PD-L1 PET 이미징 트레이서 결합력, 결합속도 연구방법

PD-L1 tracer의 cell binding 특성 연구방법

고에너지 감마선을 측정할 수 있는LigandTracer Yellow는 PD-L1 tracer와 PD-L1 발현 세포와의 결합을 실시간으로 모니터링하여 결합속도 (binding kinetics)와 결합력 (binding affinity)를 분석할 수 있습니다.

 분석하는 방법은 PC3 PD-L1 과발현 세포를 페트리디쉬에 배양한 후 64Cu로 표지된 PD-L1 tracer를 두 가지 농도 (10 nM과 40 nM)와 각각 90분씩 반응시킵니다. 그 후 PD-L1 tracer가 없는 배지로 교체하고 2시간 이상 반응시켜 PD-L1 트레이서의 분리 과정을 측정합니다. 실험 완료 후, TraceDrawer 소프트웨어를 사용하여 결합 속도 상수(ka, kd) 결합력 (KD)을 분석합니다. 저분자 화합물의 경우 BSA에 결합하는 특성이 있을 수 있기 때문에 이러한 영향을 확인하기 위해 BSA(2.5%)가 포함된 경우와 미포함된 경우를 비교합니다.

이러한 방법을 통해 PD-L1 tracer와 PD-L1 발현 세포와의 결합 특성을 정량적으로 평가할 수 있습니다. 이는 PD-L1을 표적으로 하는 암 치료제의 개발에 도움이 될 수 있습니다.

환자의 PD-L1 발현 수준 측정

암 세포는 면역체계의 감시를 피하기 위해 PD-L1이라는 단백질을 세포 표면에 발현시킵니다. PD-L1은 면역 체계의 공격을 막는 역할을 합니다. PD-L1의 수준을 측정하는 것은 암 치료의 효과를 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. 본 연구에서는 PD-L1에 결합하는 작은 분자 PET-tracer를 만들고 검증하였습니다. 이 PET-tracer는 PD-L1의 분포와 양을 비침습적으로 영상화할 수 있습니다.

암은 면역 체계와 복잡한 상호 작용을 합니다. PD-L1이라는 단백질은 암 세포가 면역 반응을 회피하기 위해 세포 표면에 발현하는 것입니다. PD-L1을 차단하는 약물은 면역 체계가 암 세포를 공격할 수 있도록 합니다. 이러한 약물은 면역관문 억제제라고 불리며, 암 치료의 혁신적인 옵션입니다. 그러나 PD-L1의 반응률은 15~20%로 알려져 있으며, 이것은 이 치료를 받은 환자 중 일부분만이 치료에 효과를 보인다는 것을 의미합니다.

잠재적 치료 대상 환자의 PD-L1 발현 수준을 유효한 방법으로 측정할 수 있다면, PD-L1을 표적으로 하는 면역관문 억제제 치료에 적합한 환자를 선별할 수 있고, 결과적으로 치료 시기를 놓쳐서 증상이 악화되는 것을 막고 개인적, 사회적 비용을 줄이는데 도움이 될 것입니다.

PET 이미징을 이용한 발현 수준 분석 장점

발현 여부 판단

현재 PD-L1의 발현 수준은 환자의 조직 검사를 통해서 확인하고 있습니다. 조직 검사의 불편한점은 환자로부터 조직을 분리하여야 한다는 것입니다. 검체 선택 부위에 따라 PD-L1의 발현 여부를 정확하게 판단하기 어려운 상황이 있을 수 있습니다. 왜냐하면 동일한 환자의 종양 위치에 따라 그리고 종양 안에서도 PD-L1의 발현수준이 다를 수 있기 때문입니다.

이미징

방사성 의약품을 이용한 PET 이미징 방법이 개선 방안이 될 수 있습니다. PET 이미징은 실시간으로 체내 전신의 PD-L1 발현을 매핑할 수 있는 비침습적인 방법입니다.

PD-L1 PET 이미징 트레이서: 항체 vs 저분자 비교

PD-L1을 감지할 수 있는 저분자 물질과 PET 영상 기법을 결합하여 PD-L1의 위치와 양을 측정할 수 있습니다. 이 방법의 장점은 보다 향상된 정확도로 환자 몸속에 있는 암세포를 파악할 수 있다는 것입니다.

저분자 화합물을 사용할 경우의 장점은, 항체보다 사이즈가 작기 때문에 조직과 종양에 더 잘 침투할 수 있고, 면역체계는 저분자 물질에 대해 면역반응을 적게 유발하기 때문에 부작용을 줄일 수 있습니다. 또한 합성과 변형 과정이 용이하여 다양한 구조를 짧은 시간 내에 검토해 볼 수 있고, 이러한 시도를 위한 제작 비용도 항체에 비해 낮는 것입니다. 저분자 물질은 항체에 비해 체내 체류 시간이 짧아서 환자에게 방사선 부담을 줄여줄 수 있다는 장점도 있습니다.

어떤 방법으로 측정했을까?

트레이서의 결합력 (binding affinity), 결합속도 (binding kinetics)를 어떻게 측정하고 분석했는지 궁금하신가요? 

문의클릭

참고자료

  1. Krutzek et al. Cancers. 2023;15(9):2638. 
  2. LigandTracer Application. https://www.ligandtracer.com/applications/
  3. Ligand binding affinity package. https://ycluebio.com/ligand-binding-affinity-package/