institut für kernchemie universität mainz jahresbericht 2009

68 Ga-Schiffbasen-Myokardtracer
M. Zimny, M. Fellner, F. Rösch
Institut für Kernchemie, Johannes Gutenberg-Universität, D-55128 Mainz, Germany
Einleitung: Die KHK (koronare Herzkrankheit)
bezeichnet die mit Abstand häufigste Todesursache in
den Industrienationen. Dabei sorgen arteriosklerotische
Ablagerungen innerhalb der Gefäßwände für eine
Minderdurchblutung des Herzgewebes und eine Beeinträchtigung
der Sauerstoffversorgung (Ischämie). Folgen
sind beispielsweise Herzrhythmusstörungen, Angina
Pectoris, Herzinsuffizienz und Herzinfarkt.
Veränderungen der myokardialen Perfusion zeigen den
Verlauf der Krankheit an und erlauben eine Risikobewertung
des Patienten. Des Weiteren ist es wichtig
zwischen irreversiblem Narbengewebe und reversiblen
Ischämien unterscheiden zu können, damit man die
Chancen und Risiken einer revaskulisierenden Intervention
abschätzen kann. Ziel ist es einen lipophile,
monokationische Radiotracer zu entwickeln, der eine
hohe first-pass Extraktion im Herzen aufweist.
Idealerweise sollte eine stabile Aufnahme von 2-3% der
injizierten Dosis der Substanz in den Herzmuskel
erfolgen.
Experimentalteil:
Neun verschiedene Aldehyde wurden mit einem Amin-
Grundgerüst gekoppelt und anschließend mit 68 Ga
markiert. Die Markierung wurde für 10 min bei 80 °C in
HEPES-Puffer durchgeführt. Die Aufreinigung erfolgt
über eine C-18-Kartusche.
R 3
R 2
R 3
N
R 1
R
R
N N
R 1 = -H, -OH, -NH2 R 2 = -H, -OH, -N(Et) 2
R 3 = -H, -OH, -NO2, -Br, -OCH3, -OCH2CH3, -tertButyl
Figure 1. Darstellung von neun verschiedenen Schiffbasen
Die Lipophilie für jeden neuen Radiotracer wurde
vierfach bestimmt. Dazu wurde das Kartuschen-Eluat
der jeweiligen 68 Ga-Schiffbase eingeengt und der
Tracer mit PBS Puffer aufgenommen. Je 0,7 ml
Lösung wurden in ein Reaktionsgefäß mit 0,7 ml
Octanol gegeben und für 2 min geschüttelt.
Anschließend wurden die Phasen mittels Zentrifuge
getrennt und die Radioaktivität entsprechender Aliqots
im Gamma-Counter gemessen. 0,4 ml der Octanollösung
wurden dann wiederholt zu einem Gemisch aus
0,3 ml Octanol und 0,7 ml PBS-Puffer gegeben, erneut
geschüttelt, getrennt und vermessen. Dieses Vorgehen
wurde dreimal wiederholt.
Zudem wurde mittels Zellversuchen die Aufnahme der
68 Ga-Schiffbasen in Rattenherzzellen untersucht. Dazu
wurden das ethanolische Kartuschen-Eluat mittels
R
R
R
R
N
R
R
- B16 -
isotonischer Kochsalzlösung verdünnt und zu etwa 2 Mio.
Zellen ins Medium gegeben. Ein Teil der Zellen diente als
negative Vergleichsproben. Hierfür wurde das
Membranpotential der Zellen mittels des Ionophors
Valinomycin vorab zerstört. Dementsprechend sollte die
Zellaufnahme bei diesen Proben verringert sein.
Ergebnisse: Abbildung 2 zeigt die Lipophilieunterschiede
der 68 Ga-Schiffbasen-Verbindungen. Man sieht, dass sich
die Lipophilie jeder Verbindung zwischen 1,4 und 2,9
befindet. Dies entspricht den zuvor festgelegten
Zielvorgaben.
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
Lipophilie
G1L1 G1L2 G1L3 G1L7 G1L9 G1L10 G1L11 G1L12
Figure 2. Lipophilie der Schiffbase-Verbindungen
Figure 3. Ergebnisse der Zellversuche der Schiffbasen-
Verbindungen
In den in vitro Versuche mit Ratten-Myokardzellen zeigten
die Verbindungen G1L10 und G1L12 die höchste
50
40
30
%
20
10
0
G1L1
G1L2
G1L3
G1L7
G1L9
Zelluptake
G1L10
G1L11
zellaufnahme.
Des Weiteren konnte die Aufnahme bei allen Verbindungen
durch eine Vorbehandlung der Zellen mit dem Ionophor
Valinomycin deutlich reduziert werden, so dass gezeigt
werden konnte, dass es sich um einen aktive Aufnahme der
neuen 68 Ga-Radiotracer durch die Myokardzellen handelt.
Ausblick
Die Verbindung G1L10 wird in in vivo Kleintier-µ-PET
Studien eingesetzt.
References
[1] Hsaio, Mathias, Wey, Fanwick, Green, Nuclear Medicine and
Biology, 36, 2009, 39-45
G1L12
mit Valinomycin
ohne Valinomycin