Nuklearmedizin 1997; 36(06): 205-212
DOI: 10.1055/s-0038-1629741
Originalarbeiten — Original Articles
Schattauer GmbH

Technetium-99m Labelling of the IOR CEA 1 Monoclonal Antibody: Evaluation of Different Methods

99mTc-Markierung des monoklonalen Antikörpers IOR CEA 1: Bewertung unterschiedlicher Methoden
L. Gano
1   From the instituto Tecnológico Nuclear, Sacavém, Lisboa, Portugal
,
C. Fernandes
1   From the instituto Tecnológico Nuclear, Sacavém, Lisboa, Portugal
,
G. Cantinho
2   Instituto Medicina Nuclear, F.M.L., Lisboa and Lisboa, Portugal
,
A. I. Santos
2   Instituto Medicina Nuclear, F.M.L., Lisboa and Lisboa, Portugal
,
H. Pena
2   Instituto Medicina Nuclear, F.M.L., Lisboa and Lisboa, Portugal
,
R. Vieira
3   Serviço Medicina Nuclear, IPOFG, Lisboa, Portugal
,
L. Salgado
3   Serviço Medicina Nuclear, IPOFG, Lisboa, Portugal
,
L. Patrício
1   From the instituto Tecnológico Nuclear, Sacavém, Lisboa, Portugal
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

Received: 16 August 1996

in revised form: 07 January 1997

Publication Date:
03 February 2018 (online)

Summary

Aim: The aim of this study was to investigate the in vivo and in vitro properties of 99mTc labelled monoclonal antibody, IOR CEA 1 when radio-labelled by different methods. Methods: To achieve that purpose IOR CEA was directly radiolabeled via 2-mercaptoethanol (2-Me) and stannous ion (SnCI2) reduction and indirectly via the 2-iminothiolane (2-lm) conjugation. The resulting 99mTc-MoAbs were analysed for number of free sulfhydryl groups, chemical and radiochemical purity (checked by HPLC and SDS PAGE), immunoreactivity and biological distribution in mice. Results: Experimental results indicated a similar radiochemical purity and immunoreactivity for direct labelling methods and a decrease of both for 2-lm method. 2-Me antibody reduction led to a high antibody fragmentation as indicated by non-denaturing SDS PAGE analysis. Nevertheless SnCI2 and 2-lm labels revealed lower in vivo stability. Conclusion: 99mTc-(2-Me) IOR CEA presented favorable in vitro and in vivo properties. Therefore this label was compared to 99mTc-monoclonal antibody BW 431/26. Similar characteristics were found. Clinical studies also revealed identical biodistribution profile.

Zusammenfassung

Ziel: Ziel der vorliegenden Studie war die Untersuchung der in vitro und in vivo Eigenschaften Technetium-markierter monoklonaler Antikörper. Methoden: Hierzu wurde IOR CEA 1 entweder direkt, nach Reduktion mit 2-Mercaptoethanol (2-Me) bzw. Zinn(ll)chlorid (SnCI2), oder indirekt nach Konjugation mit 2-lminothiolan (2-lm) markiert. Die Integrität des reduzierten bzw. konjugierten Antikörpers wurde mittels Bindungs-assays und Elektrophorese ermittelt. Die radiochemischen Ausbeuten bzw. Reinheiten wurden chromatographisch bestimmt. Die pharmakokinetischen Eigenschaften von 99mTc-IOR CEA 1 wurden tierexperimentell im Vergleich zu 99mTc-BW 431/26 ermittelt. In einer ersten Studie wurden 99mTc-(2-Me-)IOR CEA 1 und 99mTc-BW 431/26 verglichen. Ergebnisse: Die Methoden zur direkten Markierung ergaben ähnliche radiochemische Ausbeuten und Reinheiten sowie vergleichbare Immunreaktivitäten. Dagegen wurde nach 2-lm Konjugation eine geringere Markierungsausbeute und eine reduzierte Immunreaktivität beobachtet. Die 2-Me-Reduktion führte - ebenso wie bei BW 431/26 - zu einer erheblichen Antikörperfragmentierung, die durch SDS-PAGE nachgewiesen wurde. Tierexperimentell zeigte sich für den nach Zinnreduktion oder 2-lm-Konjugation markierten Antikörper eine verstärkte Nierenaufnahme und eine erhöhte renale Ausscheidung. Schlußfolgerung: Mit 99mTc-(2-Me-)IOR CEA 1 steht ein markierter monoklonaler Antikörper zur Verfügung, der sowohl in vitro als auch in vivo vergleichbare Eigenschaften aufweist wie 99mTc-BW 431/26. Indikationen für den klinischen Einsatz von 99mTc-(2-Me-)IOR CEA 1 müssen in weiteren klinischen Studien evaluiert werden.

 
  • REFERENCES

  • 1 Baidoo K, Scheffel U, Lever S. 99mTc Labeling of Proteins: Initial Evaluation of a Novel Diaminedithiol Bifunctional Chelating Agent. Cancer Research 1990; 50: 799803.
  • 2 Eisenhut M, Lehmann W, Becker W. et al. Bifunctional NHS-BAT Ester for Antibody Conjugation and Stable Technetium-99m Labeling: Conjugation Chemistry, Immunoreactivity and Kit Formulation. J Nucl Med 1996; 37: 362-70.
  • 3 Hnatowich D, Mardirossian G, Rusckowski M. et al. Directly and Indirectly Technetium-99m-Labeled Antibodies-A Comparison of In Vitro and Animal In Vivo Properties. J Nucl Med 1993; 34: 109-19.
  • 4 Hnatowich D, Virzi F, Winnard P. et al. Investigations of Ascorbate for Direct Labeling of Antibodies with Technetium-99m. J Nucl Med 1994; 35: 127-34.
  • 5 John E, Wilder S, Thakur M. Structural perturbations of monoclonal antibodies following radiolabelling: in vitro evaluation of different techniques. Nucl Med Comm 1994; 15: 24-8.
  • 6 Joiris E, Bastin B, Thornback J. A New Method for Labelling of Monoclonal Antibodies and their Fragments with Techne-tium-99m. Nucl Med Biol 1991; 18: 353-6.
  • 7 Kasina S, Rao T, Srinivasan A. et al. Development and Biologic Evaluation of a Kit for Performed Chelate Technetium-99m Radio-labelling of an Antibody Fab Fragment Using a Diamide Dimercaptide Chelating Agent. J Nucl Med 1991; 32: 1445-51.
  • 8 Lindmo T, Boven E, Cuttitta F. et al. Determination of the Immunoreactive Fraction of Radiolabeled Monoclonal Antibodies by Linear Extrapolation to Binding at Infinite Antigen Excess. J Imm Method 1984; 72: 77-89.
  • 9 Mather S, Ellison D. Reduction-Mediated Technetium-99m Labeling of Monoclonal Antibodies. J Nucl Med 1990; 31: 692-7.
  • 10 Najafi A, Childs R, Hnatowich D. Coupling Antibody with DTPA - An Alternative to the Cyclic Anhydride. Int J Appl Radiat Isot 1984; 5: 554-7.
  • 11 Najafi A, Alauddin M, Siegel M. et al. Synthesis and Preliminary Evaluation of a New Chelate N2S4 for Use in Labeling Proteins with Metallic Radionuclides. Nucl Med Biol 1991; 18: 179-85.
  • 12 Paik C, Phan L, Hong J. et al. The Labeling of High Affinity Sites of Antibodies with 99mTc. Int J Nucl Med Biol 1985; 12: 3-8.
  • 13 Qu T, Wu Y, Wang X. et al. Technetium-99m Labeling on Monoclonal Antibodies via N,N’-Ethylene-Bis-1-Cysteine. Radiochimica Acta 1993; 63: 209-12.
  • 14 Rhodes B. Direct Labeling of Proteins with 99mTc. J Nucl Med 1986; 27: 685-93.
  • 15 Thakur M, DeFulvio J, Richard M. et al. Technetium-99m Labeled Monoclonal Antibodies: Evaluation of Reducing Agents. Nucl Med Biol 1991; 18: 227-33.
  • 16 Goedemans W, Panek K, Ensing G, de Jong M. A new, simple method for labelling of proteins with 99mTc by derivatization with l-imino-4-mercaptobutyl groups. In: Technetium and rhenium in chemistry and nuclear medicine. Nicolini M, Bandoli G, Mazzi U. (eds.). Verona 1990: 595-603.
  • 17 Patrício L, Gano L, Fernandes C. et al. Radiochemical and Biological Properties of 99mTc Human Immunoglobulin Prepared Via 2-Iminothiolane. Quat J Nucl Med 1995; 39: 74-5.
  • 18 Schwarz A, Steinstraßer A. A Novel Approach to Tc-99m-Labeled Monoclonal Antibodies. J Nucl Med 1986; 28: 721.
  • 19 Patrício L. et al. A Rapid and Efficient Method for Labelling Antibodies with 99mTc. IAEA RCM Kuala-Lumpur 1991