Altered biodistribution of astatine-211 via linker technology and antibody engineering in radioimmunotherapy

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K15594
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: Takashima Hiroki 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 研究員 (10785588)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Drug delivery system / アスタチン-211 / 放射免疫療法 / リンカー技術 / 抗体改変技術 / 薬理学 / 毒性学

Outline of Final Research Achievements

We revealed that radiolysis denatures antibody labeled with astatine-211 and decreases tumor accumulation of radioactive antibody, whereas stabilization with a free radical scavenger contributes to avoiding the denaturation and maintaining tumor accumulation in radioimmunotherapy. Moreover, we elucidated that active targeting via antigen-antibody reaction dominantly contributes to delivering astatine-211 to tumor site compared with passive targeting via the EPR effect.
Although the stabilization with a free radical scavenger has no impact on distribution of astatine-211 to normal organs, we significantly decreased distribution to normal organs using multiple strategies. Moreover, we confirmed that the improved tumor specificity of the radionuclide resulted in attenuating toxicity.

Free Research Field

Drug delivery system

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、アルファ線放出核種アスタチン-211標識抗体が放射線分解を受けると、腫瘍への薬剤の集積性が低下することを明らかにした。放射線分解が放射性同位元素（RI）を標識した医薬品に及ぼす影響を正しく理解することで、放射性医薬品に対して必要十分な品質管理を行うことができる。放射性医薬品の品質管理に資する重要な知見が得られた。
また、アスタチン-211を用いたRI内用療法において、正常臓器への被曝を軽減することの毒性学的な意義を明らかにした。
いずれも将来のアスタチン-211を用いたがん治療開発に資する重要な知見と考える。