Síntesis y radiomarcado de un conjugado heterobivalente de bombesina y ácido fólico para la evaluación de la actividad metabólica de células de cáncer de mama

Abstract

Las moléculas heterobivalentes radiomarcadas han mostrado ser una estrategia adecuada para obtener imágenes del tumor de manera sensible, específica y no invasiva debido a que interactúan concomitantemente con diferentes blancos moleculares sobre la célula tumoral. Una de las características fenotípicas de las células de cáncer de mama es la sobre-expresión de receptores de membrana que regulan el comportamiento celular. Entre estos receptores se encuentran el receptor del péptido liberador de gastrina (GRPR) y el receptor de folatos (FR), los cuales al unirse con alta afinidad a la Bombesina y ácido fólico/folato respectivamente, producen respuestas celulares que favorecen el crecimiento y proliferación celular. El objetivo del presente trabajo fue sintetizar y caracterizar químicamente los conjugados heterobivalentes Lys1(α,γ-folato)Lys3(99mTc-HYNIC)-Bombesina (1-14) y Lys1(α,γ-folato)Lys3(177Lu-DOTA)-Bombesina (1-14), con la finalidad de evaluar tanto in vitro como in vivo su potencial como radiofármacos heterobivalentes para diagnóstico y/o tratamiento de células de cáncer de mama +GRPR y +FR. Adicionalmente, se evaluó el potencial de Lys1(α,γ-folato)Lys3(99mTc-HYNIC)-Bombesina (1-14) para medir la actividad metabólica de dichas células a través de imágenes SPECT. Para obtener a los conjugados Lys1(α,γ-folato)Lys3(HYNIC)-Bombesina (1-14) y Lys1(α,γ-folato)Lys3(DOTA)-Bombesina (1-14), los péptidos Lys1Lys3(HYNIC)-Bombesina (1-14) y Lys1Lys3(DOTA)-Bombesina (1-14) se conjugaron a ácido fólico mediante un enlace amida. Los productos se purificaron por HPLC de exclusión molecular y se caracterizaron por espectroscopia UV-Vis, IR-FT y espectrometría de masas MALDI-TOF. El radiomarcado de Lys1(α,γ-folato)Lys3(HYNIC)-Bombesina (1-14) con 99mTc se realizó con EDDA/tricina como coligantes y SnCl2 como agente reductor. Para el radiomarcado de Lys1(α,γ-folato)Lys3(DOTA)-Bombesina (1-14) con 177Lu, se utilizó 177LuCl3 diluido con buffer de acetato 1 M a pH=5. La pureza radioquímica se evaluó en un HPLC en fase reversa. Se evaluó la estabilidad de los conjugados heterobivalentes Lys1(α,γ-folato)Lys3(99mTc-HYNIC)-Bombesina (1-14) y Lys1(α,γ-folato)Lys3(177Lu-DOTA)-Bombesina (1-14) en suero humano. Se determinó la afinidad de los conjugados heterobivalentes a la proteína recombinante GRPR y a la proteína humana FR. La captación in vitro se evaluó en células de cáncer de mama T47D (+GRPR y +FR). La biodistribución y captación en el tumor se determinaron en ratones atímicos con tumores inducidos T47D. Para evaluar la especificidad de los conjugados heterobivalentes, tanto en los estudios in vitro como in vivo se bloquearon los receptores GRPR y FR. Los estudios de imagen en ratones atímicos con tumores T47D se obtuvieron con un micro-SPECT/CT. La actividad metabólica del tumor se determinó a partir de imágenes SPECT/CT utilizando Lys1(α,γ-folato)Lys3(99mTc-HYNIC)-Bombesina (1-14) y se comparó con 18F-FDG y 99mTc-Folato. Se estimó la dosis absorbida en el tumor, riñón, hígado y páncreas a partir de la actividad acumulada en la región de interés. Los resultados obtenidos en los estudios in vitro e in vivo se compararon con sus respectivos monómeros Lys1Lys3(99mTc-HYNIC)-Bombesina (1-14) y Lys1Lys3(177Lu-DOTA)-Bombesina (1-14). Los estudios espectroscópicos y el análisis por HPLC indicaron que los conjugados heterobivalentes se obtuvieron con alta pureza química y alta pureza radioquímica (>95%). Los conjugados heterobivalentes Lys1(α,γ-folato)Lys3(99mTc-HYNIC)-Bombesina (1-14) y Lys1(α,γ-folato)Lys3(177Lu-DOTA)-Bombesina (1-14) mostraron alta estabilidad en suero humano con 2% de unión a proteínas a las 2 h de incubación. Ambos conjugados mostraron alta afinidad a la proteína recombinante del GRPR y a la proteína humana del RF. Los estudios in vitro mostraron que los conjugados heterobivalentes tienen reconocimiento específico a las células de cáncer de mama T47D +GRPR y +FR, y mostraron un incremento en la captación debido al efecto concomitante entre la unión Bombesina-GRPR- y Folato-FR. Los estudios de biodistribución de los conjugados heterobivalentes en ratones atímicos con tumores inducidos T47D, mostraron alta captación en el tumor con alto contraste en las imágenes SPECT/CT. Lys1(α,γ-folato)Lys3(99mTc-HYNIC)-Bombesina (1-14) permitió evaluar a través de imagen la actividad metabólica del tumor. El compuesto Lys1(α,γ-folato)Lys3(177Lu-DOTA)-Bombesina (1-14) mejoró la dosis absorbida al tumor debido a la unión concomitante de Bombesina-GRPR y Folato-FR. Este estudio demostró que los conjugados heterobivalentes Lys1(α,γ-folato)Lys3(99mTc-HYNIC)-Bombesina (1-14) y Lys1(α,γ-folato)Lys3(177Lu-DOTA)-Bombesina (1-14) mejoran la detección de células de cáncer de mama +GRPR y +FR, por lo que, pueden ser utilizados para el diagnóstico y/o tratamiento de tumores de mama que sobre-expresan GRPR y FR.