Исследования по Ga (III) комплекса EOB-DTPA и ее<sup> 68</sup> Ga радиоактивной Аналоговый
Summary
Процедура выделения EOB-DTPA и последующего комплексообразования с природным Ga (III) и 68 Ga представлено в настоящем документе, а также тщательного анализа всех соединений и исследований по эффективности мечения, стабильность ин витро и н – октанол / вода коэффициент распределения радиоактивно меченого комплекса.
Abstract
Демонстрируется способ выделения EOB-DTPA (3,6,9-триаза-3,6,9-трис (карбоксиметил) -4- (этоксибензил) -undecanedioic кислоты) от своего Б-га (III) комплекса и протоколы подготовка его нового нерадиоактивного, то есть природный Ga (III) , а также радиоактивный 68 комплекса Ga. В качестве лиганда, а также Ga (III) , комплекс характеризовались ядерного магнитного резонанса (ЯМР), масс – спектрометрии и элементного анализа. 68 Ga был получен стандартным методом элюции из / 68 генератора 68 Ge Ga. Эксперименты по оценке эффективности 68 Ga-маркировка EOB-DTPA при рН 3,8-4,0 были выполнены. Установлено методы анализа радио ТСХ (тонкослойная хроматография) и радио-ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии), были использованы для определения радиохимической чистоты индикаторного. В первом исследовании липофильности 68 Ga трассеры 'п- октанол / вода distributioп коэффициент 68 видов Ga , присутствующих в растворе , рН 7,4 определяли методом экстракции. В пробирке измерения устойчивости трейсера в различных средах при физиологических рН были выполнены, выявляя различные скорости разложения.
Introduction
Gadoxetic кислота, общее название для комплекса Gd (III) лиганда EOB-DTPA 1, является часто используемым контрастное вещество в гепатобилиарной магнитно – резонансной томографии (МРТ). 2,3 Из – за его специфического поглощения гепатоцитами печени и высокий процент гепатобилиарной экскреции она позволяет локализацию очаговых поражений и опухолей печени. 2-5 Однако, некоторые ограничения метода МРТ (например, токсичность контрастных агентов, ограниченная применимость у пациентов с клаустрофобии или металлическими имплантатами) требуют альтернативного диагностического прибора ,
Позитронно – эмиссионной томографии (ПЭТ) является методом молекулярной визуализации, в котором небольшое количество радиоактивного вещества (индикаторного) администрирована, при котором его распределение в организме записывается с помощью сканера ПЭТ. 6 ПЭТ представляет собой динамический метод , который позволяет для высокого пространственное и временное разрешение изображений, а также количественная оценка результатов, без необходимостииметь дело с побочными эффектами МРТ контрастных агентов. Информативность полученной метаболической информации может быть дополнительно увеличена путем комбинации с анатомическими данными, полученными от дополнительных методов визуализации, так как чаще всего достигается за счет гибридной визуализации с компьютерной томографии (КТ) в сканерах ПЭТ / КТ.
Химическая структура трассера подходящей для ПЭТ должен включать радиоактивный изотоп, служащий в качестве позитронного эмиттера. Позитроны имеют короткий срок службы, так как они почти сразу аннигилируют с электронами атома оболочек окружающих тканей. При аннигиляции двух гамма – фотонов 511 кэВ , с противоположным направлением движения излучаются, которые записаны с помощью сканера ПЭТ. 7,8 Сформировать Tracer, ПЭТ нуклиды может быть ковалентно связана с молекулой, как это происходит в 2-дезокси 2- [18 F] fluoroglucose (ФДГ), наиболее широко используется ПЭТ трассирующими. 7 Тем не менее, нуклид может также образовывать координирующие связями с одним или несколькими лигандами (например ,, [68 Ga] -DOTATOC 9,10) или применяться в качестве растворенных неорганических солей (например, [18 F] фторид натрия 11). В целом, структура трейсера имеет решающее значение, поскольку он определяет его биораспределении, метаболизм и экскрецию поведение.
Подходящий ПЭТ нуклид должен сочетать в себе благоприятные характеристики, как удобный энергии позитронов и доступности, а также период полураспада адекватной для предполагаемого исследования. 68 Ga нуклидов стала важной силой в области ПЭТ в течение последних двух десятилетий. 12,13 Это происходит главным образом из – за своей доступности через систему генератора, что позволяет на месте маркировки независимо от близости от циклотрона. В генераторе, мать нуклида 68 Ge поглощается на колонке , из которой дочерний нуклид 68 Ga элюируют , а затем меченым к соответствующему хелатор. 6,14 Поскольку 68 Ga нуклид существует как тривиальныйлор катион, как и Gd (III) 10,13, хелатирующие EOB-DTPA с 68 Ga , а не даст комплекс с тем же самым общим отрицательным зарядом как gadoxetic кислоты. Соответственно, что 68 Ga трейсер может сочетать подобную характерную специфичность печени с пригодности для ПЭТ – визуализации. Хотя gadoxetic кислота покупается и вводят в виде динатриевой соли, в следующем контексте мы будем называть его Б – га [EOB-DTPA] и к комплексу нерадиоактивного Ga (III) в качестве Ga [EOB-DTPA], или 68 Ga [ EOB-DTPA] в случае радиоактивно меченого компонента для удобства.
Для того, чтобы оценить их применимость в качестве индикаторов для ПЭТ, радиоактивные металлические комплексы должны быть рассмотрены широко в в пробирке, в естественных условиях или экспериментов бывших естественных условиях в первую очередь. Для того, чтобы определить пригодность для соответствующей медицинской проблемы, различные индикаторные характеристики, такие как поведение биораспределения и профиль зазора, стабильности, органной специфичности и клетки или Tissuе поглощение должны быть исследованы. Из – за их неинвазивный характер, определения в пробирке часто выполняются до экспериментов в естественных условиях. Общепризнанно , что ДТПА и его производные имеют ограниченную пригодность как энтеросорбенты 68 Ga из – за этих комплексов , не имеющих кинетическую инертность, что приводит к сравнительно быстрому разложению при введении в естественных условиях. 14-20 Это в первую очередь вызвано апо- трансферрина , действующей в качестве конкурентом 68 Ga в плазме. Тем не менее, мы исследовали этот новый трейсер относительно его возможного применения в гепатобилиарной визуализации, в котором диагностическая информация может быть предоставлена в течение нескольких минут после инъекции 3,4,21-23, таким образом , не обязательно требует долгосрочной стабильности копира. Для этого мы выделили EOB-DTPA из gadoxetic кислоты и первоначально проводили комплексообразование с натуральным Ga (III), который существует в виде смеси двух стабильных изотопов, 69 Ga и 71 </SUP> Ga. Полученный таким образом комплекс служил нерадиоактивного стандартом для следующей хелятации 68 Ga. Мы использовали установленные методы и одновременно оценивали их пригодность для определения эффективности 68 Galabeling из EOB-DTPA и исследовать липофильности нового 68 Ga трассирующими и его устойчивость в различных средах.
Protocol
Representative Results
Discussion
EOB-DTPA , доступен через многоступенчатого синтеза 33а , но может также быть изолированы от доступных контрастных веществ , содержащих gadoxetic кислоту. С этой целью центральный Gd (III), ион может быть осажден с избытком щавелевой кислоты. После удаления Gd (III) оксалата и щавелевой кислоты ли…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| primovist | Bayer | – | 0.25 M |
| gallium(III) chloride | Sigma-Aldrich Co. | 450898 | |
| water (deionized) | – | – | tap water deionizing equipment by Auma-Tec GmbH |
| hydrochloric acid 12 M | VWR | 20252.29 | |
| sodium hydroxide | Polskie Odczynniki Chemiczne S.A. | 810925429 | |
| oxalic acid | Sigma-Aldrich Co. | 75688 | |
| ethyl acetate | Brenntag GmbH | 10010447 | |
| silica gel | Merck KGaA | 1.10832.9025 | Geduran Si 60 0,063-0,2 mm |
| TLC silica gel 60 F254 | Merck KGaA | 1.16834.0001 | |
| methanol | VWR | 20903.55 | |
| ethanol | Brenntag GmbH | 10018366 | |
| eiethylether | VWR | 23807.468 | stored over KOH plates |
| ammonia solution (25 %) | VWR | 1133.1 | |
| pH electrode | VWR | 662-1657 | |
| stirring and heating unit | Heidolph | 505-20000-00 | |
| pump | Ilmvac GmbH | 322002 | |
| frit | – | custom design | |
| NMR spectrometer | Bruker Coorporation | – | Ultra Shield 400 |
| mass spectrometer | Thermo Fisher Scientific Inc. | – | |
| elemental analyser | Hekatech GmbH Analysentechnik | – | EuroVector EA 3000 CHNS |
| deuterated water D2O | euriso-top | D214 | 99,90 % D |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Material/Equipment required for labeling procedures | |||
| 68Ge/68Ga generator | ITG Isotope Technologies Garching GmbH | A150 | |
| pump and dispenser system | Scintomics GmbH | – | Variosystem |
| hydrochloric acid 30 % (suprapur) | Merck KGaA | 1.00318.1000 | |
| water (ultrapur) | Merck KGaA | 1.01262.1000 | |
| sodium chloride (suprapur) | Merck KGaA | 1.06406.0500 | |
| sodium acetate (suprapur) | Merck KGaA | 1.06264.0050 | |
| glacial acetic acid (suprapur) | Merck KGaA | 1.00066.0250 | |
| sodium citrate dihydrate | VEB Laborchemie Apolda | 10782 | >98.5% |
| PS-H+ Cartridge (S) | Macherey-Nagel | 731867 | Chromafix |
| apo-Transferrin | Sigma-Aldrich Co. | T2036 | |
| PBS buffer (tablets) | Sigma-Aldrich Co. | 79382 | |
| human serum | Sigma-Aldrich Co. | H4522 | from human male AB plasma |
| flasks, columns etc. | custom design | ||
| pH electrode | Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG | 765-Set | |
| binary pump (HPLC) | Hewlett-Packard | G1312A (HP 1100) | |
| UV Vis detector (HPLC) | Hewlett-Packard | G1315A (HP 1100) | |
| radioactive detector (HPLC) | EGRC Berthold | ||
| HPLC C-18-PFP column | Advanced Chromatography Technologies Ltd. | ACE-1110-1503/A100528 | |
| HPLC glass vials | GTG Glastechnik Graefenroda GmbH | 8004-HP-H/i3µ | |
| pipette | Eppendorf | – | |
| plastic vials | Sarstedt AG & Co. | 6542.007 | |
| plastic vials | Greiner Bio-One International GmbH | 717201 | |
| activimeter | MED Nuklear-Medizintechnik Dresden GmbH | – | Isomed 2010 |
| tweezers | custom design | ||
| incubator | Heraeus Instruments GmbH | 51008815 | |
| vortex mixer | Fisons | – | Whirlimixer |
| centrifuge | Heraeus Instruments GmbH | 75003360 | |
| gamma well counter | MED Nuklear-Medizintechnik Dresden GmbH | – | Isomed 2100 |
| water for chromatography | Merck KGaA | 1.15333.2500 | |
| acetonitrile for chromatography | Merck KGaA | 1.00030.2500 | |
| trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | 91707 | |
| TLC radioactivity scanner | raytest Isotopenmessgeräte GmbH | B00003875 | equipped with beta plastic detector |
Referências
- Weinmann, H. J., et al. A new lipophilic gadolinium chelate as a tissue-specific contrast medium for MRI. Magn. Reson. Med. 22, 233-237 (1991).
- Stroszczynski, C., et al. Aktueller Stand der MRT-Diagnostik mit leberspezifischen Kontrastmitteln. Radiologe. 44, 1185 (2004).
- Van Beers, B. E., Pastor, C. M., Hussain, H. K. Primovist, Eovist – what to expect. J. Hepatol. 57, 421-429 (2012).
- Zech, C. J., Herrmann, K. A., Reiser, M. F., Schoenberg, S. O. MR Imaging in Patients with Suspected Liver Metastases: Value of Liver-specific Contrast Agent Gd-EOB-DTPA. Magn. Reson. Med. Sci. 6, 43-52 (2007).
- Leonhardt, M., et al. Hepatic Uptake of the Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent Gd-EOB-DTPA: Role of Human Organic Anion Transporters. Drug Metab. Dispos. 38, 1024-1028 (2010).
- Wadas, T. J., Wong, E. H., Weisman, G. R., Anderson, C. Coordinating Radiometals of Copper, Gallium, Indium, Yttrium, and Zirconium for PET and SPECT Imaging of Disease. J. Chem. Rev. 110, 2858-2902 (2010).
- Ametamey, S. M., Honer, M., Schubiger, P. A. Molecular Imaging with PET. Chem. Rev. 108, 1501-1516 (2008).
- Cutler, C. S., Hennkens, H. M., Sisay, N., Huclier-Markai, S., Jurisson, S. S. Radiometals for Combined Imaging and Therapy. Chem. Rev. 113, 858-883 (2013).
- Henze, M., et al. PET Imaging of Somatostatin Receptors Using [68GA]DOTA-D-Phe1-Tyr3-Octreotide: First Results in Patients with Meningiomas. J. Nucl. Med. 42, 1053-1056 (2001).
- Hofmann, M., et al. Biokinetics and imaging with the somatostatin receptor PET radioligand 68Ga-DOTATOC: preliminary data. Eur. J. Nucl. Med. 28, 1751-1757 (2001).
- Blau, M., Nagler, W., Bender, M. A. Fluorine-18: a new isotope for bone scanning. J. Nucl. Med. 3, 332-334 (1962).
- Green, M. A., Welch, M. J. Gallium Radiopharmaceutical Chemistry. Int. J. Radiat. Appl. Instrum. B. 16, 435-448 (1989).
- Rösch, F. Past, present and future of 68Ge/68Ga generators. Appl. Radiat. Isot. 76, 24-30 (2013).
- Liu, S. The role of coordination chemistry in the development of target-specific radiopharmaceuticals. Chem. Soc. Rev. 33, 445-461 (2004).
- Haubner, R., et al. Development of (68)Ga-labelled DTPA galactosyl human serum albumin for liver function imaging. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 40 (68), 1245-1255 (2013).
- Yang, W., Zhang, X., Liu, Y. Asialoglycoprotein Receptor-Targeted Radiopharmaceuticals for Measurement of Liver Function. Curr. Med. Chem. 21, 4-23 (2014).
- Chauhan, K., et al. 68Ga based probe for Alzheimer’s disease: synthesis and preclinical evaluation of homodimeric chalcone in β-amyloid imaging. Org. Biomol. Chem. 12, 7328-7337 (2014).
- Chakravarty, R., Chakraborty, S., Dash, A., Pillai, M. R. A. Detailed evaluation on the effect of metal ion impurities on complexation of generator eluted 68Ga with different bifunctional chelators. Nucl. Med. Biol. 40, 197-205 (2013).
- Clevette, D. J., Orvig, C. Comparison of ligands of differing denticity and basicity for the in vivo chelation of aluminum and gallium. Polyhedron. 9, 151-161 (1990).
- Prinsen, K., et al. Development and evaluation of a 68Ga labeled pamoic acid derivative for in vivo visualization of necrosis using positron emission tomography. Bioorg. Med. Chem. 18, 5274-5281 (2010).
- Vogl, T. J., et al. Liver tumors: comparison of MR imaging with Gd-EOB-DTPA and Gd-DTPA. Radiology. 200, 59-67 (1996).
- Reimer, P., et al. Phase II clinical evaluation of Gd-EOB-DTPA: dose, safety aspects, and pulse sequence. Radiology. , 177-183 (1996).
- Ba-Ssalamah, A., et al. MRT der Leber. Radiologe. 44, 1170-1184 (2004).
- Scott, R. P. W. . Journal of Chromatography Library. 22A, A137-A160 (1983).
- Reichenbaecher, M., Popp, J. . Strukturanalytik organischer und anorganischer Verbindungen. , (2007).
- Gross, J. H. . Mass Spectrometry: A Textbook. , (2004).
- Ma, T. S., Rittner, R. C. . Modern Organic Elemental Analysis. , (1979).
- Mueller, D., et al. Simplified NaCl Based 68Ga Concentration and Labeling Procedure for Rapid Synthesis of 68Ga Radiopharmaceuticals in High Radiochemical Purity. Bioconjugate Chem. 23, 1712-1717 (2012).
- Roberts, T. R. Radio-column chromatography. Journal of Chromatography Library. 14, 103-132 (1978).
- Roberts, T. R. Radio-thin-layer chromatography. Journal of Chromatography Library. 14, 45-83 (1978).
- Green, M. A., Welch, M. J. Gallium radiopharmaceutical chemistry. Nucl. Med. Biol. 16, 435-448 (1989).
- Notni, J., Plutnar, J., Wester, H. J. Bone-seeking TRAP conjugates: surprising observations and their implications on the development of gallium-68-labeled bisphosphonates. EJNMMI Res. 2, 13 (2012).
- Schmitt-Willich, H., et al. Synthesis and Physicochemical Characterization of a New Gadolinium Chelate: The Liver-Specific Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent Gd-EOB-DTPA. Inorg. Chem. 38, 1134-1144 (1999).
- Zhernosekov, K., Nikula, T. 68Ga generator for positron emission tomography. , (2012).
- Simecek, J., Hermann, P., Wester, H. J., Notni, J. How is 68Ga Labeling of Macrocyclic Chelators Influenced by Metal Ion Contaminants in 68Ge/68Ga Generator Eluates?. ChemMedChem. 8, 95-103 (2013).
- Baur, B., et al. Synthesis, Radiolabelling and In Vitro Characterization of the Gallium-68-, Yttrium-90- and Lutetium-177-Labelled PSMA Ligand, CHX-A”-DTPA-DUPA-Pep. Pharmaceuticals (Basel). 7, 517-529 (2014).
- Boros, E., et al. RGD conjugates of the H2dedpa scaffold: synthesis, labeling and imaging with 68Ga. Nucl. Med. Biol. 39, 785-794 (2012).
- Beck, W. S. . Hematology. , (1998).
- Patel, V., Morrissey, J. . Practical and Professional Clinical Skills. , (2001).
- Bartke, A., Constanti, A. . Basic Endocrinology. , (1998).
- Bernstein, L. R. Mechanisms of Therapeutic Activity for Gallium. Pharmacol. Rev. 50, 665-682 (1998).
- Clausen, J., Edeling, C. J., Fogh, J. 67Ga Binding to Human Serum Proteins and Tumor Components. Cancer Res. 34, 1931-1937 (1974).
- Dumont, R. A., et al. Novel 64Cu- and 68Ga-Labeled RGD conjugates show improved PET imaging of αvβ3 integrin expression and facile radiosynthesis [Erratum to document cited in CA156:116856. J. Nucl. Med. 52, 1498 (2011).
- Pohle, K., et al. 68Ga-NODAGA-RGD is a suitable substitute for 18F-Galacto-RGD and can be produced with high specific activity in a cGMP/GRP compliant automated process. Nucl. Med. Biol. 39, 777-784 (2012).
- Notni, J., Pohle, K., Wester, H. J. Be spoilt for choice with radiolabelled RGD peptides: Preclinical evaluation of 68 Ga-TRAP(RGD)3. Nucl. Med. Biol. 40, 33-41 (2013).
