Ontwikkeling van een caspase-3 selectieve activiteits-gebaseerde probe voor PET beeldvorming van apoptose

Apoptose of geprogrammeerde celdood speelt een belangrijke rol, niet alleen in normale weefsel homeostase, maar ook in het ontstaan, de progressie en zelfs de behandeling van een divers aantal ziekten, inclusief neurodegeneratieve stoornissen, cardiovasculaire ziekten, sepsis en kanker. Caspase-3 is een cysteine-aspartaat protease dat een centrale rol speelt in het celdood proces. De mogelijkheid om in vivo selectief caspase-3 in beeld te kunnen brengen zou kunnen helpen om de rol van apoptose en meer specifiek caspase-3 in verschillende ziekten verder op te helderen. Het zou eveneens de zoektocht naar nieuwe geneesmiddelen kunnen stimuleren en verbeteren. Daarnaast kan in vivo beeldvorming van door therapie geïnduceerde apoptose toelaten om vroeg na de opstart van een behandeling de effectiviteit ervan te evalueren. Positron Emissie Tomografie (PET) is een zeer sensitieve moleculaire beeldvormingsmodaliteit die toelaat om op een niet invasieve manier in vivo celdood in beeld te brengen door gebruik te maken van radiogelabelde probes of radiotracers die specifiek bepaalde kenmerken van het apoptose proces, zoals geactiveerd caspase-3, targeten. Bestaande PET probes voor beeldvorming van caspase-3 zijn gebaseerd op caspase-3 substraten en inhibitoren. Als alternatief zouden activiteitsgebaseerde probes of ABPs gebruikt kunnen worden. ABPs bevatten een label voor visualisatie en een peptide herkenningssequentie die gelinkt is aan een reactieve functionele groep of 'warhead' welke de actieve site van het enzym via covalente binding kan modificeren. Voor zowel caspase-3 activiteitsgebaseerde als voor substraat gebaseerde probes wordt typisch DEVD gebruikt als herkenningssequentie. DEVD is echter niet selectief voor caspase-3 ten opzicht van andere caspases. In een recente studie werd aangetoond dat door introductie van niet natuurlijke aminozuren in de DEVD sequentie probes ontwikkeld kunnen worden die selectief caspase-3 targeten. Het doel van de huidige studie is dus om een 18F-gelabelde activiteitsgebaseerde probe te ontwikkelen die een niet natuurlijke aminozuur sequentie bevat voor selectieve PET beeldvorming van caspase-3 activiteit. De in vitro binding aan caspase-3 zal geëvalueerd worden en de farmacokinetische eigenschappen zullen onderzocht worden in normale naakte muizen. De mogelijkheid van de ontwikkelde probe om apoptose in vivo in beeld te brengen zal geëvalueerd worden in muismodellen van behandeld niet kleincellig longcarcinoom en colorectale kanker en zal eveneens vergeleken worden met een substraat gebaseerde en een activiteitsgebaseerde PET probe die de klassieke DEVD sequentie bevatten.

Trefwoorden:MOLECULAIRE BEELDVORMING, APOPTOSE

Disciplines:Medische beeldvorming en therapie, Ontdekking en evaluatie van biomarkers, Ontdekking en evaluatie van geneesmiddelen, Medicinale producten, Farmaceutica, Farmacognosie en fytochemie, Farmacologie, Farmacotherapie, Toxicologie en toxinologie, Andere farmaceutische wetenschappen