Logo: to the web site of Uppsala University

Prostate cancer (PCa) is one of the most frequently diagnosed cancer forms amongst men and one of the leading causes of cancer-related death. Current diagnostic methods have low accuracy and sensitivity and can only provide limited information, especially for the detection of metastases. It can also be very inconvenient for the patient. Therefore, diagnostic improvements are needed where molecular imaging has been highlighted as a promising method. Gastrin releasing peptide receptor (GRPR) is a specific target that can be utilized for molecular imaging since it is a receptor overexpressed on PCa cells. RM26 is an antagonist which previously has shown good affinity to GRPR and therefore, can be used as the binding moiety in radioligands used for molecular imaging. To enable labeling with radiometals, a chelator is needed as well as a linker separating it from the binding moiety. This project aims to modify the linker between RM26 and the chelator NOTA, with the goal to develop novel GRPR-binding radioligands with improved pharmacokinetic properties for imaging of PCa.  Ligands were designed based on the general structure NOTA-Linker-RM26 with linkers consisting of Ser-Gly-His, Ser-PEG2, and 4-aminosalicylic acid. NOTA-Ser-Gly-His-RM26 and NOTA-Ser-PEG2-RM26 were successfully synthesized using solid-phase peptide synthesis (SPPS). NOTA-Ser-Gly-His-RM26 was radiolabeled with 111In in 95% radiochemical yield and evaluated in vitro in PC3 cell line (GRPR+). [111In]In-NOTA-His-Gly-Ser-RM26 demonstrated specific binding to GRPR and a KD-value of 0.13 nM. Based on the promising results, further in vivoevaluation of [111In]In-NOTA-Ser-Gly-His-RM26 is planned to evaluate the pharmacokinetics properties and thus, its potential as a radioligand for imaging of PCa.

Prostatacancer är en väldigt vanlig cancerform bland män och orsakar 6,8 % av alla cancerrelaterade dödsfall bland män. Idag diagnostiseras prostatancaner genom att man tar ett blodprov och mäter prostataspecifikt antigen (PSA), genomför rektalundersökningar och tar biopsier. Utöver det genomför man även screening för metastaser med magnetkamera  (MRI) eller datortomografi (CT). MRI och CT är dock inte optimala för att detektera metastaser på egen hand och därför föreslås att de ska kombineras med single photon-emission computed tomography (SPECT) eller positron emission tomography (PET). De olika metodernas styrkor kombineras då och de blir betydligt bättre på att detektera metastaser. PET och SPECT använder sig av radioligander som binder till ett målprotein. Målproteinet ska bara finnas på prostatacancercellerna och inte någon annanstans i kroppen. Ett potentiellt målprotein är GRPR, en receptor som överuttryck på prostatacancerceller. Radioliganderna binder till målproteinet med en GRPR-bindande del. Utöver det består radioligandern aäven av en chelator som märks in med radioaktivitet samt en likner som kopplar ihop den GRPR-bindande delen med den radiomärkta chelatorn. För att få så bra detektion som möjligt med PET och SPECT krävs ett högt upptag av radioliganden i prostatavavnad och lågt upptag i övrig vävnad. Att modifiera linkern i radioliganderna har tidigare föreslagits som ett sätt att erhålla dessa önskvärda farmakokinetiska egenskaper. Syftet med det här projektet är därför att designa och syntetisera tre radioligander innehållandes helt nya linkrar med målet att de ska ha så bra farmakokinetiska egenskaper som möjligt. Sedan ska en av liganderna radiomärkas och testas på celler. Under projektet designades tre nya linkrar och radioligander innehållandes två av dem syntetiserades framgångsrikt med fastfaskemi och renades fram med HPLC.  En av dem radiomärktes sedan med indium-111, en radioaktiv isotop av indium och bindingen til GRPR undersöktes sedan genom att använda PC3-celler, en speciell cell-linje som uttrycker GRPR. Resultatet från cellstudierna är lovande, liganden radiomärktes utan problem med ett radiokemiskt utbyte på 95 %, liganden uppvisade specifik bindning till målproteinet GRPR och affiniteten var bra med ett KD-värde på 0,13 nM. Detta är lovande resultat som ligger till grund för en planerad biodistributionsstudie på möss för att avgöra ligandens farmakokinetiska egenskaper.