The somatostatin receptor subtype 2 (sstr2) is expressed on a majority of luminal breast cancers, however SPECT and scintigraphy imaging with agonistic sstr2 probes has been sub-optimal. High affinity antagonists can access more binding sites on the cell surface, resulting in higher tumor uptake and improved sensitivity. We compared the tumor uptake and biodistribution of the antagonist 68Ga-NODAGA-JR11 with two agonists 68Ga-DOTA-Tyr3-octreotide (68Ga-DOTATOC) and 68Ga-DOTA-Tyr3-octreotate (68Ga-DOTATATE), in the human, sstr2-positive, luminal breast cancer model: ZR-75-1. Peptides were assayed for binding affinity using a filtration-based competitive assay to sstr2. natGa-DOTATOC and natGa-DOTATATE had excellent affinity (inhibition constant Ki: 0.9 ± 0.1 nM and 1.4 ± 0.3 nM respectively) compared to natGa-NODAGA-JR11 (25.9 ± 0.2 nM). The number of binding sites on ZR-75-1 cells was determined in vitro by saturation assays. Agonist 67/natGa-DOTATOC bound to 6.64 ± 0.39 × 104 sites/cells, which was 1.5-fold higher than 67/natGa-NODAGA-JR11 and 2.3-fold higher than 67/natGa-DOTATATE. All three 68Ga-labeled peptides were obtained in good decay-corrected radiochemical yield (61-68%) and were purified by high performance liquid chromatography to ensure high specific activity (137 – 281 MBq/nmol at the end of synthesis). NOD scid gamma mice bearing ZR-75-1 tumors were injected intravenously with the labeled peptides and used for PET/CT imaging and biodistribution at 1 h post-injection. We found that 68Ga-DOTATOC had the highest tumor uptake (18.4 ± 2.9%ID/g), followed by 68Ga-DOTATATE (15.2 ± 2.2%ID/g) and 68Ga-NODAGA-JR11 (12.2 ± 0.8%ID/g). Tumor-to-blood and tumor-to-muscle ratios were also higher for the agonists (>40 and >150 respectively), compared to the antagonist (15.6 ± 2.2 and 45.2 ± 11.6 respectively). The antagonist 68Ga-NODAGA-JR11 had the lowest tumor uptake and contrast compared to agonists 68Ga-DOTATOC and 68Ga-DOTATATE in ZR-75-1 xenografts. The main contributing factor to this result could be the use of an endogenously expressing cell line, which may differ from previously published transfected models in the number of low-affinity, antagonist-specific binding sites. The relative merit of agonists versus antagonists for sstr2 breast cancer imaging warrants further investigation, first in preclinical models with other sstr2-positive breast cancer xenografts, and ultimately in luminal breast cancer patients.

中文翻译：

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使用正电子发射断层扫描评估用于乳腺癌生长抑素受体成像的激动剂和拮抗剂放射性配体。

生长抑素受体亚型 2 (sstr2) 在大多数管腔乳腺癌中表达，但使用激动性 sstr2 探针的 SPECT 和闪烁显像成像并不理想。高亲和力拮抗剂可以进入细胞表面更多的结合位点，导致更高的肿瘤摄取和更高的敏感性。我们比较了拮抗剂 68Ga-NODAGA-JR11 与两种激动剂 68Ga-DOTA-Tyr3-octreotide (68Ga-DOTATOC) 和 68Ga-DOTA-Tyr3-octreotate (68Ga-DOTATATE) 在人类 sstr2-阳性、管腔乳腺癌模型：ZR-75-1。使用基于过滤的竞争性测定法测定肽对 sstr2 的结合亲和力。与 natGa-NODAGA-JR11 (25.9 ± 0.2 nM) 相比，natGa-DOTATOC 和 natGa-DOTATATE 具有出色的亲和力（抑制常数 Ki：分别为 0.9 ± 0.1 nM 和 1.4 ± 0.3 nM）。ZR-75-1 细胞上结合位点的数量通过饱和度测定在体外确定。激动剂 67/natGa-DOTATOC 与 6.64 ± 0.39 × 104 个位点/细胞结合，比 67/natGa-NODAGA-JR11 高 1.5 倍，比 67/natGa-DOTATATE 高 2.3 倍。所有三种 68Ga 标记的肽均以良好的衰减校正放射化学产率 (61-68%) 获得，并通过高效液相色谱法纯化以确保高比活性 (合成结束时为 137 – 281 MBq/nmol)。用标记的肽静脉内注射带有 ZR-75-1 肿瘤的 NOD scid γ 小鼠，并在注射后 1 小时用于 PET/CT 成像和生物分布。我们发现 68Ga-DOTATOC 的肿瘤摄取率最高 (18.4 ± 2.9%ID/g)，其次是 68Ga-DOTATATE (15.2 ± 2.2%ID/g) 和 68Ga-NODAGA-JR11 (12.2 ± 0.8%ID/g) . 与拮抗剂（分别为 15.6 ± 2.2 和 45.2 ± 11.6）相比，激动剂的肿瘤与血液和肿瘤与肌肉的比率（分别 > 40 和 > 150）也更高。与 ZR-75-1 异种移植物中的激动剂 68Ga-DOTATOC 和 68Ga-DOTATATE 相比，拮抗剂 68Ga-NODAGA-JR11 具有最低的肿瘤摄取和对比度。导致这一结果的主要因素可能是使用内源性表达细胞系，这可能与以前发表的转染模型在低亲和力、拮抗剂特异性结合位点的数量上有所不同。激动剂与拮抗剂在 sstr2 乳腺癌成像方面的相对优势值得进一步研究，首先是在其他 sstr2 阳性乳腺癌异种移植物的临床前模型中，最终在管腔乳腺癌患者中进行。分别为 150），而拮抗剂（分别为 15.6 ± 2.2 和 45.2 ± 11.6）。与 ZR-75-1 异种移植物中的激动剂 68Ga-DOTATOC 和 68Ga-DOTATATE 相比，拮抗剂 68Ga-NODAGA-JR11 具有最低的肿瘤摄取和对比度。导致这一结果的主要因素可能是使用内源性表达细胞系，这可能与以前发表的转染模型在低亲和力、拮抗剂特异性结合位点的数量上有所不同。激动剂与拮抗剂在 sstr2 乳腺癌成像方面的相对优势值得进一步研究，首先是在其他 sstr2 阳性乳腺癌异种移植物的临床前模型中，最终在管腔乳腺癌患者中进行。分别为 150），而拮抗剂（分别为 15.6 ± 2.2 和 45.2 ± 11.6）。与 ZR-75-1 异种移植物中的激动剂 68Ga-DOTATOC 和 68Ga-DOTATATE 相比，拮抗剂 68Ga-NODAGA-JR11 具有最低的肿瘤摄取和对比度。导致这一结果的主要因素可能是使用内源性表达细胞系，这可能与以前发表的转染模型在低亲和力、拮抗剂特异性结合位点的数量上有所不同。激动剂与拮抗剂在 sstr2 乳腺癌成像方面的相对优势值得进一步研究，首先是在其他 sstr2 阳性乳腺癌异种移植物的临床前模型中，最终在管腔乳腺癌患者中进行。与 ZR-75-1 异种移植物中的激动剂 68Ga-DOTATOC 和 68Ga-DOTATATE 相比，拮抗剂 68Ga-NODAGA-JR11 具有最低的肿瘤摄取和对比度。导致这一结果的主要因素可能是使用内源性表达细胞系，这可能与以前发表的转染模型在低亲和力、拮抗剂特异性结合位点的数量上有所不同。激动剂与拮抗剂在 sstr2 乳腺癌成像方面的相对优势值得进一步研究，首先是在其他 sstr2 阳性乳腺癌异种移植物的临床前模型中，最终在管腔乳腺癌患者中进行。与 ZR-75-1 异种移植物中的激动剂 68Ga-DOTATOC 和 68Ga-DOTATATE 相比，拮抗剂 68Ga-NODAGA-JR11 具有最低的肿瘤摄取和对比度。造成这一结果的主要因素可能是使用内源性表达细胞系，这可能与以前发表的转染模型在低亲和力、拮抗剂特异性结合位点的数量上有所不同。激动剂与拮抗剂在 sstr2 乳腺癌成像方面的相对优势值得进一步研究，首先是在其他 sstr2 阳性乳腺癌异种移植物的临床前模型中，最后是在管腔乳腺癌患者中。这可能与以前发表的转染模型在低亲和力、拮抗剂特异性结合位点的数量上有所不同。激动剂与拮抗剂在 sstr2 乳腺癌成像方面的相对优势值得进一步研究，首先是在其他 sstr2 阳性乳腺癌异种移植物的临床前模型中，最后是在管腔乳腺癌患者中。这可能与以前发表的转染模型在低亲和力、拮抗剂特异性结合位点的数量上有所不同。激动剂与拮抗剂在 sstr2 乳腺癌成像方面的相对优势值得进一步研究，首先是在其他 sstr2 阳性乳腺癌异种移植物的临床前模型中，最终在管腔乳腺癌患者中进行。