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Use of a leukocyte-targeted peptide probe as a potential tracer for imaging the tuberculosis granuloma - 08/03/18

Doi : 10.1016/j.tube.2018.01.001 
Landon W. Locke a, , Shankaran Kothandaraman b , Michael Tweedle b , Sarah Chaney c, Daniel J. Wozniak a , Larry S. Schlesinger a, d
a Department of Microbial Infection and Immunity, Center for Microbial Interface Biology, 793 Biomedical Research Tower, 460 W. 12th Avenue, The Ohio State University Wexner Medical Center, Columbus, OH 43210, USA 
b Department of Radiology, The Wright Center for Innovation in Biomedical Imaging, Martha Morehouse Medical Plaza, 2050 Kenny Road, The Ohio State University, Columbus, OH 43221, USA 
c Department of Veterinary Biosciences, College of Veterinary Medicine, Ohio State University, Columbus, OH, USA 
d Texas Biomedical Research Institute, 7620 NW Loop 410, San Antonio, TX 78227, USA 

Corresponding author. Dept. of Microbial Infection and Immunity, The Ohio State University, Biomedical Research Tower, Room 736, 460 West 12th Avenue, Columbus, OH 43210, USADept. of Microbial Infection and ImmunityThe Ohio State UniversityBiomedical Research Tower, Room 736460 West 12th AvenueColumbusOHUSA

Abstract

Granulomas are the histopathologic hallmark of tuberculosis (TB), both in latency and active disease. Diagnostic and therapeutic strategies that specifically target granulomas have not been developed. Our objective is to develop a probe for imaging relevant immune cell populations infiltrating the granuloma. We report the binding specificity of Cyanine 3 (Cy3)-labeled cFLFLFK-PEG12 to human leukocytes and cellular constituents within a human in vitro granuloma model. We also report use of the probe in in vivo studies using a mouse model of lung granulomatous inflammation. We found that the probe preferentially binds human neutrophils and macrophages in human granuloma structures. Inhibition studies showed that peptide binding to human neutrophils is mediated by the receptor formyl peptide receptor 1 (FPR1). Imaging the distribution of intravenously administered cFLFLFK-PEG12-Cy3 in the mouse model revealed probe accumulation within granulomatous inflammatory responses in the lung. Further characterization revealed that the probe preferentially associated with neutrophils and cells of the monocyte/macrophage lineage. As there is no current clinical diagnostic imaging tool that specifically targets granulomas, the use of this probe in the context of latent and active TB may provide a unique advantage over current clinical imaging probes. We anticipate that utilizing a FPR1-targeted radiopharmaceutical analog of cFLFLFK in preclinical imaging studies may greatly contribute to our understanding of granuloma influx patterns and the biological roles and consequences of FPR1-expressing cells in contributing to disease pathogenesis.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Mycobacterium tuberculosis, Granuloma, Phagocytes, Infection imaging, Peptide probe, FPR1


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Vol 108

P. 201-210 - janvier 2018 Retour au numéro
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  • Tuberculosis determination using SERS and chemometric methods
  • Raju Botta, Pongpan Chindaudom, Pitak Eiamchai, Mati Horprathum, Saksorn Limwichean, Chanunthorn Chananonnawathorn, Viyapol Patthanasettakul, Benjawan Kaewseekhao, Kiatichai Faksri, Noppadon Nuntawong
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