Site-specifieke koppeling van Nanobodies gericht tegen het membraaneiwit HER2 voor niet-invasieve, multimodale beeldvorming in preklinische kankermodellen

Sam Massa
Borstkankerdiagnose dankzij kamelenWereldwijd zijn er jaarlijks naar schatting 1,4 miljoen vrouwen die te horen krijgen dat ze borstkanker hebben. Dit maakt van borstkanker met voorsprong de meest voorkomende vorm van kanker bij vrouwen. Desondanks vormt borstkanker niet de meest dodelijke vorm onder de kankers. Een belangrijke reden hiervoor is het toenemende gebruik en de grotere effectiviteit van de beschikbare behandelingen. Voor de bepaling van de meest geschikte behandeling vormt de diagnose van het type borstkanker een belangrijke stap.

Site-specifieke koppeling van Nanobodies gericht tegen het membraaneiwit HER2 voor niet-invasieve, multimodale beeldvorming in preklinische kankermodellen

Borstkankerdiagnose dankzij kamelen

Wereldwijd zijn er jaarlijks naar schatting 1,4 miljoen vrouwen die te horen krijgen dat ze borstkanker hebben. Dit maakt van borstkanker met voorsprong de meest voorkomende vorm van kanker bij vrouwen. Desondanks vormt borstkanker niet de meest dodelijke vorm onder de kankers. Een belangrijke reden hiervoor is het toenemende gebruik en de grotere effectiviteit van de beschikbare behandelingen. Voor de bepaling van de meest geschikte behandeling vormt de diagnose van het type borstkanker een belangrijke stap. Kamelen lijken hiervoor een pijnloze oplossing te bieden.

Een belangrijke en agressieve vorm van borstkanker is de HER2-positieve borstkanker. HER2 (de humane epidermale groeifactorreceptor 2) is een eiwit dat abnormaal veel voorkomt op deze kankercellen. Er is momenteel reeds een behandeling beschikbaar die zich richt tegen deze specifieke vorm van borstkanker. Maar om in aanmerking te komen voor de behandeling is een correcte diagnose van het type borstkanker vereist. De huidige beschikbare technieken vereisen hiervoor een biopsie, waarbij er gesneden moet worden in de borst van de patiënt om een stukje van de tumor te onderzoeken, wat uiteraard een uiterst onaangename ervaring is. Medische beeldvorming vormt een niet-invasief alternatief hiervoor, dit wil zeggen dat er niet meer gesneden hoeft te worden. Door medische beeldvorming wil men specifiek de HER2 tumor in beeld brengen, net zoals men bijvoorbeeld in staat is via X-stralen het menselijke geraamte in beeld te brengen. Na de inspuiting van een beeldvormingsprobe gericht tegen het HER2 eiwit kunnen we de tumor lokaliseren en identificeren, en kunnen we zelfs uitzaaiingen opsporen. De beeldvormingsprobe is eigenlijk vergelijkbaar met een speurhond die we hebben opgeleid om een bepaald type kanker, in dit geval HER2-positieve borstkanker, op te sporen. Omdat we aan de beeldvormingsprobe ook een merker koppelen, zijn we in staat deze in beeld te brengen, net alsof we een lamp vastmaken aan onze speurhond waardoor deze zichtbaar wordt in het donker.

Momenteel wordt er onderzoek verricht om ook afgeleiden van kameelantilichamen als beeldvormingsprobe te gebruiken. Antilichamen vormen een belangrijk wapen in het verdedigingssysteem van mens en dier, en zijn dan ook in staat een vijand te herkennen en alarm te slaan. De kameelachtigen (kamelen, dromedarissen, lama’s,…) beschikken naast de conventionele antilichamen (die vergelijkbaar zijn met de antilichamen die voorkomen in het menselijke lichaam) ook over zogenaamde zware keten antilichamen. Dit type antilichamen biedt het voordeel dat er op eenvoudige wijze een klein fragment kan afgezonderd worden dat de functie van speurhond op zich kan nemen, iets wat bij de conventionele antilichamen niet zo vanzelfsprekend is. Omwille van hun uiterst kleine omvang (in de orde van enkele miljoensten van een millimeter) worden deze fragmenten ‘Nanobodies’ genoemd. Het gebruik van zulke kleine fragmenten is interessant omdat ze de tumor sneller en gemakkelijker kunnen bereiken, en bovendien zullen diegene die de kankercellen niet vinden ook weer sneller uit het lichaam van de patiënt verdwijnen. Dit voorkomt vals-positieve signalen en verhoogt ook het contrast van de beeldvorming, met name het onderscheid tussen tumorcellen en niet-tumorcellen.

Deze scriptie handelt meer bepaald over de wijze waarop een merker kan vastgemaakt worden aan een Nanobody. Momenteel gebeurt dit vaak door de merker te koppelen aan de lysines die voorkomen op het oppervlak van het Nanobody. Lysine is één van de twintig natuurlijk voorkomende aminozuren, de samenstellende delen van Nanobodies en andere eiwitten. Omdat lysine een veel voorkomend aminozuur is in Nanobodies, is het grote nadeel van deze koppelingsmethode dat dit op een willekeurige manier gebeurt: men weet op voorhand niet hoeveel merkers zullen binden en op welke plaatsen deze zullen binden. Net alsof er één, twee of drie lampen op verschillende plaatsen in de vacht van de speurhond vastgemaakt worden. Het grootste risico hierbij is dat het Nanobody zijn functie, namelijk het opsporen en binden van het doelwit, zou kunnen verliezen. Dit is het geval wanneer de merker bindt in de antigen-bindende regio van het Nanobody. Deze regio is een belangrijk onderdeel voor de functionaliteit van een Nanobody en zou dan ook best kunnen vergeleken worden met de snuit van de speurhond: wanneer we een lamp zouden vastmaken aan de snuit van de speurhond, zal dit zijn vermogen om zijn neus te gebruiken om de vijand op te sporen verminderen.

In deze scriptie wordt aangetoond dat het ook mogelijk is de merker op een site-specifieke manier te koppelen, waarbij we een positie kiezen waaraan één merker vastgemaakt wordt. Er wordt dan ook best gekozen om de merker aan het uiteinde tegenover de antigen-bindende site vast te maken, vergelijkbaar met de situatie waarbij de lamp zou vastgemaakt worden aan de staart van de speurhond, ver weg van de snuit. Zo kunnen we de hond volgen, zonder dat hij gehinderd wordt. Hiervoor wordt een cysteïne, een ander aminozuur, geïntroduceerd aan het uiteinde van het Nanobody. Er wordt aangetoond dat de beeldvormingsprobe na aanhechting van de merker nog steeds functioneel is en dus nog in staat is HER2-positieve tumoren te herkennen.

Het gebruik van deze site-specifieke koppelingsmethode resulteert in twee belangrijke voordelen. Door het specifiek kunnen kiezen van de positie waar de merker gekoppeld wordt, bestaat het risico niet meer dat de Nanobodies hun functie zouden verliezen en dus onbruikbaar zijn voor de diagnose in de patiënten. Een tweede voordeel is dat een groep beeldvormingsprobes ontwikkeld wordt waarvan elke probe slechts één merker heeft. Omdat we nu geen heterogene groep meer hebben (waarbij er probes zijn met één merker, probes met twee merkers,…) resulteert dit ook in een snellere overdracht van de beeldvormingsprobe van het onderzoekslabo naar het klinische gebruik in mensen, eenvoudigweg omdat er minder karakteriseringswerk vereist is.

Met dit onderzoek wordt dan ook een belangrijke stap genomen in de ontwikkeling van een pijnloze diagnosetechniek bij borstkankerpatiënten, met het oog op het kiezen van de meest geschikte behandeling.

Bibliografie

Adams, G. P., Mccartney, J. E., Tai, M. S., Oppermann, H., Huston, J. S., Stafford, W. F., Bookman, M. A., Fand, I., Houston, L. L. & Weiner, L. M. (1993). Highly Specific in-Vivo Tumor Targeting by Monovalent and Divalent Forms of 741f8 Anti-C-Erbb-2 Single-Chain Fv. Cancer Research 53, 4026-4034.

Adams, G. P., Schier, R., Mccall, A. M., Crawford, R. S., Wolf, E. J., Weiner, L. M. & Marks, J. D. (1998). Prolonged in Vivo Tumour Retention of a Human Diabody Targeting the Extracellular Domain of Human Her2/Neu. British Journal of Cancer 77, 1405-1412.

Adams, G. P., Schier, R., Mccall, A. M., Simmons, H. H., Horak, E. M., Alpaugh, R. K., Marks, J. D. & Weiner, L. M. (2001). High Affinity Restricts the Localization and Tumor Penetration of Single-Chain Fv Antibody Molecules. Cancer Research 61, 4750-4755.

Adams, G. P., Tai, M. S., Mccartney, J. E., Marks, J. D., Stafford, W. F., Houston, L. L., Huston, J. S. & Weiner, L. M. (2006). Avidity-Mediated Enhancement of in Vivo Tumor Targeting by Single-Chain Fv Dimers. Clinical Cancer Research 12, 1599-1605.

Ahlgren, S., Orlova, A., Rosik, D., Sandstrom, M., Sjoberg, A., Basstrup, B., Widmark, O., Fant, G., Feldwisch, J. & Tolmachev, V. (2008). Evaluation of Maleimide Derivative of Dota for Site-Specific Labeling of Recombinant Affibody Molecules. Bioconjugate Chemistry 19, 235-243.

Akiyama, T., Sudo, C., Ogawara, H., Toyoshima, K. & Yamamoto, T. (1986). The Product of the Human C-Erbb-2 Gene - a 185-Kilodalton Glycoprotein with Tyrosine Kinase-Activity. Science 232, 1644-1646.

Albrecht, H., Burke, P. A., Natarajan, A., Xiong, C. Y., Kalicinsky, M., Denardo, G. L. & Denardo, S. J. (2004). Production of Soluble Scfvs with C-Terminal-Free Thiol for Site-Specific Conjugation or Stable Dimeric Scfvs on Demand. Bioconjugate Chemistry 15, 16-26.

Baselga, J. & Swain, S. M. (2009). Novel Anticancer Targets: Revisiting Erbb2 and Discovering Erbb3. Nature Reviews Cancer 9, 463-475.

Baulida, J., Kraus, M. H., Alimandi, M., Difiore, P. P. & Carpenter, G. (1996). All Erbb Receptors Other Than the Epidermal Growth Factor Receptor Are Endocytosis Impaired. Journal of Biological Chemistry 271, 5251-5257.

Burgess, A. W., Cho, H. S., Eigenbrot, C., Ferguson, K. M., Garrett, T. P. J., Leahy, D. J., Lemmon, M. A., Sliwkowski, M. X., Ward, C. W. & Yokoyama, S. (2003). An Open-and-Shut Case? Recent Insights into the Activation of Egf/Erbb Receptors. Molecular Cell 12, 541-552.

Cai, W., Niu, G. & Chen, X. (2008). Multimodality Imaging of the Her-Kinase Axis in Cancer. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 35, 186-208.

Carrico, I. S., Carlson, B. L. & Bertozzi, C. R. (2007). Introducing Genetically Encoded Aldehydes into Proteins. Nature Chemical Biology 3, 321-322.

Chen, Z. D. & Ruffner, D. E. (1998). Amplification of Closed Circular DNA in Vitro. Nucleic Acids Research 26, 1126-1127.

Cherry, S. R. & Gambhir, S. S. (2001). Use of Positron Emission Tomography in Animal Research. ILAR Journal 42, 219-232.

Cho, H. S., Mason, K., Ramyar, K. X., Stanley, A. M., Gabelli, S. B., Denney, D. W. & Leahy, D. J. (2003). Structure of the Extracellular Region of Her2 Alone and in Complex with the Herceptin Fab. Nature 421, 756-760.

Citri, A. & Yarden, Y. (2006). Egf-Erbb Signalling: Towards the Systems Level. Nature Reviews Molecular Cell Biology 7, 505-516.

Clynes, R. A., Towers, T. L., Presta, L. G. & Ravetch, J. V. (2000). Inhibitory Fc Receptors Modulate in Vivo Cytoxicity against Tumor Targets. Nature Medicine 6, 443-446.

Conrath, K. E., Lauwereys, M., Galleni, M., Matagne, A., Frere, J. M., Kinne, J., Wyns, L. & Muyldermans, S. (2001). Beta-Lactamase Inhibitors Derived from Single-Domain Antibody Fragments Elicited in the Camelidae. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 45, 2807-2812.

Conrath, K., Vincke, C., Stijlemans, B., Schymkowitz, J., Decanniere, K., Wyns, L., Muyldermans, S. & Loris, R. (2005). Antigen Binding and Solubility Effects Upon Veneering of a Camel Vhh in Framework-2 to the Mimic a Vh. Journal of Molecular Biology 350, 112-125.

Cortez-Retamozo, V., Lauwereys, M., Gh, G. H., Gobert, M., Conrath, K., Muyldermans, S., De Baetselier, P. & Revets, H. (2002). Efficient Tumor Targeting by Single-Domain Antibody Fragments of Camels. International Journal of Cancer 98, 456-462.

Crone, S. A., Zhao, Y. Y., Fan, L., Gu, Y. S., Minamisawa, S., Liu, Y., Peterson, K. L., Chen, J., Kahn, R., Condorelli, G., Ross, J., Chien, K. R. & Lee, K. F. (2002). Erbb2 Is Essential in the Prevention of Dilated Cardiomyopathy. Nature Medicine 8, 459-465.

Day, J. J., Marquez, B. V., Beck, H. E., Aweda, T. A., Gawande, P. D. & Meares, C. F. (2010). Chemically Modified Antibodies as Diagnostic Imaging Agents. Current Opinion in Chemical Biology 14, 803-809.

De Genst, E., Silence, K., Decanniere, K., Conrath, K., Loris, R., Kinne, R., Muyldermans, S. & Wyns, L. (2006). Molecular Basis for the Preferential Cleft Recognition by Dromedary Heavy-Chain Antibodies. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103, 4586-4591.

De Potter, C. R., Schelfhout, A. M., Verbeek, P., Lakhani, S. R., Brunken, R., Schroeter, C. A., Van Den Tweel, J. G., Schauer, A. J. & Sloane, J. P. (1995). Neu Overexpression Correlates with Extent of Disease in Large Cell Ductal in Situ Carcinoma of the Breast. Human Pathology 26, 601-606.

Decanniere, K., Muyldermans, S. & Wyns, L. (2000). Canonical Antigen-Binding Loop Structures in Immunoglobulins: More Structures, More Canonical Classes? Journal of Molecular Biology 300, 83-91.

Dendukuri, N., Khetani, K., Mcisaac, M. & Brophy, J. (2007). Testing for Her2-Positive Breast Cancer: A Systematic Review and Cost-Effectiveness Analysis. Canadian Medical Association Journal 176, 1429-1434.

Desmyter, A., Transue, T. R., Ghahroudi, M. A., Thi, M. H. D., Poortmans, F., Hamers, R., Muyldermans, S. & Wyns, L. (1996). Crystal Structure of a Camel Single-Domain V-H Antibody Fragment in Complex with Lysozyme. Nature Structural Biology 3, 803-811.

Dreher, M. R., Liu, W. G., Michelich, C. R., Dewhirst, M. W., Yuan, F. & Chilkoti, A. (2006). Tumor Vascular Permeability, Accumulation, and Penetration of Macromolecular Drug Carriers. Journal of the National Cancer Institute 98, 335-344.

Dumoulin, M., Conrath, K., Van Meirhaeghe, A., Meersman, F., Heremans, K., Frenken, L. G. J., Muyldermans, S., Wyns, L. & Matagne, A. (2002). Single-Domain Antibody Fragments with High Conformational Stability. Protein Science 11, 500-515.

Ferlay, J., Shin, H. R., Bray, F., Forman, D., Mathers, C. & Parkin, D. M. (2010). GLOBOCAN 2008 v1.2, Cancer Incidence and Mortality Worldwide: IARC CancerBase No. 10. Geraadpleegd op 22 april 2011 via http://globocan.iarc.fr

Ferrusi, I. L., Marshall, D. A., Kulin, N. A., Leighl, N. B. & Phillips, K. A. (2009). Looking Back at 10 Years of Trastuzumab Therapy: What Is the Role of Her2 Testing? A Systematic Review of Health Economic Analyses. Personalized Medicine 6, 193-215.

Franklin, M. C., Carey, K. D., Vajdos, F. F., Leahy, D. J., De Vos, A. M. & Sliwkowski, M. X. (2004). Insights into Erbb Signaling from the Structure of the Erbb2-Pertuzumab Complex. Cancer Cell 5, 317-328.

Frenken, L. G. J., Van Der Linden, R. H. J., Hermans, P., Bos, J. W., Ruuls, R. C., De Geus, B. & Verrips, C. T. (2000). Isolation of Antigen Specific Llama V-Hh Antibody Fragments and Their High Level Secretion by Saccharomyces Cerevisiae. Journal of Biotechnology 78, 11-21.

Fujimori, K., Covell, D. G., Fletcher, J. E. & Weinstein, J. N. (1989). Modeling Analysis of the Global and Microscopic Distribution of Immunoglobulin-G, F(Ab')2, and Fab in Tumors. Cancer Research 49, 5656-5663.

Gadella, T. W. J. & Jovin, T. M. (1995). Oligomerization of Epidermal Growth-Factor Receptors on A431 Cells Studied by Time-Resolved Fluorescence Imaging Microscopy - a Stereochemical Model for Tyrosine Kinase Receptor Activation. Journal of Cell Biology 129, 1543-1558.

Gainkam, L. O. T., Caveliers, V., Devoogdt, N., Vanhove, C., Xavier, C., Boerman, O., Muyldermans, S., Bossuyt, A. & Lahoutte, T. (2011). Localization, Mechanism and Reduction of Renal Retention of Technetium-99m Labeled Epidermal Growth Factor Receptor-Specific Nanobody in Mice. Contrast Media & Molecular Imaging 6, 85-92.

Gainkam, L. O. T., Huang, L., Caveliers, V., Keyaerts, M., Hernot, S., Vaneycken, I., Vanhove, C., Revets, H., De Baetselier, P. & Lahoutte, T. (2008). Comparison of the Biodistribution and Tumor Targeting of Two Tc-99m-Labeled Anti-Egfr Nanobodies in Mice, Using Pinhole Spect/Micro-Ct. Journal of Nuclear Medicine 49, 788-795.

Gainkam, L. O. T., Caveliers, V., Devoogdt, N., Vanhove, C., Xavier, C., Boerman, O., Muyldermans, S., Bossuyt, A. & Lahoutte, T. (2011). Localization, Mechanism and Reduction of Renal Retention of Technetium-99m Labeled Epidermal Growth Factor Receptor-Specific Nanobody in Mice. Contrast Media & Molecular Imaging 6, 85-92.

Garrett, T. P. J., Mckern, N. M., Lou, M. Z., Elleman, T. C., Adams, T. E., Lovrecz, G. O., Kofler, M., Jorissen, R. N., Nice, E. C., Burgess, A. W. & Ward, C. W. (2003). The Crystal Structure of a Truncated Erbb2 Ectodomain Reveals an Active Conformation, Poised to Interact with Other Erbb Receptors. Molecular Cell 11, 495-505.

Garrett, T. P. J., Mckern, N. M., Lou, M. Z., Elleman, T. C., Adams, T. E., Lovrecz, G. O., Zhu, H. J., Walker, F., Frenkel, M. J., Hoyne, P. A., Jorissen, R. N., Nice, E. C., Burgess, A. W. & Ward, C. W. (2002). Crystal Structure of a Truncated Epidermal Growth Factor Receptor Extracellular Domain Bound to Transforming Growth Factor Alpha. Cell 110, 763-773.

Gasteiger, E., Hoogland, C., Gattiker, A., Duvaud, S., Wilkins, M. R., Appel, R. D. & Bairoch, A. (2005). Protein Identification and Analysis Tools on the Expasy Server. In: The Proteomics Protocols Handbook  (J. M. Walker, Eds.), Humana Press, Totowa, NJ, VSA, pp. 571-607.

George, A. J. T., Jamar, F., Tai, M. S., Heelan, B. T., Adams, G. P., Mccartney, J. E., Houston, L. L., Weiner, L. M., Oppermann, H., Peters, A. M. & Huston, J. S. (1995). Radiometal Labeling of Recombinant Proteins by a Genetically-Engineered Minimal Chelation Site - Tc-99m Coordination by Single-Chain Fv Antibody Fusion Proteins through a C-Terminal Cysteinyl Peptide. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 92, 8358-8362.

Ghahroudi, M. A., Desmyter, A., Wyns, L., Hamers, R. & Muyldermans, S. (1997). Selection and Identification of Single Domain Antibody Fragments from Camel Heavy-Chain Antibodies. Febs Letters 414, 521-526.

Hamblett, K. J., Senter, P. D., Chace, D. F., Sun, M. M. C., Lenox, J., Cerveny, C. G., Kissler, K. M., Bernhardt, S. X., Kopcha, A. K., Zabinski, R. F., Meyer, D. L. & Francisco, J. A. (2004). Effects of Drug Loading on the Antitumor Activity of a Monoclonal Antibody Drug Conjugate. Clinical Cancer Research 10, 7063-7070.

Hamers-Casterman, C., Atarhouch, T., Muyldermans, S., Robinson, G., Hamers, C., Songa, E. B., Bendahman, N. & Hamers, R. (1993). Naturally-Occurring Antibodies Devoid of Light-Chains. Nature 363, 446-448.

Hanna, W., Nofech-Mozes, S. & Kahn, H. J. (2007). Intratumoral Heterogeneity of Her2/Neu in Breast Cancer - a Rare Event. Breast Journal 13, 122-129.

Hassanzadeh-Ghassabeh, G., Muylermans, S. & Saerens, D. (2010). Nanobodies, Single-Domain Antigen-Binding Fragments of Camelid Heavy-Chain Antibodies. In: Current Trends in Monoclonal Antibody Development and Manufacturing  (S. J. Shire, W. Gombotz, K. Bechtold-Peters & J. Andya, Eds.), Springer New York, New York, NY, VSA, pp. 29-48.

Hofer, T., Skeffington, L. R., Chapman, C. M. & Rader, C. (2009). Molecularly Defined Antibody Conjugation through a Selenocysteine Interface. Biochemistry 48, 12047-12057.

Holbro, T., Beerli, R. R., Maurer, F., Koziczak, M., Barbas, C. F. & Hynes, N. E. (2003). The Erbb2/Erbb3 Heterodimer Functions as an Oncogenic Unit: Erbb2 Requires Erbb3 to Drive Breast Tumor Cell Proliferation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 100, 8933-8938.

Holliger, P. & Hudson, P. J. (2005). Engineered Antibody Fragments and the Rise of Single Domains. Nature Biotechnology 23, 1126-1136.

Huang, L., Gainkam, L. O. T., Caveliers, V., Vanhove, C., Keyaerts, M., De Baetselier, P., Bossuyt, A., Revets, H. & Lahoutte, T. (2008). Spect Imaging with Tc-99m-Labeled Egfr-Specific Nanobody for in Vivo Monitoring of Egfr Expression. Molecular Imaging and Biology 10, 167-175.

Huang, L., Muyldermans, S. & Saerens, D. (2010). Nanobodies (R): Proficient Tools in Diagnostics. Expert Review of Molecular Diagnostics 10, 777-785.

Hynes, N. E. & Lane, H. A. (2005). Erbb Receptors and Cancer: The Complexity of Targeted Inhibitors. Nature Reviews Cancer 5, 341-354.

Hynes, N. E. & Stern, D. F. (1994). The Biology of Erbb-2 Neu Her-2 and Its Role in Cancer. Biochimica Et Biophysica Acta-Reviews on Cancer 1198, 165-184.

Ismaili, A., Jalali-Javaran, M., Rasaee, M. J., Rahbarizadeh, F., Forouzandeh-Moghadam, M. & Memari, H. R. (2007). Production and Characterization of Anti-(Mucin Muci) Single-Domain Antibody in Tobacco (Nicotiana Tabacum Cultivar Xanthi). Biotechnology and Applied Biochemistry 47, 11-19.

Joosten, V., Gouka, R. J., Van Den Hondel, C., Verrips, C. T. & Lokman, B. C. (2005). Expression and Production of Llama Variable Heavy-Chain Antibody Fragments (V(Hh)S) by Aspergillus Awamori. Applied Microbiology and Biotechnology 66, 384-392.

Junutula, J. R., Raab, H., Clark, S., Bhakta, S., Leipold, D. D., Weir, S., Chen, Y., Simpson, M., Tsai, S. P., Dennis, M. S., Lu, Y. M., Meng, Y. G., Ng, C., Yang, J. H., Lee, C. C., Duenas, E., Gorrell, J., Katta, V., Kim, A., Mcdorman, K., Flagella, K., Venook, R., Ross, S., Spencer, S. D., Wong, W. L., Lowman, H. B., Vandlen, R., Sliwkowski, M. X., Scheller, R. H., Polakis, P. & Mallet, W. (2008). Site-Specific Conjugation of a Cytotoxic Drug to an Antibody Improves the Therapeutic Index. Nature Biotechnology 26, 925-932.

Kabat, E., Wu, T. T., Perry, H. M., Gottesman, K. S. & Foeller, C. (1991).Sequence of proteins of immunological interest. US Public Health Services, NIH Bethesda, MD, Publication No. 91-3242.

Kampmeier, F., Ribbert, M., Nachreiner, T., Dembski, S., Beaufils, F., Brecht, A. & Barth, S. (2009). Site-Specific, Covalent Labeling of Recombinant Antibody Fragments Via Fusion to an Engineered Version of 6-O-Alkylguanine DNA Alkyltransferase. Bioconjugate Chemistry 20, 1010-1015.

Karunagaran, D., Tzahar, E., Beerli, R. R., Chen, X. M., Grausporta, D., Ratzkin, B. J., Seger, R., Hynes, N. E. & Yarden, Y. (1996). Erbb-2 Is a Common Auxiliary Subunit of Ndf and Egf Receptors: Implications for Breast Cancer. Embo Journal 15, 254-264.

Klapper, L. N., Glathe, S., Vaisman, N., Hynes, N. E., Andrews, G. C., Sela, M. & Yarden, Y. (1999). The Erbb-2/Her2 Oncoprotein of Human Carcinomas May Function Solely as a Shared Coreceptor for Multiple Stroma-Derived Growth Factors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 96, 4995-5000.

Kramer-Marek, G., Kiesewetter, D. O., Martiniova, L., Jagoda, E., Lee, S. B. & Capala, J. (2008). F-18 Fbem-Z(Her2 : 342) - Affibody Molecule - a New Molecular Tracer for in Vivo Monitoring of Her2 Expression by Positron Emission Tomography. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 35, 1008-1018.

Lauwereys, M., Ghahroudi, M. A., Desmyter, A., Kinne, J., Holzer, W., De Genst, E., Wyns, L. & Muyldermans, S. (1998). Potent Enzyme Inhibitors Derived from Dromedary Heavy-Chain Antibodies. Embo Journal 17, 3512-3520.

Lefranc, M. P., Pommie, C., Ruiz, M., Giudicelli, V., Foulquier, E., Truong, L., Thouvenin-Contet, V. & Lefranc, G. (2003). Imgt Unique Numbering for Immunoglobulin and T Cell Receptor Variable Domains and Ig Superfamily V-Like Domains. Developmental and Comparative Immunology 27, 55-77.

Lenferink, A. E. G., Pinkas-Kramarski, R., Van De Poll, M. L. M., Van Vugt, M. J. H., Klapper, L. N., Tzahar, E., Waterman, H., Sela, M., Van Zoelen, E. J. J. & Yarden, Y. (1998). Differential Endocytic Routing of Homo- and Hetero-Dimeric Erbb Tyrosine Kinases Confers Signaling Superiority to Receptor Heterodimers. Embo Journal 17, 3385-3397.

Li, J., Wang, X. H., Wang, X. M. & Chen, Z. L. (2006). Site-Specific Conjugation of Bifunctional Chelator Bat to Mouse Igg(1) Fab' Fragment. Acta Pharmacologica Sinica 27, 237-241.

Li, L., Olafsen, T., Anderson, A. L., Wu, A., Raubitschek, A. A. & Shively, J. E. (2002). Reduction of Kidney Uptake in Radiometal Labeled Peptide Linkers Conjugated to Recombinant Antibody Fragments. Site-Specific Conjugation of Dota-Peptides to a Cys-Diabody. Bioconjugate Chemistry 13, 985-995.

Liu, E., Thor, A., He, M., Barcos, M., Ljung, B. M. & Benz, C. (1992). The Her2 (C-Erbb-2) Oncogene Is Frequently Amplified in Insitu Carcinomas of the Breast. Oncogene 7, 1027-1032.

Lyons, A., King, D. J., Owens, R. J., Yarranton, G. T., Millican, A., Whittle, N. R. & Adair, J. R. (1990). Site-Specific Attachment to Recombinant Antibodies Via Introduced Surface Cysteine Residues. Protein Engineering 3, 703-708.

Mankoff, D. A. (2007). A Definition of Molecular Imaging. Journal of Nuclear Medicine 48, 18N, 21N.

Mankoff, D. A., Link, J. M., Linden, H. M., Sundararajan, L. & Krohn, K. A. (2008). Tumor Receptor Imaging. Journal of Nuclear Medicine 49, 149S-163S.

Moriki, T., Maruyama, H. & Maruyama, I. N. (2001). Activation of Preformed Egf Receptor Dimers by Ligand-Induced Rotation of the Transmembrane Domain. Journal of Molecular Biology 311, 1011-1026.

Muyldermans, S. (2001). Single Domain Camel Antibodies: Current Status. Reviews in Molecular Biotechnology 74, 277-302.

Muyldermans, S., Atarhouch, T., Saldanha, J., Barbosa, J. & Hamers, R. (1994). Sequence and Structure of V-H Domain from Naturally-Occurring Camel Heavy-Chain Immunoglobulins Lacking Light-Chains. Protein Engineering 7, 1129-1135.

Neyt, M., Huybrechts, M., Hulstaert, F., Vrijens, F. & Ramaekers, D. (2008). Trastuzumab in Early Stage Breast Cancer: A Cost-Effectiveness Analysis for Belgium. Health Policy 87, 146-159.

Nguyen, V. K., Hamers, R., Wyns, L. & Muyldermans, S. (2000). Camel Heavy-Chain Antibodies: Diverse Germline Vhh and Specific Mechanisms Enlarge the Antigen-Binding Repertoire. Embo Journal 19, 921-930.

Ober, R. J., Martinez, C., Lai, X. M., Zhou, A. C. & Ward, E. S. (2004a). Exocytosis of Igg as Mediated by the Receptor, Fcrn: An Analysis at the Single-Molecule Level. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101, 11076-11081.

Ober, R. J., Martinez, C., Vaccaro, C., Zhou, J. C. & Ward, E. S. (2004b). Visualizing the Site and Dynamics of Igg Salvage by the Mhc Class I-Related Receptor, Fcrn. Journal of Immunology 172, 2021-2029.

Ogiso, H., Ishitani, R., Nureki, O., Fukai, S., Yamanaka, M., Kim, J. H., Saito, K., Sakamoto, A., Inoue, M., Shirouzu, M. & Yokoyama, S. (2002). Crystal Structure of the Complex of Human Epidermal Growth Factor and Receptor Extracellular Domains. Cell 110, 775-787.

Olafsen, T., Bruland, O. S., Zalutsky, M. R. & Sandlie, I. (1995). Cloning and Sequencing of V-Genes from Anti-Osteosarcoma Monoclonal-Antibodies Tp-1 and Tp-3 - Location of Lysine Residues and Implications for Radiolabeling. Nuclear Medicine and Biology 22, 765-771.

Olafsen, T., Cheung, C. W., Yazaki, P. J., Li, L., Sundaresan, G., Gambhir, S. S., Sherman, M. A., Williams, L. E., Shively, J. E., Raubitschek, A. A. & Wul, A. M. (2004). Covalent Disulfide-Linked Anti-Cea Diabody Allows Site-Specific Conjugation and Radiolabeling for Tumor Targeting Applications. Protein Engineering Design & Selection 17, 21-27.

Orlova, A., Magnusson, M., Eriksson, T. L. J., Nilsson, M., Larsson, B., Hoiden-Guthenherg, I., Widstrom, C., Carlsson, J., Tolmachev, V., Stahl, S. & Nilsson, F. Y. (2006a). Tumor Imaging Using a Picomolar Affinity Her2 Binding Affibody Molecule. Cancer Research 66, 4339-4348.

Orlova, A., Nilsson, F. Y., Wikman, M., Widstrom, C., Stahl, S., Carlsson, J. & Tolmachev, V. (2006b). Comparative in Vivo Evaluation of Technetium and Iodine Labels on an Anti-Her2 Affibody for Single-Photon Imaging of Her2 Expression in Tumors. Journal of Nuclear Medicine 47, 512-519.

Perez, E. A. (2008). Cardiac Toxicity of Erbb2-Targeted Therapies: What Do We Know? Clinical Breast Cancer 8, S114-S120.

Perez, E. A., Suman, V. J., Davidson, N. E., Martino, S., Kaufman, P. A., Lingle, W. L., Flynn, P. J., Ingle, J. N., Visscher, D. & Jenkins, R. B. (2006). Her2 Testing by Local, Central, and Reference Laboratories in Specimens from the North Central Cancer Treatment Group N9831 Intergroup Adjuvant Trial. Journal of Clinical Oncology 24, 3032-3038.

Pinkas-Kramarski, R., Soussan, L., Waterman, H., Levkowitz, G., Alroy, I., Klapper, L., Lavi, S., Seger, R., Ratzkin, B. J., Sela, M. & Yarden, Y. (1996). Diversification of Neu Differentiation Factor and Epidermal Growth Factor Signaling by Combinatorial Receptor Interactions. Embo Journal 15, 2452-2467.

Pysz, M. A., Gambhir, S. S. & Willmann, J. K. (2010). Molecular Imaging: Current Status and Emerging Strategies. Clinical Radiology 65, 500-516.

Rabuka, D. (2010). Chemoenzymatic Methods for Site-Specific Protein Modification. Current Opinion in Chemical Biology 14, 790-796.

Ravoet, J. (2010). Geoptimaliseerde Aanmaak Van Nanobody-Conjugaten Door Introductie Van Een Enkele Cysteïne Aan Het Nanobody Oppervlak. Masterproef, Vrije Universiteit Brussel, 80 pp.

Ross, J. S., Slodkowska, E. A., Symmans, W. F., Pusztai, L., Ravdin, P. M. & Hortobagyi, G. N. (2009). The Her-2 Receptor and Breast Cancer: Ten Years of Targeted Anti-Her-2 Therapy and Personalized Medicine. Oncologist 14, 320-368.

Rush, J. S. & Bertozzi, C. R. (2008). New Aldehyde Tag Sequences Identified by Screening Formylglycine Generating Enzymes in Vitro and in Vivo. Journal of the American Chemical Society 130, 12240.

Saerens, D., Ghassabeh, G. H. & Muyldermans, S. (2008). Single-Domain Antibodies as Building Blocks for Novel Therapeutics. Current Opinion in Pharmacology 8, 600-608.

Saga, T., Endo, K., Akiyama, T., Sakahara, H., Koizumi, M., Watanabe, Y., Nakai, T., Hosono, M., Yamamoto, T., Toyoshima, K. & Konishi, J. (1991). Scintigraphic Detection of Overexpressed C-Erbb-2 Protooncogene Products by a Class-Switched Murine Anti-C-Erbb-2 Protein Monoclonal-Antibody. Cancer Research 51, 990-994.

Schechter, A. L., Stern, D. F., Vaidyanathan, L., Decker, S. J., Drebin, J. A., Greene, M. I. & Weinberg, R. A. (1984). The Neu Oncogene - an Erb-B-Related Gene Encoding a 185,000-Mr Tumor-Antigen. Nature 312, 513-516.

Schmiedl, A., Breitling, F., Winter, C. H., Queitsch, I. & Dubel, S. (2000). Effects of Unpaired Cysteines on Yield, Solubility and Activity of Different Recombinant Antibody Constructs Expressed in E. Coli. Journal of Immunological Methods 242, 101-114.

Simmons, D. P., Abregu, F. A., Krishnan, U. V., Proll, D. F., Streltsov, V. A., Doughty, L., Hattarki, M. K. & Nuttall, S. D. (2006). Dimerisation Strategies for Shark Ignar Single Domain Antibody Fragments. Journal of Immunological Methods 315, 171-184.

Slamon, D. J., Clark, G. M., Wong, S. G., Levin, W. J., Ullrich, A. & Mcguire, W. L. (1987). Human-Breast Cancer - Correlation of Relapse and Survival with Amplification of the Her-2 Neu Oncogene. Science 235, 177-182.

Slamon, D. J., Leyland-Jones, B., Shak, S., Fuchs, H., Paton, V., Bajamonde, A., Fleming, T., Eiermann, W., Wolter, J., Pegram, M., Baselga, J. & Norton, L. (2001). Use of Chemotherapy Plus a Monoclonal Antibody against Her2 for Metastatic Breast Cancer That Overexpresses Her2. New England Journal of Medicine 344, 783-792.

Sletten, E. M. & Bertozzi, C. R. (2009). Bioorthogonal Chemistry: Fishing for Selectivity in a Sea of Functionality. Angewandte Chemie-International Edition 48, 6974-6998.

Stijlemans, B., Conrath, K., Cortez-Retamozo, V., Van Xong, H., Wyns, L., Senter, P., Revets, H., De Baetselier, P., Muyldermans, S. & Magez, S. (2004). Efficient Targeting of Conserved Cryptic Epitopes of Infectious Agents by Single Domain Antibodies - African Trypanosomes as Paradigm. Journal of Biological Chemistry 279, 1256-1261.

Stimmel, J. B., Merrill, B. M., Kuyper, L. F., Moxham, C. P., Hutchins, J. T., Fling, M. E. & Kull, F. C. (2000). Site-Specific Conjugation on Serine -> Cysteine Variant Monoclonal Antibodies. Journal of Biological Chemistry 275, 30445-30450.

Tai, M. S., Mccartney, J. E., Adams, G. P., Jin, D., Hudziak, R. M., Oppermann, H., Laminet, A. A., Bookman, M. A., Wolf, E. J., Liu, S., Stafford, W. F., Fand, I., Houston, L. L., Weiner, L. M. & Huston, J. S. (1995). Targeting C-Erbb-2 Expressing Tumors Using Single-Chain Fv Monomers and Dimers. Cancer Research 55, S5983-S5989.

Tang, Y., Wang, J., Scollard, D. A., Mondal, H., Holloway, C., Kahn, H. J. & Reilly, R. M. (2005). Imaging of Her2/Neu-Positive Bt-474 Human Breast Cancer Xenografts in Athymic Mice Using in-111-Trastuzumab (Herceptin) Fab Fragments. Nuclear Medicine and Biology 32, 51-58.

Tijink, B. M., Laeremans, T., Budde, M., Walsum, M. S. V., Dreier, T., De Haard, H. J., Leemans, C. R. & Van Dongen, G. (2008). Improved Tumor Targeting of Anti-Epidermal Growth Factor Receptor Nanobodies through Albumin Binding: Taking Advantage of Modular Nanobody Technology. Molecular Cancer Therapeutics 7, 2288-2297.

Tolmachev, V. (2008). Imaging of Her-2 Overexpression in Tumors for Guiding Therapy. Current Pharmaceutical Design 14, 2999-3019.

Tolmachev, V. & Stone-Elander, S. (2010). Radiolabelled Proteins for Positron Emission Tomography: Pros and Cons of Labelling Methods. Biochimica Et Biophysica Acta-General Subjects 1800, 487-510.

Tzahar, E., Waterman, H., Chen, X. M., Levkowitz, G., Karunagaran, D., Lavi, S., Ratzkin, B. J. & Yarden, Y. (1996). A Hierarchical Network of Interreceptor Interactions Determines Signal Transduction by Neu Differentiation Factor/Neuregulin and Epidermal Growth Factor. Molecular and Cellular Biology 16, 5276-5287.

Vaneycken, I., D'huyvetter, M., Hernot, S., De Vos, J., Xavier, C., Devoogdt, N., Caveliers, V. & Lahoutte, T. (2011a). Immuno-Imaging Using Nanobodies. Current Opinion in Biotechnology [In Press].

Vaneycken, I., Devoogdt, N., Van Gassen, N., Vincke, C., Xavier, C., Wernery, U., Muyldermans, S., Lahoutte, T. & Caveliers, V. (2011b). Preclinical Screening of Anti-Her2 Nanobodies for Molecular Imaging of Breast Cancer. The FASEB Journal April 08, 2011 [Epub ahead of print].

Vaneycken, I., Govaert, J., Vincke, C., Caveliers, V., Lahoutte, T., De Baetselier, P., Raes, G., Bossuyt, A., Muyldermans, S. & Devoogdt, N. (2010). In Vitro Analysis and in Vivo Tumor Targeting of a Humanized, Grafted Nanobody in Mice Using Pinhole Spect/Micro-Ct. Journal of Nuclear Medicine 51, 1099-1106.

Van De Broek, B., Devoogdt, N., D'hollander, A., Gijs, H.-L., Jans, K., Lagae, L., Muyldermans, S., Maes, G. & Borghs, G. (2011). Specific Cell Targeting with Nanobody Conjugated Branched Gold Nanoparticles for Photothermal Therapy. Acs Nano 5, 4319-4328.

Vegt, E., De Jong, M., Wetzels, J. F. M., Masereeuw, R., Melis, M., Oyen, W. J. G., Gotthardt, M. & Boerman, O. C. (2010). Renal Toxicity of Radiolabeled Peptides and Antibody Fragments: Mechanisms, Impact on Radionuclide Therapy, and Strategies for Prevention. Journal of Nuclear Medicine 51, 1049-1058.

Vincke, C., Loris, R., Saerens, D., Martinez-Rodriguez, S., Muyldermans, S. & Conrath, K. (2009). General Strategy to Humanize a Camelid Single-Domain Antibody and Identification of a Universal Humanized Nanobody Scaffold. Journal of Biological Chemistry 284, 3273-3284.

Wadas, T. J., Wong, E. H., Weisman, G. R. & Anderson, C. J. (2010). Coordinating Radiometals of Copper, Gallium, Indium, Yttrium, and Zirconium for Pet and Spect Imaging of Disease. Chemical Reviews 110, 2858-2902.

Waibel, R., Alberto, R., Willuda, J., Finnern, R., Schibli, R., Stichelberger, A., Egli, A., Abram, U., Mach, J. P., Pluckthun, A. & Schubiger, P. A. (1999). Stable One-Step Technetium-99m Labeling of His-Tagged Recombinant Proteins with a Novel Tc(I)-Carbonyl Complex. Nature Biotechnology 17, 897-901.

Wang, L. & Schultz, P. G. (2005). Expanding the Genetic Code. Angewandte Chemie-International Edition 44, 34-66.

Ward, E. S., Gussow, D., Griffiths, A. D., Jones, P. T. & Winter, G. (1989). Binding Activities of a Repertoire of Single Immunoglobulin Variable Domains Secreted from Escherichia Coli. Nature 341, 544-546.

Weigel, M. T. & Dowsett, M. (2010). Current and Emerging Biomarkers in Breast Cancer: Prognosis and Prediction. Endocrine-Related Cancer 17, R245-R262.

Willmann, J. K., Van Bruggen, N., Dinkelborg, L. M. & Gambhir, S. S. (2008). Molecular Imaging in Drug Development. Nature Reviews Drug Discovery 7, 591-607.

Willuda, J., Kubetzko, S., Waibel, R., Schubiger, P. A., Zangemeister-Wittke, U. & Pluckthun, A. (2001). Tumor Targeting of Mono-, Di-, and Tetravalent Anti-P185(Her-2) Miniantibodies Multimerized by Self-Associating Peptides. Journal of Biological Chemistry 276, 14385-14392.

World Health Organisation (2011). Cancer – Fact sheet N° 297. Geraadpleegd op 22 april 2011 via http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs297/en/

Wu, A. M. & Senter, P. D. (2005). Arming Antibodies: Prospects and Challenges for Immunoconjugates. Nature Biotechnology 23, 1137-1146.

Wu, P., Shui, W. Q., Carlson, B. L., Hu, N., Rabuka, D., Lee, J. & Bertozzi, C. R. (2009). Site-Specific Chemical Modification of Recombinant Proteins Produced in Mammalian Cells by Using the Genetically Encoded Aldehyde Tag. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106, 3000-3005.

Yarden, Y. (2001). Biology of Her2 and Its Importance in Breast Cancer. Oncology 61, 1-13.

Zahnd, C., Kawe, M., Stumpp, M. T., De Pasquale, C., Tamaskovic, R., Nagy-Davidescu, G., Dreier, B., Schibli, R., Binz, H. K., Waibel, R. & Pluckthun, A. (2010). Efficient Tumor Targeting with High-Affinity Designed Ankyrin Repeat Proteins: Effects of Affinity and Molecular Size. Cancer Research 70, 1595-1605.

Yoshitake, S., Yamada, Y., Ishikawa, E. & Masseyeff, R. (1979). Conjugation of Glucose-Oxidase from Aspergillus-Niger and Rabbit Antibodies Using N-Hydroxysuccinimide Ester of N-(4-Carboxycyclohexylmethyl)-Maleimide. European Journal of Biochemistry 101, 395-399.

Zahnd, C., Kawe, M., Stumpp, M. T., De Pasquale, C., Tamaskovic, R., Nagy-Davidescu, G., Dreier, B., Schibli, R., Binz, H. K., Waibel, R. & Pluckthun, A. (2010). Efficient Tumor Targeting with High-Affinity Designed Ankyrin Repeat Proteins: Effects of Affinity and Molecular Size. Cancer Research 70, 1595-1605.

Zidan, J., Dashkovsky, I., Stayerman, C., Basher, W., Cozacov, C. & Hadary, A. (2005). Comparison of Her-2 Overexpression in Primary Breast Cancer and Metastatic Sites and Its Effect on Biological Targeting Therapy of Metastatic Disease. British Journal of Cancer 93, 552-556.

Universiteit of Hogeschool
Master Bio-ingenieurswetenschappen: Cel- en genbiotechnologie - Medische biotechnologie
Publicatiejaar
2011
Kernwoorden
Share this on: