Sel-taggade proteiner som nya biomarkörer vid PET avbildning
- Diarienummer
- RBa08-0067
- Start- och slutdatum
- 100101-151231
- Beviljat belopp
- 30 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Karolinska Institutet
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Detta projekt syftar till att lösa tekniska problem som idag är förenade med användning av proteiner som biomarkörer inom s.k. "functional imaging" med PET (Positron Emissions Tomografi). Genom att kovalent koppla radionuklider till proteiner som försetts med en reaktiv Sel-tag blir det möjligt att utnyttja proteinernas remarkabla egenskaper för målstyrd cancerdiagnostik m.h.a. PET. Projektet inkluderar tre huvudsakliga modellsystem för avbildning av i) celldöd, ii) specifika cancerceller, och iii) nybildning av blodkärl i tumörer (s.k. angiogenes). Projektet ligger i den absoluta internationella forskningsfronten och vi är övertygade om att tekniken kan vidareutvecklas till att utgöra en del av svaret på den utmaning inom cancerdiagnostik som idag föreligger p.g.a. bristen på goda biomarkörer. Utveckling av nya läkemedel innebär mycket stora utgifter. Tyngsta kostnaderna ligger i kliniska prövningar, där tyvärr de flesta misslyckas att uppvisa tillfredställande resultat. En bättre analys av olika proteinbaserade drogkandidater innan klinisk prövning skulle innebära att bättre validerade drogkandidater kan gå vidare för studier i människa, vilket ger chans till bättre ”success rate”. Möjlighet att identifiera individuella patienter som svarar på behandling innebär också avgörande kostnadsbesparingar. De forskargrupper som här går samman har unik kompetenssammansättning med gemensamt intresse inom funktionell cancerdiagnostik baserad på ny innovativ teknik.
Populärvetenskaplig beskrivning
Det finns ett stort behov inom utveckling och användning av av cancerläkemedel att kunna följa cancertillväxt genom bilddiagnostik baserad på biologisk funktion (s.k. ”functional imaging”). Detta projekt syftar till att lösa tekniska problem som vanligtvis är förenade med användning av proteiner som målsökande molekyler inom s.k. "functional imaging". Projektet ligger i den absoluta internationella forskningsfronten och uppvisar redan i dagsläget lovande resultat. Som målsökande molekyler för "functional imaging" har proteiner utmärkta fördelar genom att de med hög specificitet kan binda till unika strukturer i kroppen. Exempel på detta kan vara inbinding till receptorer på särskilda celler, hormoner eller tillväxtfaktorer. Proteiner med sådana egenskaper kan vara naturligt förekommande eller syntetiska, t.ex. antikroppar, antikroppsfragment eller designade bindar-proteiner. För "functional imaging" måste proteiner kopplas ihop med en signal-avgivande förening, t.ex. en radionuklid, som därefter detekteras i en diagnostisk undersökning. Om ett målsökande protein binder specifikt till cancerceller kan cancertumörers och metastasers utbredning kartläggas hos en patient. Om det binder till döende (apoptotiska eller nekrotiska) cancerceller, så ger det möjlighet till uppföljning av behandling. Om det binder blodkärl under nybildning (s.k. angiogenes), så kan solida tumörer följas genom att deras blodförsörjning studeras. För dessa undersökningar är avbildning med s.k. Positron Emissions Tomografi (PET)-kamera en kraftfull teknik. Trots detta har PET-undersökningar med proteiner som målsökande molekyler ännu inte utvecklats på sätt som t.ex. cancervården kräver. En övervägande orsak till detta är att det är tekniskt mycket svårt att märka in proteiner med kortlivade s.k. positronstrålande radionuklider (t.ex. 11C, 18F) på ett snabbt, stabilt och säkert sätt. Vår nya metod inbegriper att utnyttja en reaktiv seleninnehållande aminosyra (selenocystein) som kopplas på noga utvalda proteiner genom en s.k. Sel-tag. Denna kan sedan utnyttjas för snabb, stabil (kovalent) inmärkning med radionuklid lämplig för PET-undersökningar. Den kemiska flexibiliteten i tekniken möjliggör multimodal avbildning med samma ligand. De grupper som här går samman har en unik kompetenssammansättning med gemensamt intresse av att uveckla funktionell cancerdiagnostik baserad på ny innovativ teknik.