Synthesis and biological evaluation of 125I-erythropoietin as a potential radiopharmaceutical agent for tumours

Abstract

Erythropoietin (EPO) is a glycoprotein hormone responsible for regulating erythropoiesis. Expression of EPO and EPO receptors (EPOr) has recently been demonstrated in some neoplastic cell lines and tumours, suggesting a potential new target for therapy. In this work, EPO was labeled with iodine-125 using the lactoperoxidase method, known to prevent damage to protein during radioiodination, and labeling conditions were optimized. In vitro stability studies have shown that 125I-EPO is radiochemically stable for 20 days after radiolabeling. In vitro cell binding studies have demonstrated very low binding (<2%) of EPO to normal and neoplastic cell lines tested. As expected, the biodistribution in healthy mice exhibited comparatively high rates of fixation in the organs of the excretory system. Thyroid also proved to be a critical organ which may indicate in vivo dissociation of 125I-EPO. In mice with induced melanoma, only a residual fixation in the tumour was evident. Further studies are warranted on other tumoral cell lines to better understand the binding process and internalization into cells. Studies on EPO labeled with carbon-11 could be valuable, since there is a greater chance of preserving the biological activity of the protein using this method.

A eritropoetina (EPO) é um hormônio glicoprotéico responsável pela regulação da eritropoese. Recentemente foi demonstrado que os receptores de EPO (EPOr) estão expressos em algumas linhas celulares neoplásicas, o que sugere a sua potencialidade como um novo alvo terapêutico. Neste trabalho a EPO foi radiomarcada com iodo-125 através do método da lactoperoxidase, menos agressivo para a viabilidade biológica das proteínas. A 125I-EPO revelou ser radioquimicamente estável durante 20 dias após a síntese. Um estudo biológico in vitro em linhas celulares tumorais demonstrou que a 125I-EPO apresenta uma ligação muito fraca (<2%), tanto em células normais como nas linhagens tumorais testadas. A biodistribuição em camundongos saudáveis apresentou taxas de fixação relativamente maiores nos órgãos excretores e a tireóide revelou ser o órgão crítico, o que pode indicar a dissociação in vivo da 125I-EPO. No estudo em camundongos com melanoma induzido a fixação no tumor foi residual. Serão, no entanto, necessários novos estudos em outras linhagens tumorais para entender o seu processo de internalização e ligação nas células. Estudos da EPO radiomarcada com carbono-11 poderão também revelar-se interessantes, já que neste método há maior probabilidade da atividade biológica ser preservada.