卵巣癌の標的化された光線力学的治療のためのEpCAM結合DARPins

EpCAM-Binding DARPins for Targeted Photodynamic Therapy of Ovarian Cancer.

• Dirk van den Brand
• Sanne A M van Lith
• Jelske M de Jong
• Mark A J Gorris
• Valentina Palacio-Castañeda
• Stijn T Couwenbergh
• Mark R G Goldman
• Inge Ebisch
• Leon F Massuger
• William P J Leenders
• Roland Brock
• Wouter P R Verdurmen

抄録

卵巣癌は、発見が遅れ、腹腔内への転移を伴うため、最も致死的な婦人科悪性腫瘍である。卵巣癌の90％以上の転移病変で過剰発現している上皮細胞接着分子（EpCAM）を標的とした標的光線力学的治療（tPDT）は、有望な新規治療法である。ここでは、EpCAM誘導設計アンキリンリピートタンパク（DARPins）と光増感剤IRDye 700DXとのコンジュゲートの特異性と活性をin vitroおよびin vivoの卵巣癌モデルで試験した。EpCAM結合DARPins（Ec1：K = 68 pM; Ac2：K = 130 nM）と対照のDARPinは、蛍光色素またはIRDye 700DXで部位特異的に機能化されていた。抗ＥｐＣＡＭ ＤＡＲＰｉｎのフルオロフォアとのコンジュゲーションは、細胞株および患者由来の卵巣癌の探索物においてＥｐＣＡＭ特異的な結合を維持した。ダーピンEc1の腫瘍スフェロイドへの浸透はAc2よりも遅く、Ec1の結合部位のバリア効果を示唆していた。DARPin-IRDye 700DXコンジュゲートは、EpCAMを発現する細胞を2次元および3次元培養において、非常に特異的かつ照明に依存した方法で死滅させた。さらに、DARPin-IRDye 700DXは、EpCAMを発現するマウスの皮下OV90異種移植片にも効果的に相同性を示した。結論として、前臨床卵巣癌モデルで観察された高い活性と特異性は、患者材料での高い特異性と相まって、卵巣癌に対するEpCAMを標的としたPDTのさらなる研究を保証するものである。

Ovarian cancer is the most lethal gynecological malignancy due to late detection associated with dissemination throughout the abdominal cavity. Targeted photodynamic therapy (tPDT) aimed at epithelial cell adhesion molecule (EpCAM), overexpressed in over 90% of ovarian cancer metastatic lesions, is a promising novel therapeutic modality. Here, we tested the specificity and activity of conjugates of EpCAM-directed designed ankyrin repeat proteins (DARPins) with the photosensitizer IRDye 700DX in in vitro and in vivo ovarian cancer models. EpCAM-binding DARPins (Ec1: K = 68 pM; Ac2: K = 130 nM) and a control DARPin were site-specifically functionalized with fluorophores or IRDye 700DX. Conjugation of anti-EpCAM DARPins with fluorophores maintained EpCAM-specific binding in cell lines and patient-derived ovarian cancer explants. Penetration of DARPin Ec1 into tumor spheroids was slower than that of Ac2, indicative of a binding site barrier effect for Ec1. DARPin-IRDye 700DX conjugates killed EpCAM-expressing cells in a highly specific and illumination-dependent fashion in 2D and 3D cultures. Furthermore, they effectively homed to EpCAM-expressing subcutaneous OV90 xenografts in mice. In conclusion, the high activity and specificity observed in preclinical ovarian cancer models, combined with a high specificity in patient material, warrant a further investigation of EpCAM-targeted PDT for ovarian cancer.