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13.07.2019 | Original Article | Ausgabe 1/2020

Gastric Cancer 1/2020

Cancer neovasculature-targeted near-infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT) for gastric cancer: different mechanisms of phototoxicity compared to cell membrane-targeted NIR-PIT

Zeitschrift:
Gastric Cancer > Ausgabe 1/2020
Autoren:
Takashi Nishimura, Makoto Mitsunaga, Kimihiro Ito, Hisataka Kobayashi, Masayuki Saruta
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10120-019-00988-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Background

Near-infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT) constitutes a new class of molecular-targeted theranostics utilizing monoclonal antibody (mAb)-photosensitizer conjugates and NIR light. In this study, we developed a new type of NIR-PIT targeting vascular endothelial growth factor receptor 2 (VEGFR-2) expressed on vascular endothelium in an experimental gastric cancer model and evaluated the feasibility by comparing conventional NIR-PIT targeting cancer cell membrane in vitro and in vivo.

Methods

HER2-positive human gastric cancer cells, NCI-N87, were used for the experiments. Anti-HER2 mAb, trastuzumab and anti-VEGFR-2 mAb, DC101 were conjugated to photosensitizer, IR700. Phototoxicity in response to NIR-PIT were investigated in vitro and in vivo. Microvessel densities, as an indicator of angiogenesis, were counted in harvested xenografts after NIR-PIT to elucidate the mechanism.

Results

DC101-IR700 did not induce phototoxic effect in vitro because of the absence of expression of VEGFR-2 in NCI-N87 cancer cells. However, it induced an antitumor effect in NCI-N87 xenograft tumors accompanied with damage in tumor neovasculature as determined by decreasing tumor microvessel density, which represents a different mechanism than that of conventional NIR-PIT targeting antigens expressed on the tumor cell membrane.

Conclusion

We demonstrated a new approach of NIR-PIT utilizing a target on vascular endothelium, such as VEGFR-2, and this treatment might lead to the development of a new therapeutic strategy for human gastric cancer.

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