СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ УДЕРЖАНИЯ КЛЕТОЧНОГО ПРЕПАРАТА В ПРЕДЕЛАХ ЦЕЛЕВОГО ОРГАНА ПРИ ВНУТРИОРГАННОМ ВВЕДЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОНУКЛИДНОГО МЕТОДА Российский патент 2023 года по МПК A61B6/00 G01T1/164 

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно, к иммуноонкологии и может быть использовано для количественной оценки степени удержания клеточного препарата в пределах целевого органа при внутриорганном введении терапевтических клеток.

Иммунотерапия - относительно новый метод лечения рака, основанный на модуляции иммунной системы. Иммунотерапию можно классифицировать как молекулярную (обычно имеются в виду ингибиторы иммунных контрольных точек) или клеточную иммунотерапию (обычно имеется в виду адоптивный трансфер/трансплантация иммунных клеток), и оба типа продемонстрировали многообещающие результаты в отношении растущего числа видов рака. Действительно, несколько иммунотерапевтических препаратов, представляющих оба класса, уже одобрены для клинического применения в онкологии. Несмотря на то, что некоторые виды клеточной иммунотерапии, например, Т клетки с химерными рецепторами антигена, продемонстрировали впечатляющие результаты в лечении некоторых видов рака, системное введение иммунных клеток остро ставит вопросы безопасности терапии, требуя использования субоптимальных доз клеточных препаратов. Новая стратегия - доставка иммунных клеток непосредственно к опухоли - может решить проблему безопасности препаратов иммунных клеток. Эффективность клеточных препаратов, предназначенных для внутриопухолевого/внутриорганного введения, критическим образом зависит от методологии введения и фармакологии клеточного препарата. Вполне ожидаемо, фармакология, которую условно делят на фармакокинетику (ФК) и фармакодинамику (ФД), стала важнейшим аспектом разработки клеточных иммунопрепаратов, предназначенных для внутриопухолевого/внутриорганного введения. В частности, традиционная ФК определяет временную динамику абсорбции, распределения, метаболизма и выведения лекарственных препаратов. Определение параметров ФК/клеточной кинетики клеточных иммунопрепаратов, предназначенных для внутриопухолевого/внутриорганного введения, невозможно без разработки методов трехмерного отслеживания терапевтических клеток в режиме визуализации всего тела in vivo с возможностью количественного определения удержания терапевтических клеток в пределах целевого органа.

Отслеживание клеток in vivo основано на принципе контраста между введенными терапевтическими клетками и другими клетками организма. В некоторых случаях существуют внутренние особенности клеток, которые можно использовать для создания контраста, например, когда клетки продуцируют молекулы-мишени, экспрессия которых в других тканях низкая или отсутствует (для обзора см. Iafrate М, Fruhwirth GO. How Non-invasive in vivo Cell Tracking Supports the Development and Translation of Cancer Immunotherapies. Front Physiol [Internet]. 2020 Apr 3; 11(April):l-30. Available from: https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fphys.2020.00154/full). Однако в большинстве сценариев отслеживания клеток in vivo, включая все зарегистрированные случаи клеточной иммунотерапии, в терапевтические клетки необходимо вводить специальные метки, генерирующие контраст. Эти метки могут быть введены в клетки с помощью двух различных методологий: прямого или косвенного мечения клеток. Прямое мечение клеток выполняется на клетках in vitro, а затем меченые клетки повторно вводятся субъектам, где их можно отслеживать с помощью соответствующей технологии визуализации. Существует большое разнообразие готовых к использованию контрастных веществ, включая хелатированные радиометаллы. Действительно, радионуклидная визуализация в настоящее время является наиболее чувствительным инструментом для отслеживания меченых терапевтических клеток у млекопитающих in vivo (для обзора см. Sato N, Choyke PL. Whole-Body Imaging to Assess Cell-Based Immunotherapy: Preclinical Studies with an Update on Clinical Translation. Mol Imaging Biol [Internet]. 2022 Apr 23; 24(2):235-48. Available from: https://doi.org/10.1007/s11307-021-01669-y). При совместной регистрации с компьютерной томографией для получения дополнительных анатомических деталей радионуклидная визуализация является наиболее перспективным методом определения параметров ФК клеточных иммунопрепаратов.

Главным содержанием настоящего патента является разработка (1) способа мечения терапевтических клеток радиофармпрепаратом (РФП) 99mTc-технофитом с последующим внутриопухолевым/внутриорганным введением терапевтических клеток, меченных РФП, и (2) способа визуализации in vivo терапевтических клеток, меченных РФП, с последующей количественной оценкой удержания клеточного препарата в пределах целевого органа. Наиболее близким к заявляемому является способ выявления очагов воспаления с помощью методики полиорганной сцинтиграфии (RU 2648877 С1), в основе которого лежит применение аутолеикоцитов, меченных 99mTc-теоксимом или 99mTc-церетеком, для внутривенного введения пациенту. Недостатком способа является использование системного (внутривенного) введения иммунных клеток, что ставит вопросы безопасности терапии, требуя использования субоптимальных доз клеточных препаратов. Прототипом предлагаемого технического решения является способ мечения активированных лимфоцитов in vitro комплексным соединением (RU 2708458 С2), в основе которого лежит применение активированных лейкоцитов, меченных 99mTc-теоксимом, для внутрикожного введения пациенту с целью исследования путей миграции меченых клеток in vivo. Способ направлен исключительно на визуализацию процесса миграции клеток in vivo и не предполагает определения каких-либо количественных характеристик.

Наш способ отличается от известного тем, что (1) мечение терапевтических клеток проводится 99mTc-технефитом с активностью 30 Мбк на 1 мл клеточного концентрата, (2) меченые терапевтические клетки вводятся внутрь опухоли/органа под контролем ультразвукового датчика и (3) проводится повторная сцинтиграфия и ОФЭКТ/КТ в режиме всего тела для количественной оценки степени удержания клеточного препарата в пределах целевого органа на различных сроках после введения терапевтических клеток.

Изобретение поясняется подробным описанием, клиническими примерами и иллюстрациями, на которых изображено:

Фиг. 1. - Общий анализ крови. А - больной ЕВИ. Б - больной ККВ. В - больной ШЮФ.

Фиг. 2. - Клеточный состав для РФП. А - больной ЕВИ. Б - больной ККВ. В - больной ШЮФ.

Фиг. 3. - Введение в простату пациента меченых клеток под контролем трансректального ультразвукового датчика под местной анестезией.

Фиг. 4. - Схематическое изображение простаты и мест инъекций РФП (отмечено красным крестиком).

Фиг. 5. - Гибридное исследование ОФЭКТ/КТ пациента ЕВИ через 30 мин (А), 12 (Б) и 24 ч (В) после введения РФП.

Фиг. 6. - Гибридное исследование ОФЭКТ/КТ пациента ККВ через 30 мин (А), 12 ч (Б) и 24 ч (В) после введения РФП.

Фиг. 7. - Гибридное исследование ОФЭКТ/КТ пациента ШЮВ через 30 мин (А), 12 ч (Б) и 24 ч (В) после введения РФП.

1. Задача изобретения

Задачей изобретения является повышение эффективности внутриопухолевой клеточной иммунотерапии путем разработки метода количественной оценки ФК параметров клеточного иммунопрепарата, а именно, степени удержания терапевтических клеток в пределах целевого органа.

2. Технический результат изобретения

Технический результат изобретения заключается в определении относительного (в % от первоначального) количества радиоактивности/клеточного препарата, удерживаемого в пределах целевого органа, при внутриопухолевом/внутриорганном введении в различные моменты времени вплоть до 24 часов после инъекции. Этот результат достигается путем мечения терапевтических клеток РФП, введения меченых клеток внутрь опухоли/органа под контролем ультразвукового датчика и повторной сцинтиграфии и ОФЭКТ/КТ в режиме всего тела через 0.5, 12 и 24 часа после инъекции. Для подтверждения возможности использования разработанного метода для количественной оценки ФК параметров клеточного иммунопрепарата определяли степень удержания меченных 99mTc-технефитом аутологичных лейкоцитов в простате пациентов с раком простаты через 0.5,12 и 24 часа после внутрипростатического введения клеточного препарата.

3. Объяснение приемов

Настоящее изобретение включает (1) терапевтические клетки, меченные РФП, и (2) повторное радионуклидное исследование - сцинтиграфию и ОФЭКТ/КТ в режиме всего тела - для количественного определения степени удержания клеточного препарата в пределах целевого органа.

Для мечения клеток используется элюат 99mTc-пертехнетата (с активностью из расчета 30 Мбк на 1 мл клеточного концентрата), который соединяется с лиофилизатом технефита с последующим добавлением в клеточный концентрат. Полученная смесь инкубируется 5-10 минут на шуттеле, после чего центрифугируется с охлаждением (1162G, 10 мин). Это необходимо для отделения меченых клеток от свободной активности, не связавшейся с клетками, которая удаляется. После центрифугирования надосадочная жидкость, содержащая несвязанный 99mTc-пертехнетат и 99mTc-технефит удаляется с помощью плазмоэкстрактора. Меченый клеточный концентрат набирается в шприц.

Далее в простату пациента вводятся меченые клетки под контролем трансректального ультразвукового датчика. Дизайн иглы - традиционный для автоматической биопсийной системы Magnum 18G х 20 cm, производства Bard. В простату вручную вводятся 2 мл меченых аутологичных лейкоцитов в плазме с радиоактивностью 500-700 МБк, с комфортной для больного скоростью на глубину примерно 1.5-2.0 см. Скорость введения составляет 1 мл за 30 сек. После введения клеток игла извлекается.

После введения меченых клеток в простату проводится повторная сцинтиграфия и ОФЭКТ/КТ в режиме всего тела через 0.5, 12 и 24 ч после инъекции. При расчете радиоактивности в сформированном в простате депо, в протокол заносятся данные с учетом распада технеция.

Способ количественной оценки ФК параметров клеточного иммунопрепарата, а именно, степени удержания клеточного препарата в пределах целевого органа при внутриорганном введении терапевтических клеток с использованием клеток, меченных 99mTc-технефитом in vitro, и повторной сцинтиграфии и ОФЭКТ/КТ в режиме всего тела в течение суток после инъекции.

4. Пример 1

Исследование было проведено у трех пациентов с раком предстательной железы (РПЖ) за несколько дней до плановой операции по робот-ассистированной радикальной простатэктомии. Все пациенты подписали информированное согласие на проведение исследования (Договор 233 от 20 марта 2022 пациент ЕВИ; 242 от 21 марта 2022 пациент ККВ и 282 от 27 марта 2022 пациент ШЮФ). Разрешение о клиническом применении метода меченых 99mTc-аутолейкоцитов в диагностических целях зафиксировано протоколом заседания Ученого совета от 7 июня 2006 года НИИ СП им. Н.В. Склифосовского.

Перед началом исследования у больного с РПЖ выполняли общий анализ крови и коагулограмму (Фиг. 1). В день госпитализации у больного проводили забор 200 мл венозной крови для получения лейкотромбослоя (ЛТС) и определяли клеточный состав для внесения радиоактивной метки. Клеточный состав ЛТС представлен на Фиг. 2.

Для мечения клеток использовали элюат 99mTc-пертехнетата (активностью из расчета 30 Мбк на 1 мл клеточного концентрата), который соединяли с лиофилизатом технефита с последующим добавлением в клеточный концентрат.Полученную смесь инкубировали 5-10 минут на шуттеле, после чего центрифугировали с охлаждением (1162g, 10 мин). Это было необходимо для отделения меченых клеток от свободной активности, не связавшейся с клетками, которую удаляли. После центрифугирования надосадочную жидкость, содержащую несвязанный 99mTc-пертехнетат и 99mTc-технефит удаляли с помощью плазмоэкстрактора. Меченый клеточный концентрат набирали в шприц.

Далее проводили введение в простату пациента меченых клеток под контролем трансректального ультразвукового датчика под местной анестезией в условиях процедурного кабинета для введения РФП (Фиг. 3). Дизайн иглы был традиционный для автоматической биопсийной системы Magnum 18G х 20 cm, производства Bard. В простату вручную вводили 2 мл меченых аутологичных лейкоцитов в плазме с радиоактивностью 500-700МБк, с комфортной для больного скоростью на глубину примерно 1,5-2,0 см (Фиг. 4). Скорость введения составляла 1 мл за 30 сек. После введения клеток иглу извлекали.

После введения РФП в простату проводили ОФЭКТ/КТ и сцинтиграфию в режиме всего тела через 30 мин, 12 ч и 24 ч. Исследование проводили в отделении лучевой диагностики с помощью гамма-сцинтиграфии на двухдетекторном однофотонном эмиссионном томографе «Infinia II» и комбинированной системе ОФЭКТ/КТ «Discovery NM/CT 670» (GE). При расчете радиоактивности в сформированном в простате депо, в протокол заносили данные с учетом распада технеция. Были получены следующие результаты.

Пациент ЕВИ. Исследование: сцинтиграфия в режиме ОФЭКТ+«все тело». РФП: меченные 99mTc-технефитом in vitro аутолейкоциты, 640 МБк; лучевая нагрузка 6,0 мЗв. Пациенту заготовлен аутологичный концентрат лейкоцитов, содержащий моноцитов -1,53×10³/мкл. Метка осуществлена препаратом 99mTc-технефит. РФП введен под УЗ-наведением в ткань предстательной железы. Радионуклидное исследование проведено в три этапа, на каждом этапе выполнена ОФЭКТ и исследование в режиме «все тело». Каждое исследование в режиме ОФЭКТ совмещали с выполненным КТ области таза.

1 ЭТАП через 30 минут после введения РФП. В режиме «все тело» максимальная активность определяется в проекции предстательной железы, отмечается ретроградное поступление РФП по ходу раневого канала (от иглы) в области прямой кишки. При совмещении изображений ОФЭКТ и КТ максимальное накопление РФП определяется в проекции предстательной железы (Фиг. 5А).

2 ЭТАП через 12 часов после введения РФП. В режиме «все тело» максимальная активность сохраняется в проекции предстательной железы, что подтверждается данными ОФЭКТ. Очаг в проекции предстательной железы уменьшается по объему. Накопление индикатора в проекции прямой кишки минимальное, фоновое накопление индикатора в проекции почек, печени (Фиг. 5Б).

3 ЭТАП через 24 часа после введения РФП. Сохраняется максимальная активность в проекции предстательной железы, что подтверждается данными ОФЭКТ/КТ. Отмечается уменьшение объема накопления РФП (в проекции предстательной железы). Фонового накопления не регистрируется (Фиг. 5В).

При сопоставлении счета радиоактивности, введенной в предстательную железу (с учетом распада технеция 99mTc), потери составляют через 12 часов - 15,7%, через 24 часа - 41%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ по больному ЕВИ. За время исследования в области простаты из сформированного депо концентрата меченых аутологичных лейкоцитов, перемещения их за пределы предстательной железы не отмечено (время наблюдения 24 часа). От введенной активности в проекции предстательной железы через 24 часа сохраняется 59% (с учетом распада технеция).

Пациент ККВ. Исследование: сцинтиграфия в режиме ОФЭКТ+«все тело». РФП: меченные 99mTc-технефитом in vitro аутолейкоциты, 270 МБк; лучевая нагрузка 2,5 мЗв. Пациенту заготовлен аутологичный концентрат лейкоцитов, содержащий моноцитов -7,71х10³/мкл. Метка осуществлена препаратом 99mTc-технефит. РФП введен под УЗ-наведением в ткань предстательной железы. Радионуклидное исследование проведено в три этапа, на каждом этапе выполнена ОФЭКТ и исследование в режиме «все тело». Каждое исследование в режиме ОФЭКТ совмещали с выполненным КТ области таза.

1 ЭТАП через 30 минут после введения РФП. В режиме «все тело» максимальная активность определяется в проекции предстательной железы. При совмещении изображений ОФЭКТ и КТ максимальное накопление РФП определяется в проекции предстательной железы (Фиг. 6А).

2 ЭТАП через 12 часов после введения РФП. В режиме «все тело» максимальная активность сохраняется в проекции предстательной железы, что подтверждается данными ОФЭКТ. Очаг в проекции предстательной железы уменьшается по объему. Накопление индикатора в проекции в проекции почек (Фиг. 6Б).

3 ЭТАП через 24 часа после введения РФП. Сохраняется максимальная активность в проекции предстательной железы, что подтверждается данными ОФЭКТ/КТ. Фонового накопления не регистрируется (Фиг. 6 В).

При сопоставлении счета радиоактивности, введенной в предстательную железу (с учетом распада технеция 99mTc), потери составляют через 12 часов - 9,2%, через 24 часа - 51%.

При выполнении 2 и 3 этапа проведена радиометрия мочи, получены признаки ее радиоактивности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ по больному ККВ. За время исследования в области простаты из сформированного депо концентрата меченых аутологичных лейкоцитов, перемещения их за пределы предстательной железы не отмечено (время наблюдения 24 часа). От введенной активности в проекции предстательной железы через 24 часа сохраняется 49% (с учетом распада технеция).

Пациент ШЮФ. Исследование: сцинтиграфия в режиме ОФЭКТ+«все тело». РФП: меченые 99mTc-технефит in vitro аутолейкоциты, 300 МБк; лучевая нагрузка 2,8 мЗв. Пациенту заготовлен аутологичный концентрат лейкоцитов, содержащий моноцитов -6,55х10³/мкл. Метка осуществлена препаратом 99mTc-технефит.РФП введен под У3-наведением в ткань предстательной железы. Радионуклидное исследование проведено в три этапа, на каждом этапе выполнена ОФЭКТ и исследование в режиме «все тело». Каждое исследование в режиме ОФЭКТ совмещали с выполненным КТ области таза.

1 ЭТАП через 30 минут после введения РФП. В режиме «все тело» максимальная активность определяется в проекции предстательной железы (~27%), отмечается ретроградное поступление РФП по ходу раневого канала (от иглы) в области прямой кишки. При совмещении изображений ОФЭКТ и КТ максимальное накопление РФП определяется в проекции предстательной железы (Фиг. 7А). Отмечается накопление РФП в проекции печени (~23%), селезенки (~2%), минимальное накопление РФП в области почек; щитовидная железа не визуализируется.

2 ЭТАП через 12 часов после введения РФП. В режиме «все тело» регистрируется активность в проекции печени. Очаг в проекции предстательной железы уменьшается по объему, интенсивность накопления уменьшилась. Накопление индикатора в проекции прямой кишки минимальное, фоновое накопление индикатора в проекции почек, селезенки (Фиг. 7Б).

3 ЭТАП через 24 часа после введения РФП. Сохраняется максимальная активность в проекции предстательной железы, что подтверждается данными ОФЭКТ/КТ. Отмечается уменьшение объема накопления РФП (в проекции предстательной железы) (Фиг. 7 В).

При сопоставлении счета радиоактивности, введенной в предстательную железу (с учетом распада технеция 99mTc), потери составляют через 12 часов - 44,1%, через 24 часа - 56,7%.

При радиометрии мочи получены признаки радиоактивности (максимальная активность в порции мочи, которая собрана через 30 мин после введения РФП).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ по больному ШЮФ. На момент введения часть РФП поступила в кровоток и депонирована в печени (без нарастания при наблюдении за 24 часа). Из сформированного депо концентрата меченных аутологичных лейкоцитов в области простаты перемещения РФП за пределы предстательной железы не отмечено. От введенной активности в проекции предстательной железы через 24 часа сохраняется 43,3% (с учетом распада технеция).

Таким образом, успешно проведена количественная оценка ФК параметров, а именно, степени удержания, клеточного препарата в пределах простаты при внутрипростатическом введении аутологичных лейкоцитов. Степень удержания аутологичных лейкоцитов в простате составила 43,3-59,0% через 24 часа после инъекции клеток в ткань простаты, что вполне сопоставимо с недавно опубликованными данными по локальному удержанию биопрепаратов (33,0-50,0%)) (Momin N, Palmeri JR, Lutz EA, Jailkhani N, Mak H, Tabet A, et al. Maximizing response to intratumoral immunotherapy in mice by tuning local retention. Nat Commun [Internet]. 2022 Dec 10;13(1): 109. Available from: https://www.nature.com/articles/s41467-021-27390-6).

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к иммуноонкологии, и может быть использовано для определения относительного количества клеточного препарата, меченного радиофармпрепаратом (РФП), в пределах предстательной железы. Элюат ^99mTc-пертехнетата активностью 30 Мбк на 1 мл клеточного концентрата соединяют с лиофилизатом технефита с последующим добавлением в клеточный концентрат, который представляет собой лейкотромбослой, получаемый из 200 мл венозной крови пациента. Инкубируют смесь 5-10 минут на шуттеле, после чего центрифугируют при 1162G с охлаждением 10 мин. Надосадочную жидкость удаляют с помощью плазмоэкстрактора, Полученный клеточный препарат, меченный РФП, вводят в предстательную железу пациента в объеме 2 мл со скоростью 1 мл/30 сек под ультразвуковым контролем транеректально. Проводят сцинтиграфию и ОФЭКТ/КТ в режиме всего тела через 0.5, 12 и 24 ч после введения клеточного препарата, меченного РФП, в предстательную железу. Относительное количество клеточного препарата, меченного РФП, в пределах предстательной железы определяют в %, как отношение радиоактивности сформированного в предстательной железе депо клеточного препарата, меченного РФП, через 12 ч и 24 ч после инъекции к радиоактивности сформированного в предстательной железе депо клеточного препарата, меченного РФП, через 0.5 ч после инъекции. Способ обеспечивает определение степени удержания клеточного препарата в пределах целевого органа при внутриорганном введении терапевтических клеток с использованием клеток, меченных ^99mTc-технефитом in vitro, за счет определения относительного количества клеточного препарата, меченного РФП, в пределах предстательной железы. 7 ил., 3 пр.

Способ определения относительного количества клеточного препарата, меченного радиофармпрепаратом (РФП), в пределах предстательной железы, заключающийся в том, что элюат ^99mTc-пертехнетата активностью 30 Мбк на 1 мл клеточного концентрата соединяют с лиофилизатом технефита с последующим добавлением в клеточный концентрат, который представляет собой лейкотромбослой, получаемый из 200 мл венозной крови пациента, инкубируют смесь 5-10 минут на шуттеле, после чего центрифугируют при 1162G с охлаждением 10 мин, надосадочную жидкость удаляют с помощью плазмоэкстрактора, полученный клеточный препарат, меченный РФП, вводят в предстательную железу пациента в объеме 2 мл со скоростью 1 мл/30 сек под ультразвуковым контролем транеректально, проводят сцинтиграфию и ОФЭКТ/КТ в режиме всего тела через 0.5, 12 и 24 ч после введения клеточного препарата, меченного РФП, в предстательную железу; относительное количество клеточного препарата, меченного РФП, в пределах предстательной железы определяют в %, как отношение радиоактивности сформированного в предстательной железе депо клеточного препарата, меченного РФП, через 12 ч и 24 ч после инъекции к радиоактивности сформированного в предстательной железе депо клеточного препарата, меченного РФП, через 0.5 ч после инъекции.