Summary

EOB-DTPA ve Ga (III) Complex Araştırmalar Onun<sup> 68</sup> Ga Radyoaktif Analog

Published: August 17, 2016
doi:

Summary

EOB-DTPA izolasyonu ve sonraki Kompleksleşmeye doğal Ga (III) ve 68 ile Ga burada sunulan yanı sıra etiketleme verimliliği üzerinde tüm bileşiklerin ve soruşturmaların tam bir analizini, in vitro istikrar ve n-oktanol / su için bir prosedür Radyo-etiketli kompleks dağılım katsayısı.

Abstract

Bu EOB-DTPA (3,6,9-triaza-3,6,9-tris (karboksimetil) -4- (etoksibenzil) -undecanedioic asit) onun Gd (III) kompleks ve protokoller için izolasyonu için bir yöntem ortaya koymaktadır Buluşun yeni radyoaktif olmayan, yani, doğal GA (III) 'ün hem de radyoaktif 68Ga kompleksinin hazırlanması. Karmaşık bir ligand olarak GA (III), nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopi ve kütle spektrometresi ve element analizi ile karakterize edildi. 68Ga 68 ge / 68Ga jeneratöründen standart yıkama yöntemi ile elde edilmiştir. Deneyler 3.8-4.0 yapıldı pH EOB-DTPA 68 Ga-etiketleme etkinliğini değerlendirmek için. Kurulan analiz teknikleri, radyo TLC (ince tabaka kromatografi) ve radyo HPLC (yüksek performanslı sıvı kromatografisi) izleyici radyokimyasal saflığı belirlemek için kullanılmıştır. 68 Ga Tracers 'Lipofillik oktanol / su distributio ilk soruşturma olarakpH 7.4 çözeltisi içinde mevcut 68Ga türlerinin N katsayısı bir ekstraksiyon yöntemi ile belirlendi. yapıldı fizyolojik pH'da çeşitli medya radyofarmasötiğin in vitro stabilitesi ölçümü, ayrışma farklı oranlarda ortaya çıkarılmıştır.

Introduction

Gadoxetic asit, EOB-DTPA 1 ligandının Gd (III) kompleksi için ortak bir isim nedeniyle, karaciğer hepatosit ve yüksek yüzde ile kendine özgü alımı için hepatobiliyer manyetik rezonans görüntüleme (MRG). 2,3 sık kullanılan kontrast ajandır hepatobiliyer atılımı fokal lezyonları ve hepatik tümörlerin lokalizasyonu sağlar. 2-5 Bununla birlikte, MRI tekniğinin belirli sınırlamaları (örneğin, kontrast maddelerin toksisite, klostrofobi veya metal implantlar olan hastalarda sınırlı uygulanabilirlik) alternatif bir tanı aracı için çağrı .

Pozitron emisyon tomografisi (PET) gövdesinde dağıtım PET tarayıcı tarafından kaydedilen edildiği radyoaktif bir madde (izleyici-tracer) ve az miktarda tatbik edildiği bir moleküler görüntüleme yöntemi vardır. 6 PET, yüksek olanak sağlayan bir dinamik bir yöntemdir gerek kalmadan mekansal ve zamansal görüntülerin çözünürlüğü yanı sıra sonuçların ölçümü,MRI kontrast ajanları yan etkileri ile ilgilidir. Elde edilen metabolik bilgilerin bilgilendirici değeri daha da gibi en sık PET / BT tarayıcıları bilgisayarlı tomografi (BT) ile hibrid görüntüleme ile elde ek görüntüleme yöntemleri alınan anatomik verilerle birlikte artabilir.

PET için uygun bir izleyicinin kimyasal yapısı pozitron yayıcı olarak hizmet veren bir radyoaktif izotop içermelidir. Positrons onlar hemen dokuyu çevreleyen atom kabuklarının elektronlarla imha beri kısa yaşam süreleri vardır. Yok edilmesi ile hareket ters yönde iki 511 keV'lik gama fotonları PET tarayıcı tarafından kaydedilen olan yayılan. 7,8 PET nuclides bir molekül bağlanmış olabilir, bir izleyici oluşturulması için, 2-deoksi-olduğu gibi 2- [18F] floroglukoz (FDG), en yaygın olarak kullanılan PET izleyici. 7 Ancak, nüklid, aynı zamanda, bir ya da daha fazla ligand ile koordinatif bağlar oluşturan (örn[68Ga] -DOTATOC 9,10) ya da () çözündürüldü inorganik tuzlar gibi, örneğin, [18F] sodyum fluorür 11 uygulanabilir. onun biodistribution, metabolizma ve atılım davranışını belirler olarak Toplamda, izleyicinin yapısı çok önemlidir.

Uygun bir PET nüklid uygun pozitron enerji ve kullanılabilirliği yanı sıra istenen soruşturma için yeterli bir yarılanma ömrü gibi olumlu özelliklerini birleştirir gerekir. 68 Ga Nüklidin son yirmi yılda PET alanında önemli bir güç haline gelmiştir. 12,13 Bu durum bir siklotrondan çevresinde bağımsız bünyesinde etiketleme sağlayan bir jeneratör sistemi ile onun durumu, esas olarak. Bir jeneratör, anne 68 Ge yavru nüklid 68Ga, uygun bir kenetleyici ile yıkanır ve daha sonra etiketlenmiş olan bir sütun üzerinde emilir nüklidin. 6,14 68Ga nüklid bir trival olarak var yanagadoxetic asit gibi aynı genel negatif yük ile bir kompleks doğuracak yerine 68 Ga ile EOB-DTPA kenetleme sadece Gd (III) 10,13 gibi ent katyon. Buna göre, bu 68 Ga izleyici PET görüntüleme için uygunluğu benzer bir karakteristik karaciğer özgüllük birleştirmek olabilir. Gadoxetic asit takip eden kapsamda satın alınmış ve disodyum tuzu olarak tatbik edilmektedir, ancak biz Gd [EOB-DTPA] gibi başvurmak GA [EOB-DTPA] ya da 68 Ga [olarak radyoaktif olmayan GA (III) kompleksine kolaylık bakımından radyo-etiketli bileşenin durumunda EOB-DTPA].

PET için izleyiciler, radyoaktif metal kompleksleri ilk önce in vivo ya da ex vivo deneyler, in vitro kapsamlı olarak incelenmesi gerekebilir olarak uygulanabilirliğini değerlendirmek. ilgili bir tıbbi sorun için uygun olup olmadığını belirlemek için, biyolojik dağılım davranış ve boşluk profili, istikrar, organ özgüllük ve hücre veya Tissu'nun gibi çeşitli izleyici özelliklerialımın araştırılması gerekmektedir. Sahip oldukları invazif olmayan karakteri nedeniyle, in vitro saptanması genellikle in vivo deneyler önce gerçekleştirilir. Genel olarak, in vivo olarak uygulandığında DTPA ve türevleri nispeten hızlı bir ayrışma elde kinetik inertlik yoksun nedeniyle bu komplekslerin 68 Ga için kenetleyiciler, sınırlandırılmadıkça uygunluk olduğu kabul edilmektedir. 14-20 Bu öncelikle bir şekilde hareket eden APO transferrin kaynaklanır plazmada 68 Ga için rakip. Yine de, biz tanılama bilgilerini ve böylece mutlaka uzun vadeli izleyici istikrar gerekmeyen, birkaç dakika içinde post-enjeksiyon 3,4,21-23 sağlanabilir burada hepatobiliyer görüntüleme, onun olası uygulama ile ilgili bu yeni izleyici araştırdık. Bu amaçla gadoxetic asitten EOB-DTPA izole edilmiş ve ilk iki sabit izotoplar, 69 GA ve 71 karışımı olarak var olabilir, doğal Ga (III) ile kompleks gerçekleştirilen </sup> Ga. Kompleks, 68Ga, aşağıdaki kelasyon için radyoaktif olmayan bir standart olarak hizmet elde edilmiştir. Biz yöntemleri kurulan ve aynı anda EOB-DTPA 68 Galabeling verimliliğini belirleyen ve yeni 68 Ga izleyici lipofilitesi ve farklı ortamlarda istikrarını araştırmak için onların uygunluğunu değerlendirildi kullanmıştır.

Protocol

EOB-DTPA ve Ga hazırlanması 1. [EOB-DTPA] Dikkat: Kullanmadan önce kullanılan organik çözücüler, asit ve alkalin piller tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formlarını (MSDS) danışın. Davlumbaz tüm adımları uygulayın ve kişisel koruyucu ekipman (koruyucu gözlük, eldiven, laboratuvar önlüğü) kullanın. Gadoxetic asitten EOB-DTPA izolasyonu bir şişe içine, 0.25 M gadoxetic asit enjekte edilebilir çözelti 3 ml koyun. karıştırılan çözeltiye okzal…

Representative Results

Ligand EOB-DTPA ve radyoaktif olmayan GA (III) 'ün 1 H ve13C {1H} NMR spektroskopisi, kütle spektrometrisi ve elementel analiz ile analiz edildi kompleksi. Şekiller 1-6, Tablo 1 'de listelenmiştir ve gösterilen sonuçlar madde saflığını teyit. 68 Ge / 68 Ga jeneratör elüsyon 400-600 MBq 68<…

Discussion

EOB-DTPA çok adımlı bir sentez 33 üzerinden erişilebilir, ancak sadece de gadoxetic asit içeren uygun kontrast ajanları izole edilebilir. Bu amaçla, merkezi Gd (III) iyonu oksalik asit fazlası ile çökeltilebilir. Gd (III) oksalat ve oksalik asitin ayrılması Ligant pH 1.5 soğuk su içinde çökeltme ile izole edilebilir. Bununla birlikte, filtre verimi kolon kromatografisine arttırmak için bunun yerine ya da bir izleme prosedürü olarak gerçekleştirilebilir. Her iki yöntem de% 70 toplam ver…

Disclosures

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

References

  1. 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).
  2. Stroszczynski, C., et al. Aktueller Stand der MRT-Diagnostik mit leberspezifischen Kontrastmitteln. Radiologe. 44, 1185 (2004).
  3. Van Beers, B. E., Pastor, C. M., Hussain, H. K. Primovist, Eovist – what to expect. J. Hepatol. 57, 421-429 (2012).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Ametamey, S. M., Honer, M., Schubiger, P. A. Molecular Imaging with PET. Chem. Rev. 108, 1501-1516 (2008).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Blau, M., Nagler, W., Bender, M. A. Fluorine-18: a new isotope for bone scanning. J. Nucl. Med. 3, 332-334 (1962).
  12. Green, M. A., Welch, M. J. Gallium Radiopharmaceutical Chemistry. Int. J. Radiat. Appl. Instrum. B. 16, 435-448 (1989).
  13. Rösch, F. Past, present and future of 68Ge/68Ga generators. Appl. Radiat. Isot. 76, 24-30 (2013).
  14. Liu, S. The role of coordination chemistry in the development of target-specific radiopharmaceuticals. Chem. Soc. Rev. 33, 445-461 (2004).
  15. 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).
  16. Yang, W., Zhang, X., Liu, Y. Asialoglycoprotein Receptor-Targeted Radiopharmaceuticals for Measurement of Liver Function. Curr. Med. Chem. 21, 4-23 (2014).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Vogl, T. J., et al. Liver tumors: comparison of MR imaging with Gd-EOB-DTPA and Gd-DTPA. Radiology. 200, 59-67 (1996).
  22. Reimer, P., et al. Phase II clinical evaluation of Gd-EOB-DTPA: dose, safety aspects, and pulse sequence. Radiology. , 177-183 (1996).
  23. Ba-Ssalamah, A., et al. MRT der Leber. Radiologe. 44, 1170-1184 (2004).
  24. Scott, R. P. W. . Journal of Chromatography Library. 22A, A137-A160 (1983).
  25. Reichenbaecher, M., Popp, J. . Strukturanalytik organischer und anorganischer Verbindungen. , (2007).
  26. Gross, J. H. . Mass Spectrometry: A Textbook. , (2004).
  27. Ma, T. S., Rittner, R. C. . Modern Organic Elemental Analysis. , (1979).
  28. 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).
  29. Roberts, T. R. Radio-column chromatography. Journal of Chromatography Library. 14, 103-132 (1978).
  30. Roberts, T. R. Radio-thin-layer chromatography. Journal of Chromatography Library. 14, 45-83 (1978).
  31. Green, M. A., Welch, M. J. Gallium radiopharmaceutical chemistry. Nucl. Med. Biol. 16, 435-448 (1989).
  32. 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).
  33. 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).
  34. Zhernosekov, K., Nikula, T. 68Ga generator for positron emission tomography. , (2012).
  35. 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).
  36. 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).
  37. Boros, E., et al. RGD conjugates of the H2dedpa scaffold: synthesis, labeling and imaging with 68Ga. Nucl. Med. Biol. 39, 785-794 (2012).
  38. Beck, W. S. . Hematology. , (1998).
  39. Patel, V., Morrissey, J. . Practical and Professional Clinical Skills. , (2001).
  40. Bartke, A., Constanti, A. . Basic Endocrinology. , (1998).
  41. Bernstein, L. R. Mechanisms of Therapeutic Activity for Gallium. Pharmacol. Rev. 50, 665-682 (1998).
  42. Clausen, J., Edeling, C. J., Fogh, J. 67Ga Binding to Human Serum Proteins and Tumor Components. Cancer Res. 34, 1931-1937 (1974).
  43. 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).
  44. 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).
  45. 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).

Play Video

Cite This Article
Greiser, J., Niksch, T., Weigand, W., Freesmeyer, M. Investigations on the Ga(III) Complex of EOB-DTPA and Its 68Ga Radiolabeled Analogue. J. Vis. Exp. (114), e54334, doi:10.3791/54334 (2016).

View Video