Qui, descriviamo la radiosintesi di 1-(2-[18F]Fluoroetil)-L-triptofano, un agente di imaging tomografico ad emissione di positroni per studiare il metabolismo del triptofano, utilizzando una strategia one-pot, in due fasi in un sistema di sintesi radiochimica con buone rese radiochimiche, alto eccesso enantiomerico e alta affidabilità.
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Articolo metodologico
Radiosintesi di 1-(2-[18F]Fluoroetil)-L-triptofano utilizzando un protocollo One-pot, Two-step
In questo articolo
Sommario
Abstract
La via della chinurenina (KP) è una via primaria per il metabolismo del triptofano. L'evidenza suggerisce fortemente che i metaboliti del KP svolgono un ruolo vitale nella proliferazione tumorale, nell'epilessia, nelle malattie neurodegenerative e nelle malattie psichiatriche a causa dei loro effetti immunomodulatori, neuromodulatori e neurotossici. L'agente più ampiamente utilizzato per la tomografia ad emissione di positroni (PET) per la mappatura del metabolismo del triptofano, α-[11C]metil-L-triptofano ([11C]AMT), ha una breve emivita di 20 minuti con laboriose procedure di radiosintesi. È necessario un ciclotrone in loco per radiosintetizzare [11C]AMT. Solo un numero limitato di centri produce [11C]AMT per studi preclinici e indagini cliniche. Quindi, è urgentemente necessario lo sviluppo di un agente di imaging alternativo che abbia un'emivita più lunga, una cinetica in vivo favorevole ed è facile da automatizzare. L'utilità e il valore di 1-(2-[18F]fluoroetil)-L-triptofano, un analogo del triptofano marcato con fluoro-18, è stato riportato in applicazioni precliniche in xenotrapianti derivati dalla linea cellulare, xenotrapianti derivati dal paziente e modelli tumorali transgenici.
Questo documento presenta un protocollo per la radiosintesi di 1-(2-[18F]fluoroetil)-L-triptofano utilizzando una strategia one-pot, two-step. Utilizzando questo protocollo, il radiotracciante può essere prodotto in una resa radiochimica del 20 ± 5% (decadimento corretto al termine della sintesi, n > 20), con purezza radiochimica ed eccesso enantiomerico di oltre il 95%. Il protocollo presenta una piccola quantità di precursore con non più di 0,5 mL di solvente di reazione in ogni fase, un basso carico di 4,7,13,16,21,24-esaooxa-1,10-diazabiciclo potenzialmente tossico[8.8.8]esacosano (K222) e una fase mobile ecologicamente benigna e iniettabile per la purificazione. Il protocollo può essere facilmente configurato per produrre 1-(2-[18F]fluoroetil)-L-triptofano per l'indagine clinica in un modulo disponibile in commercio.
Introduzione
Nell'uomo, il triptofano è un componente essenziale della dieta quotidiana. Il triptofano viene metabolizzato principalmente attraverso la via della chinurenina (KP). Il KP è catalizzato da due enzimi limitanti la velocità, indoleamina 2, 3-diossigenasi (IDO) e triptofano 2, 3-diossigenasi (TDO). Più del 95% del triptofano viene convertito in chinurenina e nei suoi metaboliti a valle, generando in definitiva nicotinamide adenina dinucleotide, che è essenziale per la trasduzione dell'energia cellulare. Il KP è un regolatore chiave del sistema immunitario e un importante regolatore della neuroplasticità e degli effetti neurotossici1,2.....
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Protocollo
ATTENZIONE: Il protocollo coinvolge materiali radioattivi. Qualsiasi dose aggiuntiva di materiali radioattivi potrebbe portare ad un aumento proporzionale della possibilità di effetti avversi sulla salute come il cancro. I ricercatori devono seguire le pratiche di dose "il più basso ragionevolmente ottenibile" (ALARA) per guidare il protocollo di radiosintesi con un'adeguata protezione nella cella calda o nel cappuccio di piombo. Ridurre al minimo il tempo di contatto diretto, utilizzare uno scudo di piombo e mantenere la massima distanza per qualsiasi fase di esposizione alle radiazioni nel processo di radiosintesi sono essenziali. Indossa un badge di dosimetria dell....
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Risultati
Lo schema di reazione è mostrato nella Figura 1. La radioetichettatura comprende le seguenti due fasi: 1) la reazione del precursore della radioetichettatura tosilato con il fluoruro [18F] fornisce l'intermedio marcato 18F e 2) la deprotezione dei gruppi terz-butilossicarbonile e terz-butil-protettivo nell'intermedio offre il prodotto finale L-[18F]FETrp. Entrambe le fasi di reazione continuano a 100 °C per 10 minuti.
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Discussione
Il triptofano è un aminoacido essenziale per l'uomo. Svolge un ruolo importante nella regolazione dell'umore, della funzione cognitiva e del comportamento. I derivati del triptofano radiomarcati, in particolare il carbon-11-labeled [11C]AMT, sono stati ampiamente studiati grazie al loro ruolo unico nella mappatura della sintesi della serotonina38,39, nel rilevamento e nella classificazione dei tumori40, nella guida della chirurg.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano che non esistono interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dal Diagnostic & Research PET/MRI Center e dai Dipartimenti di Ricerca Biomedica e Radiologia del Nemours/Alfred I. duPont Hospital for Children.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| [18F]Fluoruro in [18O]H2O | PETNET Solutions Inc. | N/A | |
| 4,7,13,16,21,24-esaossa-1,10-diazabiciclo[8.8.8]esacosano | ACROS | 291950010 | Kryptofix 222 o K222, 98% |
| Acido acetico | ACROS | 222142500 | 99,8% |
| Acetonitrile | Sigma-Aldrich | 271004 | anidro, 99,8% |
| Agilent 1260 Sistema HPLC | Agilent Technologies | Agilent 1260 | Agilent 1260 series |
| Colonna HPLC chirale analitica | Sigma-Aldrich | 12024AST | Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm e tempi; 4,6 mm |
| Anidride carbonica, 60 LBS | Airgas | REFR744R200S | 99,99% |
| D-FETrp riferimento standard | Affinity Research Chemicals Inc | N/A | Sintesi personalizzata |
| Fiala sterile vuota | Jubilant HollisterStier | 7515 | Chiusura da 20 mm, 10 mL |
| Etanolo | Decon Labs | 2716 | 200 prova, grado USP. 99,9% |
| Fisherbrand Filtro per siringa da 13 mm, 0,22 & micro; m, PVDF, sterile | Fisher Scientific | 09-720-3 | |
| Acido cloridrico | Sigma-Aldrich | 30721 | ≥ 37% |
| Isopropanolo | Decon Labs | 8316 | 70%, |
| sterile L-[18F]FETrp radiomarcante | Affinity Research Chemicals Inc | N/A Sintesi | personalizzata |
| L-FETrp riferimento standard | Affinity Research Chemicals Inc | N/A Sintesi | personalizzata |
| Cartuccia Light C8 | Waters | WAT036770 | Sep-Pak C8 plus cartuccia leggera |
| Ago, 20 G x 1 | Becton-Dickinson & Co. | ago 305175 | |
| , 20 g x 1 ½ | Becton-Dickinson & Co. | ||
| 305176 Ago, 21 G x 2 | Becton-Dickinson & Co. | ||
| Acqua in ossido di alluminio neutro | WAT023561 | membrana in allumina Sep-Pak N plus light | |
| Nylon (0,20 &; micro; m ) | MilliPore | GNWP04700 | 47 mm |
| Pall Acrodisc Siringa filtro sterile da 25 mm | Pall Corporation | 4907 | |
| PETCHEM Sistema di sintesi radiochimica | PETCHEM Solutions Inc. Pinckney, MI N | /A | Radiosintetizzatore |
| Strisce pH 2,0 - 9,0 | EMD Millipore | 1,09584.0001 | |
| Carbonato di potassio | Sigma-Aldrich | 367877 | 99,995% |
| Cartuccia leggera di metilammonio quaternario | Waters | 186004051 | Sep-Pak QMA light |
| Colonna HPLC C18 semi-preparativa | Phenomenex | 00D-4253-N0 | 100 × 10 mm |
| Colonna HPLC chirale semi-preparativa | Sigma-Aldrich | 12034AST | Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm & volte; 10 mm |
| Iniezione di cloruro di sodio 23,4% | APP Pharmaceutical, LLC | 18730 | Iniezione |
| cloruro di sodio di grado USP 0,9% | Hospira | NDC 0409-4888-10 | |
| Idrossido di sodio | Honeywell | 306576 | 99,99% |
| Ago spinale, 20 G x 3 ½ | Becton-Dickinson & Co. | ||
| Tamponi sterili per la preparazione dell'alcol | BioMed Resource Inc. | PC661 | |
| Fiale vuote sterili, 2 mL | Hollister Stier | 7505ZA | Chiusura da 13 mm |
| Fiale vuote sterili, 30 mL | Jubilant HollisterStier | 7520ZA | Chiusura da 20 mm |
| Siringa PP/PE, 3 mL, Luer Lock | Air-Tite | 4020-X00V0 | |
| Siringa PP/PE, 5 mL, Luer Lock | Becton-Dickinson & Co. | ||
| Siringa, PP/PE, 10 mL, NORM-JECT | Air-Tite | 4100-000V0 | |
| Siringa, 1 mL, Luer Slip | Becton-Dickinson & Co. | ||
| Siringa, 3 mL, Luer-Lock | Becton-Dickinson & Co. | ||
| Argon ad altissima purezza | Airgas | AR UHP300 | 99,999% |
| Acqua ultrapura | MilliporeSigma | ZRQSVP300 | Direct-Q 3 rubinetto per il sistema di purificazione dell'acqua pura e ultrapura |
Riferimenti
- Cetina Biefer, H. R., Vasudevan, A., Elkhal, A. Aspects of tryptophan and nicotinamide adenine dinucleotide in immunity: A new twist in an old tale. International Journal of Tryptophan Research. 10, 1178646917713491(2017).
- Savitz, J.
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Ristampe e permessi
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