Untersuchung der Stabilität und Biodistribution von EPI-X4-Derivaten: Einsatz des CAM-Modells zur Evaluation von CXCR4-Inhibitoren in der präklinisch-onkologischen Forschung

Ziel/Aim: CXCR4, ein Chemokinrezeptor, ist bei vielen Krankheiten, einschließlich onkologischen, überexprimiert und damit ein vielversprechendes Ziel für die Arzneimittelentwicklung. In dieser Studie soll die Plasmastabilität und Biodistribution von Derivaten des endogenen Peptidinhibitors EPI-X4, die für ihre hohe Affinität zu CXCR4 bekannt sind, in vivo untersucht werden. Mittels eines nicht-invasiven PET-MR-Ansatzes soll im Zuge der 3R Prinzipien der Einsatz des Chorioallantoismembran (CAM)-Modells in diesem Zusammenhang evaluiert und mit Mausexperimenten verglichen werden.

Methodik/Methods: Um die ex vivo Stabilität der EPI-X4-Derivate zu bewerten, wurden die Peptide in Plasmaproben von Menschen, Mäusen und Hühnerembryonen inkubiert und anschließend mit einer kompetitive Antikörper Analyse ausgewertet. Zur Bestimmung der Biodistribution werden die Peptide mit dem PET-Nuklid Zirkonium-89 radioaktiv markiert und intravaskulär in Mäuse und Hühnereier injiziert. Mittels MRT- und PET-Scans wird die genaue Verteilung der Peptide verfolgt. In beiden Modellen wurden Tumor-Xenografts der CXCR4-positiv Zelllinie TZM-bl und der CXCR4-negativ Zelllinie PC-3 etabliert, um die Spezifität der Derivate zu bestimmen.

Ergebnisse/Results: In den ex vivo Plasmaproben aller Spezies zeigt das Peptidderivat JM#21 eine geringe Stabilität. Es wird im Mausplasma schneller inaktiviert (30% nach 7,5 min) als in Hühner- und Menschenplasma (60%). Dies wird auch in der PET- und MR-Bildgebung deutlich. JM#21 wird bei Mäusen innerhalb 1h rasch ausgeschieden, hauptsächlich über Niere (2,0%IA/ml) und Blase (16,9%IA/ml). Im CAM-Modell ist das hohe Signal ebenfalls in der Allantois (4,8%IA/ml), die als Äquivalent zur Blase dient, nach 24h bemerkenswert.

Schlussfolgerungen/Conclusions: Das Peptidderivat JM#21 ist instabil, weshalb wir weitere Forschung zur Stabilitätssteigerung unserer Peptide anstreben die so zu potenzieller Krebstherapie genutzt werden können. Dennoch weisen die konsistenten Ergebnisse in den ex vivo-Plasmaproben und im CAM-Modell auf eine vielversprechende Methode hin, um Peptidstabilität und Biodistribution vorab zu prüfen, bevor in vivo-Experimente an Mäusen geplant werden. Dadurch kann der Bedarf an Tierversuchen reduziert werden.

Publication History

Article published online:
12 March 2025