۲ دقیقه) و اتصال خوب در vitro (۳۶.۳۰ ± ۵.۱۷ نانومولار) را نشان داد. تصویربرداری میکرو-پت/CT در مدل‌های HCC تجمع قابل توجه رادیواسپانتر [68Ga]Ga-CS03 در تومورهای GPC3high MHCC97H ۰.۵ ساعت پس از تزریق نشان داد. در مقابل، تجمع کم یا بدون تجمع معنی‌داری در تومورهای GPC3low MHCC97H و گروه مسدودکننده شناسایی شد. [68Ga]Ga-CS03 پاکسازی سریع تومور را نشان داد و کاهش معنی‌داری در توزیع رادیواسپانتر تومور تا ۱ ساعت مشاهده شد. نتایج تصویربرداری و توزیع زیستی نشان داد که [68Ga]Ga-CS03 از طریق کلیه‌ها پاکسازی می‌شود. در نهایت، بافت‌های توموری از مدل‌های حیوانی پس از تصویربرداری پت جمع‌آوری شد و رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین و اوزین (H&E) و رنگ‌آمیزی ایمونوفلورسانس GPC3 (IF) انجام شد. شدت فلورسانس رنگ‌آمیزی IF با توزیع رادیواسپانتر در سایت‌های توموری در تصاویر پت همبستگی مثبت داشت.

متن کامل اصلی