Imagerie TEP de PD-L1 dans un modèle murin de cancer du poumon : radiomarquage au zirconium-89, modélisation pharmacocinétique et dosimétrie

L'immunothérapie par anticorps monoclonaux anti PD-L1 est un traitement innovant du cancer, utilisé notamment dans le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC). Cet anticorps permet d'inhiber les checkpoints inhibiteurs afin de restaurer la réponse immunitaire antitumorale en empêchant la liaison entre PD-1/PD-L1. L'administration de ce traitement est conditionnée par l'évaluation de l'expression de PD-L1 sur des biopsies de tumeurs. L'utilisation de biopsie pose cependant un problème dans l'exhaustivité du résultat obtenu pour cette expression qui va être lié au site d'extraction sur une tumeur potentiellement hétérogène vis à vis de PD-L1. De plus, l'expression de PD-L1 variant avec le temps et l'exposition au traitement, la multiplication d'actes invasifs tels que des biopsies pour un suivi de traitement n'est pas idéale. Il paraît donc nécessaire de rechercher des biomarqueurs afin de mieux identifier les patients susceptibles de répondre au traitement, suivre l'évolution de cette thérapie et ainsi contribuer à prévenir les résistances. Les anticorps radiomarqués sont des outils en plein essor permettant d'allier le ciblage d'un anticorps et la sensibilité de l'imagerie par tomographie par émission de positions (TEP). Dans ces travaux, nous avons réalisé le radiomarquage d'un anticorps anti-PDL1 avec du zirconium-89, radioisotope dont la période physique est compatible avec la pharmacocinétique des anticorps monoclonaux. Nous avons étudié les propriétés biologiques de cet anticorps radiomarqué in vitro et in vivo dans un modèle de CPNPC murin syngénique exprimant PD-L1. Dans ce modèle murin, avec et sans traitement, nous avons également étudié la survie des animaux ainsi que l'évolution de la tumeur et de son microenvironnement à l'aide de coupes histologiques (TIM-3). Avec une pureté radiochimique (PRC) supérieure à 95%, le [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été correctement radiomarqué. L'immunoréactivité (96%) a montré que l'anticorps n'a pas été endommagé par la procédure de radiomarquage. Ce [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été injecté chez des souris saines et dans le modèle de CPNPC. L'imagerie TEP a été réalisée 24h, 48h, 72h et 168h après l'injection. Un modèle pharmacocinétique (PK) a été développé afin de décrire la distribution du traceur. Il a permis d'estimer les différentes constantes de transferts intercompartimentales et un meilleur temps d'imagerie à 125h. Une étude de blocage a permis de vérifier la spécificité in vivo du radiotraceur. À l'aide de la modélisation, les paramètres PK des organes ont été estimés et extrapolés chez l'homme à l'aide d'équations allométriques. Ceci nous a permis de calculer une dosimétrie de 132 µSv/MBq. Le traitement du CPNPC dans le modèle murin a révélé une augmentation de TIM-3 au cours du temps soulignant son rôle potentiel dans les échappements aux traitements par immunothérapie. Les résultats obtenus semblent encourageants concernant la mise en place d'une méthode d'évaluation de l'expression de PD-L1 par imagerie dans le CPNPC en utilisant l'immunoTEP. La dosimétrie de 132 µSv/MBq reste cependant un frein conséquent à son utilisation bien que la valeur retrouvée reste faible en comparaison des autres anticorps marqués au zirconium-89.Immunotherapy with anti PD-L1 monoclonal antibodies is an innovative cancer treatment, used in non-small cell lung cancer (NSCLC). This antibody inhibits checkpoints inhibitors to restore the anti-tumour immune response by preventing the binding between PD-1/PD-L1. The administration of this treatment is conditional on the assessment of PD-L1 expression on tumour biopsies. However, the use of biopsies to identify PD-L1 expression can be problematic as the heterogeneity of the tumour may lead to differences in expression depending on the site of extraction. Moreover, as PD-L1 expression varies with time and exposure to treatment, the multiplication of invasive procedures such as biopsies for treatment follow-up is not ideal. It is therefore necessary to look for biomarkers to better identify patients likely to respond to the treatment but also to monitor this therapy to prevent resistance. Radiolabelled antibodies are a rapidly developing diagnostic method which combines antibody targeting with the sensitivity of positional emission tomography (PET) imaging. In this work, we radiolabelled an anti-PDL1 antibody with zirconium-89, a radioisotope whose physical half-life is compatible with the pharmacokinetics of monoclonal antibodies. We studied the biological properties of this radiolabelled antibody in vitro and in vivo in a syngeneic murine NSCLC model expressing PD-L1. In this mouse model, with and without treatment, we also studied the survival of the animals and the evolution of the tumour and its microenvironment using histological sections (TIM-3). With a radiochemical purity (RCP) higher than 95%, [89Zr]DFO-anti-PDL1 was correctly radiolabelled. The immunoreactivity (96%) showed that the antibody was not damaged by the radiolabelling procedure. This [89Zr]DFO-anti-PDL1 was injected into healthy mice and lung-cancer grafted mice. PET imaging was performed 24h, 48h, 72h and 168h after injection. A pharmacokinetic (PK) model was developed to describe the distribution of the tracer. It was used to estimate the different inter-compartmental transfer constants and a better imaging time at 125h. A blocking study was used to verify the in vivo specificity of the radiotracer. Using modelling, the PK parameters of the organs were estimated and extrapolated in humans using allometric equations. This allowed us to calculate a dosimetry of 132 µSv/MBq. Treatment of NSCLC in the mouse model revealed an increase in TIM-3 over time highlighting its potential role in immunotherapy escape. The results obtained seem encouraging for the development of a method to assess PD-L1 expression by imaging in NSCLC using immunoPET. However, the dosimetry of 132 µSv/MBq remains a significant barrier to its use, although the value found remains low compared to other zirconium-89 labelled antibodies

INHIBITORY EFFECTS OF ANCHUSA AZUREA EXTRACTS ON XANTHINE OXIDASE ACTIVITY AND ITS HYPOURICEMIC EFFECTS ON MICE

Objective: The aim of the present study was to determine the effects of the polyphenols and flavonoids from Anchusa azurea on XO activities in vitro and on serum and liver uric acid levels in normal and potassium oxonate-induced hyper uricemic mice. In addition, the renal function of the mice after flavonoid administration was estimated by the determination of blood urea and creatinine analysis.Methods: In the present study, Anchusa azurea were extracted with solvent of varying polarity allowed its separation into four subfractions: crude extract (Cr) chloroform extract (ChE), ethyl acetate extract (AcE), and aqueous extracts (AqE). Total polyphenol and flavonoids contents of Anchusa azurea extracts were determined. The inhibitory activity of the extracts on the XO was evaluated and the type of inhibition was determined. Hyperuricemia is induced by intraperitoneally injection of potassium oxonate, the uric acid, urea and creatinine were measured in serum and supernatant of the liver. The effect of the extracts on renal function was evaluated. The rate of urea and creatinine levels can be indicators for the assessment of renal function.Results: AcE were the richest in polyphenols and ChE was the richest fraction in flavonoids. The inhibitory activity of the extracts on the XO was evaluated, the results obtained showed that the inhibition is dose-dependent and ChE and AcE have the best inhibitory effect (IC50= 0.334±0.006 and 0.263±0.002 mg/ml, respectively), and both showed a noncompetitive type of inhibition. For antihyperuricemic effect, AqE and CrE caused a decrease in serum uric acid (a decrease of 66%) followed by ChE with a percentage of 29.22 %. The AcE keeps almost the same value of uric acid of "PO" group. For the supernatant, only CrE caused a significant decrease of liver uric acid (18.5±4.83 mg/l). This decrease can be explained by the significant inhibition of the XO by inhibition of the synthesis pathways of uric acid. Comparing the urea level of "OP" group (0.48 g/l), only extracts CrE-AA, AqE-AA (0.41g/l, 0.39 g/l) decreased the level of urea significantly (P ≤ 0.05) to the normal values of urea (0.34 g/l), we can conclude that the rate of urea and creatinine after treatment with plant extracts are normal and that the results of this study indicate the absence of renal damage in miceConclusion: Anchusa azurea fractions have a strong inhibitory effect on xanthine oxidase and also have a significant lowering effect on serum and liver creatinine and urea levels in hyper uricemic mice.Â

Effet de quelques flavonoïdes sur une pénicillinase de Bacillus cereus

L’effet inhibiteur de certains flavonoïdes sur l’activité d’une β-lactamase d’une souche de Bacillus cereus a été testé et la relation structure-fonction a été établie. L’activité de La β-lactamase est déterminée en présence de différentes concentrations de la pénicilline G; le Km est de 106,3256 ± 32,0861 µM et la Vmax est de 0,6836 ± 0.00974 µM/min. Ces résultats reflètent une affinité de l’enzyme sur la pénicilline G. Six molécules de flavonoïdes ont été testées pour leur capacité à inhiber la b-lactamase. Le type d’inhibition et les constantes d’inhibition (Ki) ont été déterminés à une concentration de 150 µM. Parmi les molécules testées, l’épicatéchine et la naringine sont des inhibiteurs incompétitifs. La catéchine, la morine et la rutine sont des inhibiteurs compétitifs. La naringénine ne présente aucun effet inhibiteur. Les flavonoïdes ont une fonction 4-oxo semblable à celle de l’acide clavulanique et la pénicilline G. Il semble que le type du cycle, la position de OH et la présence d’un sucre dans les structures des molécules ont une importance majeure

Preparation and Characterization of Extruded Nanocomposite Based on Polycarbonate/Butadiene-Acrylonitrile-Styrene Blend Filled with Multiwalled Carbon Nanotubes

"This is the peer reviewed version of the following article: Marcin, W., Benedito, A., & Gimenez, E. (2014). Preparation and characterization of extruded nanocomposite based on polycarbonate/butadiene‐acrylonitrile‐styrene blend filled with multiwalled carbon nanotubes. Journal of Applied Polymer Science, 131(10)., which has been published in final form at https://doi.org/10.1002/app.40271. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Self-Archiving."[EN] Nanocomposites of polycarbonate/acrylonitrile-butadiene-styrene (PC/ABS) with multiwall carbon nanotubes (MWCNT) prepared by masterbatch dilution are investigated in this work. Melt compounding with twin screw extruder is followed by complete characterization of morphology, rheological-, mechanical-, and thermal-properties of the nanocomposites. Light-transmission- and scanning electron microscopy shows the preferential location of MWCNT in the PC. Nevertheless, relatively good dispersion in the whole matrix is achieved, what is corroborated with the specific mechanical energy. The study of viscoelastic properties of PC/ABSMWCNT shows the fluid solid transition below 0.5 wt % MWCNT. Beyond this point the continuous nanofiller network is formed in the matrix promoting the reinforcement. Addition of 0.5 wt % MWCNT reduces ductility of PC/ABS and enhances Young s modulus by about 30% and yield stress by about 20%. Moreover, theoretical values of stiffness calculated within this work agree with the experimental data. Electrical conductivity, showing percolation at 2.0 wt % MWCNT, are influenced by processing temperature.This work is funded by the European Community's Seventh Framework Program (FP7-PEOPLE-ITN-2008) within the CONTACT project Marie Curie Fellowship under grant number 238363.Marcin, W.; Benedito, A.; Giménez Torres, E. (2014). Preparation and Characterization of Extruded Nanocomposite Based on Polycarbonate/Butadiene-Acrylonitrile-Styrene Blend Filled with Multiwalled Carbon Nanotubes. Journal of Applied Polymer Science. 131(10). https://doi.org/10.1002/app.40271S13110Göldel, A., & Pötschke, P. (2011). Carbon nanotubes in multiphase polymer blends. Polymer–Carbon Nanotube Composites, 587-620. doi:10.1533/9780857091390.2.587Sathyanarayana, S., Wegrzyn, M., Olowojoba, G., Benedito, A., Gimenez, E., Huebner, C., & Henning, F. (2013). Multiwalled carbon nanotubes incorporated into a miscible blend of poly(phenylenether)/polystyrene – Processing and characterization. Express Polymer Letters, 7(7), 621-635. doi:10.3144/expresspolymlett.2013.59Xiong, Z.-Y., Wang, L., Sun, Y., Guo, Z.-X., & Yu, J. (2013). Migration of MWCNTs during melt preparation of ABS/PC/MWCNT conductive composites via PC/MWCNT masterbatch approach. Polymer, 54(1), 447-455. doi:10.1016/j.polymer.2012.11.044Sun, Y., Guo, Z.-X., & Yu, J. (2010). Effect of ABS Rubber Content on the Localization of MWCNTs in PC/ABS Blends and Electrical Resistivity of the Composites. Macromolecular Materials and Engineering, 295(3), 263-268. doi:10.1002/mame.200900242Yang, L., Liu, F., Xia, H., Qian, X., Shen, K., & Zhang, J. (2011). Improving the electrical conductivity of a carbon nanotube/polypropylene composite by vibration during injection-moulding. Carbon, 49(10), 3274-3283. doi:10.1016/j.carbon.2011.03.054Pötschke, P., Dudkin, S. M., & Alig, I. (2003). Dielectric spectroscopy on melt processed polycarbonate—multiwalled carbon nanotube composites. Polymer, 44(17), 5023-5030. doi:10.1016/s0032-3861(03)00451-8Pötschke, P., Abdel-Goad, M., Alig, I., Dudkin, S., & Lellinger, D. (2004). Rheological and dielectrical characterization of melt mixed polycarbonate-multiwalled carbon nanotube composites. Polymer, 45(26), 8863-8870. doi:10.1016/j.polymer.2004.10.040Villmow, T., Kretzschmar, B., & Pötschke, P. (2010). Influence of screw configuration, residence time, and specific mechanical energy in twin-screw extrusion of polycaprolactone/multi-walled carbon nanotube composites. Composites Science and Technology, 70(14), 2045-2055. doi:10.1016/j.compscitech.2010.07.021Villmow, T., Pegel, S., Pötschke, P., & Wagenknecht, U. (2008). Influence of injection molding parameters on the electrical resistivity of polycarbonate filled with multi-walled carbon nanotubes. Composites Science and Technology, 68(3-4), 777-789. doi:10.1016/j.compscitech.2007.08.031Duong, H. M., Yamamoto, N., Bui, K., Papavassiliou, D. V., Maruyama, S., & Wardle, B. L. (2010). Morphology Effects on Nonisotropic Thermal Conduction of Aligned Single-Walled and Multi-Walled Carbon Nanotubes in Polymer Nanocomposites. The Journal of Physical Chemistry C, 114(19), 8851-8860. doi:10.1021/jp102138cSathyanarayana, S., Olowojoba, G., Weiss, P., Caglar, B., Pataki, B., Mikonsaari, I., … Henning, F. (2012). Compounding of MWCNTs with PS in a Twin-Screw Extruder with Varying Process Parameters: Morphology, Interfacial Behavior, Thermal Stability, Rheology, and Volume Resistivity. Macromolecular Materials and Engineering, 298(1), 89-105. doi:10.1002/mame.201200018Vega, J. F., Martínez-Salazar, J., Trujillo, M., Arnal, M. L., Müller, A. J., Bredeau, S., & Dubois, P. (2009). Rheology, Processing, Tensile Properties, and Crystallization of Polyethylene/Carbon Nanotube Nanocomposites. Macromolecules, 42(13), 4719-4727. doi:10.1021/ma900645fAlig, I., Lellinger, D., Dudkin, S. M., & Pötschke, P. (2007). Conductivity spectroscopy on melt processed polypropylene–multiwalled carbon nanotube composites: Recovery after shear and crystallization. Polymer, 48(4), 1020-1029. doi:10.1016/j.polymer.2006.12.035Hill, D. E., Lin, Y., Rao, A. M., Allard, L. F., & Sun, Y.-P. (2002). Functionalization of Carbon Nanotubes with Polystyrene. Macromolecules, 35(25), 9466-9471. doi:10.1021/ma020855rAlig, I., Lellinger, D., Engel, M., Skipa, T., & Pötschke, P. (2008). Destruction and formation of a conductive carbon nanotube network in polymer melts: In-line experiments. Polymer, 49(7), 1902-1909. doi:10.1016/j.polymer.2008.01.073Krause, B., Villmow, T., Boldt, R., Mende, M., Petzold, G., & Pötschke, P. (2011). Influence of dry grinding in a ball mill on the length of multiwalled carbon nanotubes and their dispersion and percolation behaviour in melt mixed polycarbonate composites. Composites Science and Technology, 71(8), 1145-1153. doi:10.1016/j.compscitech.2011.04.004Krause, B., Pötschke, P., & Häußler, L. (2009). Influence of small scale melt mixing conditions on electrical resistivity of carbon nanotube-polyamide composites. Composites Science and Technology, 69(10), 1505-1515. doi:10.1016/j.compscitech.2008.07.007Nuriel, S., Liu, L., Barber, A. H., & Wagner, H. D. (2005). Direct measurement of multiwall nanotube surface tension. Chemical Physics Letters, 404(4-6), 263-266. doi:10.1016/j.cplett.2005.01.072Barber, A. H., Cohen, S. R., & Wagner, H. D. (2004). Static and Dynamic Wetting Measurements of Single Carbon Nanotubes. Physical Review Letters, 92(18). doi:10.1103/physrevlett.92.186103Sonnenfeld, A., Roth, C., Dimitrova, Z., Spillmann, A., & von Rohr, P. R. (2009). Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition on Particulate Solid-State Materials for Improved Powder Processing. Plasma Processes and Polymers, 6(S1), S860-S863. doi:10.1002/ppap.200932202Bokobza, L., & Zhang, J. (2012). Raman spectroscopic characterization of multiwall carbon nanotubes and of composites. Express Polymer Letters, 6(7), 601-608. doi:10.3144/expresspolymlett.2012.63Deng, L., Eichhorn, S. J., Kao, C.-C., & Young, R. J. (2011). The Effective Young’s Modulus of Carbon Nanotubes in Composites. ACS Applied Materials & Interfaces, 3(2), 433-440. doi:10.1021/am1010145Cooper, C. A., Young, R. J., & Halsall, M. (2001). Investigation into the deformation of carbon nanotubes and their composites through the use of Raman spectroscopy. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 32(3-4), 401-411. doi:10.1016/s1359-835x(00)00107-xYan, X., Itoh, T., Kitahama, Y., Suzuki, T., Sato, H., Miyake, T., & Ozaki, Y. (2012). A Raman Spectroscopy Study on Single-Wall Carbon Nanotube/Polystyrene Nanocomposites: Mechanical Compression Transferred from the Polymer to Single-Wall Carbon Nanotubes. The Journal of Physical Chemistry C, 116(33), 17897-17903. doi:10.1021/jp303509gSchartel, B., Braun, U., Knoll, U., Bartholmai, M., Goering, H., Neubert, D., & Pötschke, P. (2007). Mechanical, thermal, and fire behavior of bisphenol a polycarbonate/multiwall carbon nanotube nanocomposites. Polymer Engineering & Science, 48(1), 149-158. doi:10.1002/pen.20932Su, S. P., Xu, Y. H., China, P. R., & Wilkie, C. A. (2011). Thermal degradation of polymer–carbon nanotube composites. Polymer–Carbon Nanotube Composites, 482-510. doi:10.1533/9780857091390.2.482Abdel-Goad, M., & Pötschke, P. (2005). Rheological characterization of melt processed polycarbonate-multiwalled carbon nanotube composites. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 128(1), 2-6. doi:10.1016/j.jnnfm.2005.01.008Du, F., Scogna, R. C., Zhou, W., Brand, S., Fischer, J. E., & Winey, K. I. (2004). Nanotube Networks in Polymer Nanocomposites:  Rheology and Electrical Conductivity. Macromolecules, 37(24), 9048-9055. doi:10.1021/ma049164gAbbasi, S., Carreau, P. J., & Derdouri, A. (2010). Flow induced orientation of multiwalled carbon nanotubes in polycarbonate nanocomposites: Rheology, conductivity and mechanical properties. Polymer, 51(4), 922-935. doi:10.1016/j.polymer.2009.12.041Affdl, J. C. H., & Kardos, J. L. (1976). The Halpin-Tsai equations: A review. Polymer Engineering and Science, 16(5), 344-352. doi:10.1002/pen.760160512Jiang, Z., Hornsby, P., McCool, R., & Murphy, A. (2011). Mechanical and thermal properties of polyphenylene sulfide/multiwalled carbon nanotube composites. Journal of Applied Polymer Science, 123(5), 2676-2683. doi:10.1002/app.3466

Experimental study of the miscibility of ABS/PC polymer blends and investigation of the processing effect

In the challenging prospect of developing new materials by mixing different polymers to reach a synergetic performance, the present research focuses on the study of the miscibility of two polymers: The acrylonitrile butadiene styrene (ABS) composed of a dispersed elastomeric (polybutadiene rubber) polymer embedded in a SAN thermoplastic matrix, and the polycarbonate (PC). It shall be noted that obtaining miscible polymer blends is often a difficult task because of the large size of their molecular chains and the high interfacial tension between the polymer phases. Until now, the most numerous researches developed in this field involve polymer blends obtained by compatibilization techniques in order to improve the interfacial adhesion between initial polymers. The aim of this work is to study the miscibility between ABS and PC. First, two different methods were used to mix the polymers: the twin-screw extrusion and the dissolution in a common solvent tetrahydrofuran (THF). Then, physicochemical, microscopic observation and rheological characterization were performed on samples of mixtures obtained by both extrusion processing and dissolution method. The measurement of glassy transition temperature (Tg) by differential scanning calorimetry measurements (DSC) and dynamical mechanical thermal analysis (DMTA) have shown a partial miscibility between the two polymers

PET imaging of PD-L1 in a mouse model of lung cancer : Zirconium-89 radiolabelling, pharmacokinetic modelling and dosimetry

L'immunothérapie par anticorps monoclonaux anti PD-L1 est un traitement innovant du cancer, utilisé notamment dans le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC). Cet anticorps permet d'inhiber les checkpoints inhibiteurs afin de restaurer la réponse immunitaire antitumorale en empêchant la liaison entre PD-1/PD-L1. L'administration de ce traitement est conditionnée par l'évaluation de l'expression de PD-L1 sur des biopsies de tumeurs. L'utilisation de biopsie pose cependant un problème dans l'exhaustivité du résultat obtenu pour cette expression qui va être lié au site d'extraction sur une tumeur potentiellement hétérogène vis à vis de PD-L1. De plus, l'expression de PD-L1 variant avec le temps et l'exposition au traitement, la multiplication d'actes invasifs tels que des biopsies pour un suivi de traitement n'est pas idéale. Il paraît donc nécessaire de rechercher des biomarqueurs afin de mieux identifier les patients susceptibles de répondre au traitement, suivre l'évolution de cette thérapie et ainsi contribuer à prévenir les résistances. Les anticorps radiomarqués sont des outils en plein essor permettant d'allier le ciblage d'un anticorps et la sensibilité de l'imagerie par tomographie par émission de positions (TEP). Dans ces travaux, nous avons réalisé le radiomarquage d'un anticorps anti-PDL1 avec du zirconium-89, radioisotope dont la période physique est compatible avec la pharmacocinétique des anticorps monoclonaux. Nous avons étudié les propriétés biologiques de cet anticorps radiomarqué in vitro et in vivo dans un modèle de CPNPC murin syngénique exprimant PD-L1. Dans ce modèle murin, avec et sans traitement, nous avons également étudié la survie des animaux ainsi que l'évolution de la tumeur et de son microenvironnement à l'aide de coupes histologiques (TIM-3). Avec une pureté radiochimique (PRC) supérieure à 95%, le [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été correctement radiomarqué. L'immunoréactivité (96%) a montré que l'anticorps n'a pas été endommagé par la procédure de radiomarquage. Ce [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été injecté chez des souris saines et dans le modèle de CPNPC. L'imagerie TEP a été réalisée 24h, 48h, 72h et 168h après l'injection. Un modèle pharmacocinétique (PK) a été développé afin de décrire la distribution du traceur. Il a permis d'estimer les différentes constantes de transferts intercompartimentales et un meilleur temps d'imagerie à 125h. Une étude de blocage a permis de vérifier la spécificité in vivo du radiotraceur. À l'aide de la modélisation, les paramètres PK des organes ont été estimés et extrapolés chez l'homme à l'aide d'équations allométriques. Ceci nous a permis de calculer une dosimétrie de 132 µSv/MBq. Le traitement du CPNPC dans le modèle murin a révélé une augmentation de TIM-3 au cours du temps soulignant son rôle potentiel dans les échappements aux traitements par immunothérapie. Les résultats obtenus semblent encourageants concernant la mise en place d'une méthode d'évaluation de l'expression de PD-L1 par imagerie dans le CPNPC en utilisant l'immunoTEP. La dosimétrie de 132 µSv/MBq reste cependant un frein conséquent à son utilisation bien que la valeur retrouvée reste faible en comparaison des autres anticorps marqués au zirconium-89.Immunotherapy with anti PD-L1 monoclonal antibodies is an innovative cancer treatment, used in non-small cell lung cancer (NSCLC). This antibody inhibits checkpoints inhibitors to restore the anti-tumour immune response by preventing the binding between PD-1/PD-L1. The administration of this treatment is conditional on the assessment of PD-L1 expression on tumour biopsies. However, the use of biopsies to identify PD-L1 expression can be problematic as the heterogeneity of the tumour may lead to differences in expression depending on the site of extraction. Moreover, as PD-L1 expression varies with time and exposure to treatment, the multiplication of invasive procedures such as biopsies for treatment follow-up is not ideal. It is therefore necessary to look for biomarkers to better identify patients likely to respond to the treatment but also to monitor this therapy to prevent resistance. Radiolabelled antibodies are a rapidly developing diagnostic method which combines antibody targeting with the sensitivity of positional emission tomography (PET) imaging. In this work, we radiolabelled an anti-PDL1 antibody with zirconium-89, a radioisotope whose physical half-life is compatible with the pharmacokinetics of monoclonal antibodies. We studied the biological properties of this radiolabelled antibody in vitro and in vivo in a syngeneic murine NSCLC model expressing PD-L1. In this mouse model, with and without treatment, we also studied the survival of the animals and the evolution of the tumour and its microenvironment using histological sections (TIM-3). With a radiochemical purity (RCP) higher than 95%, [89Zr]DFO-anti-PDL1 was correctly radiolabelled. The immunoreactivity (96%) showed that the antibody was not damaged by the radiolabelling procedure. This [89Zr]DFO-anti-PDL1 was injected into healthy mice and lung-cancer grafted mice. PET imaging was performed 24h, 48h, 72h and 168h after injection. A pharmacokinetic (PK) model was developed to describe the distribution of the tracer. It was used to estimate the different inter-compartmental transfer constants and a better imaging time at 125h. A blocking study was used to verify the in vivo specificity of the radiotracer. Using modelling, the PK parameters of the organs were estimated and extrapolated in humans using allometric equations. This allowed us to calculate a dosimetry of 132 µSv/MBq. Treatment of NSCLC in the mouse model revealed an increase in TIM-3 over time highlighting its potential role in immunotherapy escape. The results obtained seem encouraging for the development of a method to assess PD-L1 expression by imaging in NSCLC using immunoPET. However, the dosimetry of 132 µSv/MBq remains a significant barrier to its use, although the value found remains low compared to other zirconium-89 labelled antibodies

Imagerie TEP de PD-L1 dans un modèle murin de cancer du poumon : radiomarquage au zirconium-89, modélisation pharmacocinétique et dosimétrie

Immunotherapy with anti PD-L1 monoclonal antibodies is an innovative cancer treatment, used in non-small cell lung cancer (NSCLC). This antibody inhibits checkpoints inhibitors to restore the anti-tumour immune response by preventing the binding between PD-1/PD-L1. The administration of this treatment is conditional on the assessment of PD-L1 expression on tumour biopsies. However, the use of biopsies to identify PD-L1 expression can be problematic as the heterogeneity of the tumour may lead to differences in expression depending on the site of extraction. Moreover, as PD-L1 expression varies with time and exposure to treatment, the multiplication of invasive procedures such as biopsies for treatment follow-up is not ideal. It is therefore necessary to look for biomarkers to better identify patients likely to respond to the treatment but also to monitor this therapy to prevent resistance. Radiolabelled antibodies are a rapidly developing diagnostic method which combines antibody targeting with the sensitivity of positional emission tomography (PET) imaging. In this work, we radiolabelled an anti-PDL1 antibody with zirconium-89, a radioisotope whose physical half-life is compatible with the pharmacokinetics of monoclonal antibodies. We studied the biological properties of this radiolabelled antibody in vitro and in vivo in a syngeneic murine NSCLC model expressing PD-L1. In this mouse model, with and without treatment, we also studied the survival of the animals and the evolution of the tumour and its microenvironment using histological sections (TIM-3). With a radiochemical purity (RCP) higher than 95%, [89Zr]DFO-anti-PDL1 was correctly radiolabelled. The immunoreactivity (96%) showed that the antibody was not damaged by the radiolabelling procedure. This [89Zr]DFO-anti-PDL1 was injected into healthy mice and lung-cancer grafted mice. PET imaging was performed 24h, 48h, 72h and 168h after injection. A pharmacokinetic (PK) model was developed to describe the distribution of the tracer. It was used to estimate the different inter-compartmental transfer constants and a better imaging time at 125h. A blocking study was used to verify the in vivo specificity of the radiotracer. Using modelling, the PK parameters of the organs were estimated and extrapolated in humans using allometric equations. This allowed us to calculate a dosimetry of 132 µSv/MBq. Treatment of NSCLC in the mouse model revealed an increase in TIM-3 over time highlighting its potential role in immunotherapy escape. The results obtained seem encouraging for the development of a method to assess PD-L1 expression by imaging in NSCLC using immunoPET. However, the dosimetry of 132 µSv/MBq remains a significant barrier to its use, although the value found remains low compared to other zirconium-89 labelled antibodies.L'immunothérapie par anticorps monoclonaux anti PD-L1 est un traitement innovant du cancer, utilisé notamment dans le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC). Cet anticorps permet d'inhiber les checkpoints inhibiteurs afin de restaurer la réponse immunitaire antitumorale en empêchant la liaison entre PD-1/PD-L1. L'administration de ce traitement est conditionnée par l'évaluation de l'expression de PD-L1 sur des biopsies de tumeurs. L'utilisation de biopsie pose cependant un problème dans l'exhaustivité du résultat obtenu pour cette expression qui va être lié au site d'extraction sur une tumeur potentiellement hétérogène vis à vis de PD-L1. De plus, l'expression de PD-L1 variant avec le temps et l'exposition au traitement, la multiplication d'actes invasifs tels que des biopsies pour un suivi de traitement n'est pas idéale. Il paraît donc nécessaire de rechercher des biomarqueurs afin de mieux identifier les patients susceptibles de répondre au traitement, suivre l'évolution de cette thérapie et ainsi contribuer à prévenir les résistances. Les anticorps radiomarqués sont des outils en plein essor permettant d'allier le ciblage d'un anticorps et la sensibilité de l'imagerie par tomographie par émission de positions (TEP). Dans ces travaux, nous avons réalisé le radiomarquage d'un anticorps anti-PDL1 avec du zirconium-89, radioisotope dont la période physique est compatible avec la pharmacocinétique des anticorps monoclonaux. Nous avons étudié les propriétés biologiques de cet anticorps radiomarqué in vitro et in vivo dans un modèle de CPNPC murin syngénique exprimant PD-L1. Dans ce modèle murin, avec et sans traitement, nous avons également étudié la survie des animaux ainsi que l'évolution de la tumeur et de son microenvironnement à l'aide de coupes histologiques (TIM-3). Avec une pureté radiochimique (PRC) supérieure à 95%, le [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été correctement radiomarqué. L'immunoréactivité (96%) a montré que l'anticorps n'a pas été endommagé par la procédure de radiomarquage. Ce [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été injecté chez des souris saines et dans le modèle de CPNPC. L'imagerie TEP a été réalisée 24h, 48h, 72h et 168h après l'injection. Un modèle pharmacocinétique (PK) a été développé afin de décrire la distribution du traceur. Il a permis d'estimer les différentes constantes de transferts intercompartimentales et un meilleur temps d'imagerie à 125h. Une étude de blocage a permis de vérifier la spécificité in vivo du radiotraceur. À l'aide de la modélisation, les paramètres PK des organes ont été estimés et extrapolés chez l'homme à l'aide d'équations allométriques. Ceci nous a permis de calculer une dosimétrie de 132 µSv/MBq. Le traitement du CPNPC dans le modèle murin a révélé une augmentation de TIM-3 au cours du temps soulignant son rôle potentiel dans les échappements aux traitements par immunothérapie. Les résultats obtenus semblent encourageants concernant la mise en place d'une méthode d'évaluation de l'expression de PD-L1 par imagerie dans le CPNPC en utilisant l'immunoTEP. La dosimétrie de 132 µSv/MBq reste cependant un frein conséquent à son utilisation bien que la valeur retrouvée reste faible en comparaison des autres anticorps marqués au zirconium-89

Imagerie TEP de PD-L1 dans un modèle murin de cancer du poumon : radiomarquage au zirconium-89, modélisation pharmacocinétique et dosimétrie

Immunotherapy with anti PD-L1 monoclonal antibodies is an innovative cancer treatment, used in non-small cell lung cancer (NSCLC). This antibody inhibits checkpoints inhibitors to restore the anti-tumour immune response by preventing the binding between PD-1/PD-L1. The administration of this treatment is conditional on the assessment of PD-L1 expression on tumour biopsies. However, the use of biopsies to identify PD-L1 expression can be problematic as the heterogeneity of the tumour may lead to differences in expression depending on the site of extraction. Moreover, as PD-L1 expression varies with time and exposure to treatment, the multiplication of invasive procedures such as biopsies for treatment follow-up is not ideal. It is therefore necessary to look for biomarkers to better identify patients likely to respond to the treatment but also to monitor this therapy to prevent resistance. Radiolabelled antibodies are a rapidly developing diagnostic method which combines antibody targeting with the sensitivity of positional emission tomography (PET) imaging. In this work, we radiolabelled an anti-PDL1 antibody with zirconium-89, a radioisotope whose physical half-life is compatible with the pharmacokinetics of monoclonal antibodies. We studied the biological properties of this radiolabelled antibody in vitro and in vivo in a syngeneic murine NSCLC model expressing PD-L1. In this mouse model, with and without treatment, we also studied the survival of the animals and the evolution of the tumour and its microenvironment using histological sections (TIM-3). With a radiochemical purity (RCP) higher than 95%, [89Zr]DFO-anti-PDL1 was correctly radiolabelled. The immunoreactivity (96%) showed that the antibody was not damaged by the radiolabelling procedure. This [89Zr]DFO-anti-PDL1 was injected into healthy mice and lung-cancer grafted mice. PET imaging was performed 24h, 48h, 72h and 168h after injection. A pharmacokinetic (PK) model was developed to describe the distribution of the tracer. It was used to estimate the different inter-compartmental transfer constants and a better imaging time at 125h. A blocking study was used to verify the in vivo specificity of the radiotracer. Using modelling, the PK parameters of the organs were estimated and extrapolated in humans using allometric equations. This allowed us to calculate a dosimetry of 132 µSv/MBq. Treatment of NSCLC in the mouse model revealed an increase in TIM-3 over time highlighting its potential role in immunotherapy escape. The results obtained seem encouraging for the development of a method to assess PD-L1 expression by imaging in NSCLC using immunoPET. However, the dosimetry of 132 µSv/MBq remains a significant barrier to its use, although the value found remains low compared to other zirconium-89 labelled antibodies.L'immunothérapie par anticorps monoclonaux anti PD-L1 est un traitement innovant du cancer, utilisé notamment dans le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC). Cet anticorps permet d'inhiber les checkpoints inhibiteurs afin de restaurer la réponse immunitaire antitumorale en empêchant la liaison entre PD-1/PD-L1. L'administration de ce traitement est conditionnée par l'évaluation de l'expression de PD-L1 sur des biopsies de tumeurs. L'utilisation de biopsie pose cependant un problème dans l'exhaustivité du résultat obtenu pour cette expression qui va être lié au site d'extraction sur une tumeur potentiellement hétérogène vis à vis de PD-L1. De plus, l'expression de PD-L1 variant avec le temps et l'exposition au traitement, la multiplication d'actes invasifs tels que des biopsies pour un suivi de traitement n'est pas idéale. Il paraît donc nécessaire de rechercher des biomarqueurs afin de mieux identifier les patients susceptibles de répondre au traitement, suivre l'évolution de cette thérapie et ainsi contribuer à prévenir les résistances. Les anticorps radiomarqués sont des outils en plein essor permettant d'allier le ciblage d'un anticorps et la sensibilité de l'imagerie par tomographie par émission de positions (TEP). Dans ces travaux, nous avons réalisé le radiomarquage d'un anticorps anti-PDL1 avec du zirconium-89, radioisotope dont la période physique est compatible avec la pharmacocinétique des anticorps monoclonaux. Nous avons étudié les propriétés biologiques de cet anticorps radiomarqué in vitro et in vivo dans un modèle de CPNPC murin syngénique exprimant PD-L1. Dans ce modèle murin, avec et sans traitement, nous avons également étudié la survie des animaux ainsi que l'évolution de la tumeur et de son microenvironnement à l'aide de coupes histologiques (TIM-3). Avec une pureté radiochimique (PRC) supérieure à 95%, le [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été correctement radiomarqué. L'immunoréactivité (96%) a montré que l'anticorps n'a pas été endommagé par la procédure de radiomarquage. Ce [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été injecté chez des souris saines et dans le modèle de CPNPC. L'imagerie TEP a été réalisée 24h, 48h, 72h et 168h après l'injection. Un modèle pharmacocinétique (PK) a été développé afin de décrire la distribution du traceur. Il a permis d'estimer les différentes constantes de transferts intercompartimentales et un meilleur temps d'imagerie à 125h. Une étude de blocage a permis de vérifier la spécificité in vivo du radiotraceur. À l'aide de la modélisation, les paramètres PK des organes ont été estimés et extrapolés chez l'homme à l'aide d'équations allométriques. Ceci nous a permis de calculer une dosimétrie de 132 µSv/MBq. Le traitement du CPNPC dans le modèle murin a révélé une augmentation de TIM-3 au cours du temps soulignant son rôle potentiel dans les échappements aux traitements par immunothérapie. Les résultats obtenus semblent encourageants concernant la mise en place d'une méthode d'évaluation de l'expression de PD-L1 par imagerie dans le CPNPC en utilisant l'immunoTEP. La dosimétrie de 132 µSv/MBq reste cependant un frein conséquent à son utilisation bien que la valeur retrouvée reste faible en comparaison des autres anticorps marqués au zirconium-89