Synthese, 68Ga-Markierung, Aufreinigung und Evaluierung von divalenten DO2A-basierenden Radiopharmaka
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Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) bietet die Möglichkeit, nicht invasiv
Stoffwechselprozesse in vivo zu visualisieren und quantifizieren. Mit dem 68Ge/68Ga-Radionuklidgenerator wurde das PET-Nuklid 68Ga überall, auch abseits von Zyklotronstandorten, verfügbar gemacht. Neben der Verfügbarkeit besitzt 68Ga auch gute Umwandlungseigentschaften für die PET, muss aber koordinativ über einen Chelator in das Radiopharmakon eingebracht werden.
Es wurde gezeigt, dass divalente Radiopharmaka eine höhere Affinität zu einem bestimmten biologischen Target aufweisen als monovalente. In einem neuen Ansatz wurden zwei bioaktive Gruppen direkt an einen bifunktionellen Chelator für die Radiomarkierung von 68Ga gekoppelt. Dieser Ansatz ist synthetisch deutlich leichter zugänglich als die bisher verwendeten dendrimeren Strukturen, um mehrere Targeting Vektoren (TV) an einen Chelator zu koppeln. In dieser Arbeit wurden die beiden freien Ringstickstoffe von 1,7-Diessigsäure-1,4,7,10-Tetraazacyclododecan (DO2A) verwendet, um zwei TV einzuführen. Als
TV wurden zum einen Substanzen mit hohen Affinitäten zum Sulfonylharnstoffrezeptor SUR1 synthetisiert. Da SUR1 auf den ß-Zellen der Langerhans´schen Inseln im Pankreas exprimiert wird, könnten diese Verbindungen zur Quantifizierung der ß-Zell Masse dienen. Solch ein
Tracer wäre eine entscheidende Weiterentwicklung in der Frühdiagnostik und
Therapiekontrolle von Diabetes Mellitus Typ 1. Desweiteren wurde die Aminosäure Tyrosin divalent an DO2A gekoppelt und mit 68Ga markiert. Diese Derivate wurden in vitro und in vivo evaluiert und zeigten vielversprechende Ergebnisse. Eine 68Ga-markierte Aminosäure könnte aufgrund der hervorragenden Verfügbarkeit des Radionukids über den 68Ge/68Ga-Radionuklidgenerator ein sehr großes Potential für die Tumordiagnostik besitzen. Mit O-2-Fluorethyltyrosin (FET), einem bereits angewendeten, mit [18F]-markierten PET-Tracer, wurde die Eignung von auf Oocyten exprimierten Aminosäuretransportern zur Bestimmung des Aufnahmemechanismus von Aminosäuretracern untersucht. Dabei konnte gezeigt
werden, dass dieses Modell sehr gut geeignet ist und neue Erkenntnisse über die Aufnahme von FET gewonnen werden. DO2A wurde außerdem noch mit verschiedenen
kopplungsfähigen Gruppen, wie Isothiocyanaten oder Maleimid, funktionalisiert, um eine leichte Konjugation mit interessanten Biomolekülen zu erlauben. Nach den organischen Synthesen wurden die 68Ga-Markierungen optimiert. Hierbei wurde der Einfluss aller Parameter untersucht und neben dem klassischen Heizen eine Markierungsmethode mit Hilfe einer Labormikrowelle etabliert. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich DO2Abasierende Radiopharmaka durchaus für 68Markierung eignen und auch für die Dauer einer PET-Untersuchung stabil sind. In weiteren Markierungsarbeiten wurde der Einfluss des Puffers 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid (HEPES) untersucht. Es
konnte gezeigt werden, dass HEPES einen Komplex mit 68Ga bildet und bei sehr kleinen Vorläuferkonzentrationen in Konkurrenz zum Markierungsvorläufer treten kann. Außerdem wurde eine Aufreinigungsmethode entwickelt, mit der es möglich ist, DOTA-konjugierte Radiopharmaka über Festphasenextraktionskartuschen sowohl von Radiometall, als auch vom eingesetzten Überschuss an Markierungsvorläufer zu trennen.