抗CD4 Cys-Diabodyを使用したマウスCD4+ T細胞の免疫術イメージング：T細胞機能とイメージングに対するタンパク質用量の効果

目的：体全体のCD4+ T細胞の分子イメージングは​​、自己免疫疾患と癌の免疫療法の監視に影響を及ぼします。免疫の調節におけるこれらの細胞の重要な役割を考えると、生物学的に不活性なプローブを開発することが重要です。以前に開発された抗マウスCD4抗体フラグメントであるGK1.5 Cys-Diabody（CDB）は、さまざまな用量でテストされ、陽電子放出断層撮影（PET）イメージングとCD4+ T細胞の生存率、増殖、CD4発現、機能への影響を評価しました。。 手順：画像コントラスト（リンパ組織と筋肉の比率）に対するタンパク質用量の効果は、89ZR標識GK1.5 CDBの異なる量をマウスに投与し、その後PETイメージングとex vivoの生物分布分析を投与することにより評価されました。T細胞生物学に対するGK1.5 CDBの影響を評価するために、GK1.5 CDBをin vitroでT細胞とインキュベートするか、複数のタンパク質用量でC57BL/6マウスに静脈内投与しました。CD4発現とT細胞増殖をフローサイトメトリーで分析し、サイトカインをアッセイしました。 結果：免疫脂肪イメージングの場合、89ZR標識GK1.5 CDBの2μgの最低タンパク質用量は、12μgタンパク質用量と比較してgu径リンパ節（ILN）および脾臓の噴射用量/gを有意に高くしました。40μgの高用量でのGK1.5 CDBのin vivo投与により、脾臓、血液、リンパ節、および胸腺のCD4発現が一時的に減少し、注射後3日以内に回復しました。この効果は、2μgが投与されたときに廃止されていませんが、減少しました。ILNではin vivoで増殖が阻害されましたが、40μgGK1.5CDBの注射により脾臓ではありませんでした。25 nmを超えるGK1.5 CDBの濃度は、in vitroでCD4+ T細胞増殖とインターフェロン-γ産生を有意に阻害しました。全体として、低用量GK1.5 CDBを使用して、CD4+ T細胞に対する生物学的効果を最小限に抑えました。 結論：低用量GK1.5 CDBは、in vitroおよびin vivoでのT細胞生物学への影響を最小限に抑えた高コントラスト免疫術画像を生成し、前臨床疾患モデルの文脈でCD4+ T細胞を調査するための有用なツールである可能性があります。生物学的効果を最小限に抑えるための将来のアプローチには、一価断片の作成や、代替エピトープを標的とする抗CD4抗体の選択が含まれる場合があります。

PURPOSE: Molecular imaging of CD4+ T cells throughout the body has implications for monitoring autoimmune disease and immunotherapy of cancer. Given the key role of these cells in regulating immunity, it is important to develop a biologically inert probe. GK1.5 cys-diabody (cDb), a previously developed anti-mouse CD4 antibody fragment, was tested at different doses to assess its effects on positron emission tomography (PET) imaging and CD4+ T cell viability, proliferation, CD4 expression, and function. PROCEDURES: The effect of protein dose on image contrast (lymphoid tissue-to-muscle ratio) was assessed by administering different amounts of 89Zr-labeled GK1.5 cDb to mice followed by PET imaging and ex vivo biodistribution analysis. To assess impact of GK1.5 cDb on T cell biology, GK1.5 cDb was incubated with T cells in vitro or administered intravenously to C57BL/6 mice at multiple protein doses. CD4 expression and T cell proliferation were analyzed with flow cytometry and cytokines were assayed. RESULTS: For immunoPET imaging, the lowest protein dose of 2 μg of 89Zr-labeled GK1.5 cDb resulted in significantly higher % injected dose/g in inguinal lymph nodes (ILN) and spleen compared to the 12-μg protein dose. In vivo administration of GK1.5 cDb at the high dose of 40 μg caused a transient decrease in CD4 expression in spleen, blood, lymph nodes, and thymus, which recovered within 3 days postinjection; this effect was reduced, although not abrogated, when 2 μg was administered. Proliferation was inhibited in vivo in ILN but not the spleen by injection of 40 μg GK1.5 cDb. Concentrations of GK1.5 cDb in excess of 25 nM significantly inhibited CD4+ T cell proliferation and interferon-γ production in vitro. Overall, using low-dose GK1.5 cDb minimized biological effects on CD4+ T cells. CONCLUSIONS: Low-dose GK1.5 cDb yields high-contrast immunoPET images with minimal effects on T cell biology in vitro and in vivo and may be a useful tool for investigating CD4+ T cells in the context of preclinical disease models. Future approaches to minimizing biological effects may include the creation of monovalent fragments or selecting anti-CD4 antibodies which target alternative epitopes.