Aplicación de la radiación Cerenkov de 177Lu a sistemas teranósticos dirigidos a los receptores de quimiocina-4 y SR-B1

Abstract

El término teranóstico hace alusión a vectores con reconocimiento molecular específico que proporcionan un diagnóstico no invasivo y/o terapia de forma simultánea y/o consecutiva para diversas enfermedades, en una misma formulación. Algunos de los sistemas teranósticos se han marcado con radionúclidos emisores de partículas cargadas. Estas partículas pueden producir radiación Cerenkov al viajar a velocidades superiores a la velocidad de la luz en un medio dieléctrico como el tejido biológico. El uso potencial de la radiación Cerenkov se ha extendido a nivel preclínico y clínico como herramienta para obtener imágenes moleculares y/o como fuente de excitación en terapia fotodinámica.

El objetivo general de la primera parte del proyecto fue preparar y caracterizar químicamente a los péptidos radiomarcados 99mTc-CXCR4-L y 177Lu-CXCR4-L para la adquisición de imágenes preclínicas de tumores positivos al receptor de quimiocina-4 (receptor CXCR-4), el cual se sobreexpresa en distintos tipos de cáncer. Ambos péptidos radiomarcados se obtuvieron con alta pureza radioquímica (>98.5%). Se evaluó la capacidad de los compuestos para detectar el receptor CXCR-4, empleando las líneas celulares de cáncer de mama humano y de glioma de rata, DU-4475 y C6, respectivamente. Los valores de Kd y Bmax calculados por ensayos de saturación, confirmaron la afinidad de ambos compuestos hacia el receptor CXCR4 expresada en las células DU-4475 y C6. Los estudios de biodistribución en ratones con tumores inducidos con células DU-4475 y C6, mostraron una rápida eliminación sanguínea, renal y hepatobiliar de 99mTc /177Lu-CXCR4-L, así como una buena captación en los tumores para ambas líneas celulares. Las imágenes de ratones micro SPECT/CT, indican el potencial teranóstico del par 99mTc-CXCR4-L y 177Lu-CXCR4-L. Los resultados justifican el realizar una investigación adicional para evaluar la eficacia terapéutica y la dosimetría de 177Lu-CXCR4-L.

En la segunda parte del proyecto, se prepararon nanopartículas rHDL cargadas con rodaminas para su aplicación en terapia fotodinámica usando como fuente de excitación radiación Cerenkov (RC) proveniente del 177Lu. Se prepararon y caracterizaron fisicoquímicamente los sistemas rHDL-R6G, rHDL-R123 y rHDL-RB, utilizando como fotosensibilizadores, a las rodaminas (R) 6G, B y 123. Los estudios de espectroscopia UV-Vis mostraron que la encapsulación de las R en las rHDL produjo cambios batocrómicos en el máximo de absorción de las R: R6G= 525 nm, R123= 500 nm y RB= 555 nm, mientras que en las rHDL los valores fueron: R6G= 535 nm, R123= 512 nm y RB= 560 nm. Los nanosistemas rHDL se obtuvieron con tamaños de partícula de 52.8 a 72.9 nm y potencial Z de -22.3 a -28.8 indicando estabilidad en la suspensión de las nanopartículas. La internalización de las R transportadas por las rHDL en las células T47D, fue mayor para la R6G que para R123 y RB. El bloqueo de receptores SR-B1 en las células T47D permitió confirmar que las rHDL-R tienen reconocimiento específico a SR-B1. Los estudios de citotoxicidad inducida por las rHDL-R en presencia de radiación Cerenkov derivada del Lu-177 muestra un efecto fotodinámico donde la combinación más efectiva correspondió a rHDL-R6G. Asimismo, la producción intracelular de especies reactivas de oxígeno (ROS) fue mayor en las células tratadas con rHDL-6G e irradiadas con 532 nm. Estos resultados proporcionan información de la eficiencia de la terapia fotodinámica en los sistemas evaluados, ya que la cantidad de ROS intracelulares es proporcional al daño celular inducido. Todos los resultados obtenidos indican que el sistema rHDL-R6G/177Lu es una alternativa viable como sistema teranóstico multimodal que combina TFD-radioterapia-imagen.