Preclinical positron emission computed tomography of prolonged tumor growth after lutetium-177 prostate-specific membrane antigen treatment in xenograft model of human prostate cancer

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: New treatment methods of castration-resistant prostate cancer with radionuclide therapy are needed. They will optimize personalized strategy for radionuclide therapy of metastatic castrate-resistant prostate cancer using low molecular weight ligands to prostate-specific membrane antigen (PSMA) labeled with lutetium-177.

AIM: To define the long-term effects and effectiveness of the treatment experimental animals with PET imaging to refine the research strategy.

METHODS: The study was performed in nu/nu male mice with PSMA-expressing 22Rv1 prostate cancer xenografts. Positron emission computed tomography with 18F-PSMA-1007 was used to confirm the tumor regrowth after a single therapeutic dose of [177Lu]Lu-PSMA-I&T.

RESULTS: Positron emission tomography imaging with 18F-PSMA-1007 showed the possibility of prolonged 22Rv1 tumor regrowth after a single injection of 9.2 MBq of [177Lu]Lu-PSMA-I&T, which is equivalent to minimal human therapeutic dose (28.6 MBq/kg).

CONCLUSIONS: The study confirmed the short period of the observed therapeutic effect after a single injection of 9.2 MBq of [177Lu]Lu-PSMA-I&T. The tumor regrowth in 2.5 months after the reduction of 22Rv1 xenografts to a non-palpable state was confirmed by positron emission computed tomography with 18F-PSMA-1007. These results confirm the need to study the frequency of repeated administrations of radiopharmaceuticals based on ligands to PSMA labeled with lutetium-177 to achieve a stable therapeutic effect in cases where a single dose reduction is necessary.

About the authors

Olga E. Klementyeva

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: klementyeva.olga@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6604-0860
SPIN-code: 6653-1201

Cand. Sci. (Bio.)

Russian Federation, 23 Kashirskoe shosse, 115478 Moscow

Alexey A. Lipengolts

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: lipengolts@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5631-9016

Cand. Sci. (Phys., Math.), Senior Research Associate

Russian Federation, 23 Kashirskoe shosse, 115478 Moscow

Elena Y. Grigorieva

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: grig-elen11@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7726-7991

Dr. Sci. (Bio.)

Russian Federation, 23 Kashirskoe shosse, 115478 Moscow

Anna V. Smirnova

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology; Moscow Clinical Scientific Center n.a. A.S. Loginov

Email: smirn-ova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0386-9732
SPIN-code: 4663-3199

Cand.  Sci. (Bio.), Senior Research Associate

Russian Federation, 23 Kashirskoe shosse, 115478 Moscow; Moscow

Yulia A. Finogenova

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology; Peoples’ Friendship University of Russia

Author for correspondence.
Email: b-f.finogenova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5144-1039
SPIN-code: 7597-2604

Research Associate

Russian Federation, 23 Kashirskoe shosse, 115478 Moscow; Moscow

Kristina E. Shpakova

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: shpakova.k.e@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0246-1794
Russian Federation, 23 Kashirskoe shosse, 115478 Moscow

Vsevolod A. Skribitsky

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: skvseva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2942-7895
SPIN-code: 8568-6890

Junior Research Associate

Russian Federation, 23 Kashirskoe shosse, 115478 Moscow

Yulia S. Lagodzinskaya

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: ishtar.lynx@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6260-0763
SPIN-code: 3374-7453
Russian Federation, 23 Kashirskoe shosse, 115478 Moscow

References

  1. Crowley F, Sterpi M, Buckley C, et al. A Review of the Pathophysiological Mechanisms Underlying Castration-resistant Prostate Cancer. Research and Reports in Urology. 2021;13:457–472. doi: 10.2147/RRU.S264722
  2. Pituskin E, Fairchild A. Prostate Cancer with Bone Metastases: Addressing Chronic Pain from the Perspective of the Radiation Oncology Nurse Practitioner. Seminars in Oncology Nursing. 2021;37(4):151175. doi: 10.1016/j.soncn.2021.151175
  3. Mirshahvalad SA, Farzanefar S, Abbasi M. Therapeutic Outcomes of 177Lu-PSMA Targeted Therapy in Patients with Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer: A Single-Center Study. Asia Oceania Journal of Nuclear Medicine & Biology. 2023;11(1):23–29. doi: 10.22038/AOJNMB.2022.64964.1454
  4. ClinicalTrials.gov [Internet]. Bethesda (MD): National Library of Medicine. [cited 2023 Oct 1]. Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/results?cond=&term=177Lu+PSMA&cntry=&state=&city=&dist=&Search=Search
  5. Committee for Medicinal Products for Human Use (CHMP). Assessment report Pluvicto. 2022 Oct. EMA/871459/2022.
  6. Helmich LPH, de Arruda MAM, Sapienza MT. PSMA-directed radioligand therapy (PSMA-RLT) with Lutetium-177 (177Lu-PSMA) as a treatment to metastatic resistant prostate cancer: a systematic review. Revista De Medicina. 2021;100(4):391–402. doi: 10.11606/issn.1679-9836.v100i4p391-402
  7. Yusufi N, Wurzer A, Herz M, et al. Comparative Preclinical Biodistribution, Dosimetry, and Endoradiotherapy in Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer Using 19F/177Lu-rhPSMA-7.3 and 177Lu-PSMA I&T. Journal of Nuclear Medicine. 2021;62(8):1106–1111. doi: 10.2967/jnumed.120.254516
  8. Kuo H-T, Merkens H, Zhang Zh, et al. Enhancing Treatment Efficacy of 177Lu-PSMA-617 with the Conjugation of an Albumin-Binding Motif: Preclinical Dosimetry and Endoradiotherapy Studies. Molecular Pharmaceutics. 2018;15(11):5183–5191. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.8b00720
  9. Weineisen M, Schottelius M, Simecek J, et al. 68Ga- and 177Lu-Labeled PSMA I&T: Optimization of a PSMA-Targeted Theranostic Concept and First Proof-of-Concept Human Studies. Journal of Nuclear Medicine. 2015;56(8):1169–1176. doi: 10.2967/jnumed.115.158550
  10. Wang F (Nanjing First Hospital, Nanjing Medical University). 177Lu-PSMA-I&T PSMA Radioligand Therapy in Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer. National Library of Medicine (US), ClinicalTrials.gov; 2019 Jun. ID NCT04188587.
  11. Lückerath K, Wei L, Fendler WP, et al. Preclinical evaluation of PSMA expression in response to androgen receptor blockade for theranostics in prostate cancer. EJNMMI Research. 2018;8. doi: 10.1186/s13550-018-0451-z
  12. Tomayko MM, Reynolds CP. Determination of subcutaneous tumor size in athymic (nude) mice. Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 1989;24:148–154. doi: 10.1007/BF00300234
  13. Mironov AN, editor. Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovanii lekarstvennykh sredstv. Part 1. Moscow: Grif i K; 2012. (In Russ).
  14. Khabriev RU, editor. Rukovodstvo po eksperimental’nomu (doklinicheskomu) izucheniyu novykh farmakologicheskikh veshchestv. 2nd edition. Moscow: Izdatelstvo Meditsina; 2008. (In Russ).
  15. IAEA Radioisotopes And Radiopharmaceuticals Series. Guidance for Preclinical Studies with Radiopharmaceuticals. 2021.
  16. Dupont P, Warwick J. Kinetic modelling in small animal imaging with PET. Methods. 2009;48(2):98–103. doi: 10.1016/j.ymeth.2009.03.008
  17. Kuntner C. Kinetic modeling in pre-clinical positron emission tomography. Zeitschrift für Medizinische Physik. 2014;24(4):274–285. doi: 10.1016/j.zemedi.2014.02.003
  18. Khmelinskii A, Baiker M, Kaijzel EL, et al. Articulated Whole-Body Atlases for Small Animal Image Analysis: Construction and Applications. Molecular Imaging and Biology. 2011;13:898–910. doi: 10.1007/s11307-010-0386-x
  19. Israeli RS, Powell CT, Corr JG, Fair WR, Heston WD. Expression of the prostate-specific membrane antigen. Cancer Research. 1994;54(7):1807–1811.
  20. Silver DA, Pellicer I, Fair WR, Heston WD, Cordon-Cardo C. Prostate-specific membrane antigen expression in normal and malignant human tissues. Clinical cancer research. 1997;3(1):81–85.
  21. Malik D, Sood A, Mittal BR, et al. Nonspecific Uptake of 68Ga-Prostate-Specific Membrane Antigen in Diseases other than Prostate Malignancy on Positron Emission Tomography/Computed Tomography Imaging: A Pictorial Assay and Review of Literature. Indian Journal of Nuclear Medicine. 2018;33(4):317–325. doi: 10.4103/ijnm.IJNM_81_18
  22. de Galiza Barbosa F, Queiroz MA, Nunes RF, et al. Nonprostatic diseases on PSMA PET imaging: a spectrum of benign and malignant findings. Cancer imaging. 2020;20. doi: 10.1186/s40644-020-00300-7
  23. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes. European Treaty Series — No. 123. Strasbourg. (Mar 18, 1986).
  24. Bol’shakov OP, Neznanov NG, Babakhanyan RV. Didakticheskie i eticheskie aspekty provedeniya issledovanii na biomodelyakh i na laboratornykh zhivotnykh. Kachestvennaya Klinicheskaya Praktika (Good Clinical Practice). 2002;(1):58–61. (In Russ).
  25. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council on the protection of animals used for scientific purposes. (Sep 22, 2010).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Nu/nu male mouse with 22Rw1, taken after 2.5 months of treatment with [177Lu]Lu-PSMA I&T (9.2 MBq).

Download (125KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Positron emission tomography scans of a mouse with prolonged growth of 22Rv1 tumor: a — 55 min after radiopharmaceutical administration; b — after 2.5 h; c — after 3 h. In the circle — tumor 22Rv1. Arrow — hyperfixation of radiopharmaceutical 18F-PSMA-1007 in tumor metastatic area.

Download (475KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».