Radiosíntese de 1-(2-[^18F]Fluoroethyl)-L-Triptofano usando um Protocolo de Dois Passos de Um pote e Duas etapas

Em humanos, o triptofano é um componente essencial da dieta diária. O triptofano é principalmente metabolizado através da via kynurenine (KP). O KP é catalisado por duas enzimas limitantes de taxa, indoleamina 2, 3-dioxygenase (IDO) e triptofano 2, 3-dioxygenase (TDO). Mais de 95% do triptofano é convertido em kynurenine e seus metabólitos a jusante, gerando, em última análise, dinucleotídeo de nicotinamida adenina, essencial para a transdução de energia celular. O KP é um regulador chave do sistema imunológico e um importante regulador de neuroplasticidade e efeitos neurotóxicos1,2. O metabolismo anormal do triptofano está implicado em vários distúrbios neurológicos, oncológicos, psiquiátricos e metabólicos; portanto, os análogos de triptofano radiolabeled têm sido amplamente utilizados na investigação clínica. Os dois radiotratores triptofanos clinicamente mais procurados clinicamente são 11C-α-metil-L-triptofano ([^11C]AMT) e ^{11C-5-hidroxitryptophan} (^11C-5-HTP)3.

Na década de 1990, ^{o 11C-5-HTP} foi usado para visualizar tumores neuroendócrinos que secretam ^serotonina4 e para diagnosticar e monitorar a terapia de adenocarcinoma prostático-refratária metastática. Posteriormente, foi utilizado como ferramenta de imagem para a quantificação do sistema serotonérgico no pâncreas endócrino6. ¹¹ C-5-HTP também tem sido um rastreador promissor para a detecção não invasiva de ilhotas viáveis no transplante de ilhotas intraportais e diabetes tipo ^27,8. Nas últimas duas décadas, muitos aminoácidos radiolabelados avançaram para a investigação ^clínica9,10. Em particular, o análogo triptofano com rótulo carbono 11 [^11C]AMT recebeu ampla atenção para o mapeamento da síntese de serotonina cerebral11,12,13,14 e para localização de focos epilépticos, tumores epieptogênicos, complexo de esclerose tuberosa, gliomas e câncer de mama15,16,17, 18,19,20 ⁽21,22,23,24,25,26). [^11C] A AMT também tem alta absorção em vários tumores de baixo e alto grau em ^crianças27. Além disso, a análise do rastreador cinético de [^11C]AMT em indivíduos humanos tem sido usada para diferenciar e classificar vários tumores e diferenciar glioma da lesão tecidual induzida por ^radiação15. [^11C] A imagem guiada pela AMT mostra benefícios clínicos significativos em distúrbios ^{cerebrais3,25}. No entanto, devido à curta meia-vida de carbono-11 (20 min) e aos procedimentos laboriosos de radiosíntese, o uso [^11C]AMT é restrito aos poucos centros PET com um ciclotron no local e uma instalação de radioquímica.

A flúor-18 tem uma meia-vida favorável de 109,8 min, em comparação com a meia-vida de 20 min de carbono-11. Cada vez mais, os esforços têm sido focados no desenvolvimento de radiotracers com rótulo flúor-18 para o metabolismo triptofano3,28. Um total de 15 radiofatores triptofanos de flúor únicos-18 foram relatados em termos de radiolabeling, mecanismos de transporte, estabilidade in vitro e in vivo, biodistribução e absorção de tumores em xenoenxertos. No entanto, a rápida defluorinação in vivo foi observada para vários rastreadores, incluindo 4-, 5-, e 6-[^18F]fluorotryptophan, impedindo a tradução clínica ^posterior29. 5-[^18F]Fluoro-α-metiltrofano (5-[^18F]FAMT) e 1-(2-[^18F]fluoroethyl)-L-triptofano (L-[^18F]FETrp, também conhecido como (S)-2-amino-3-(1-(2-[^18F]fluoroetila)-1S-indol-3-yl)ácido propanoico, peso molecular 249,28 g/mole), são os dois radiotracers mais promissores com cinética viva em modelos animais e grande potencial para superar [¹¹ C]AMT para avaliação de condições clínicas com metabolismo deptofano ^{desregulado28}. 5-[^18F]FAMT mostrou alta absorção em xenoenxertos tumorais ido1 positivos de camundongos imunocomprometidos e é mais específico para a imagem do KP do que [^11C]AMT28,30. No entanto, a estabilidade in vivo de 5-[^18F]FAMT continua sendo uma preocupação potencial, uma vez que nenhum dado de defluorização in vivo foi relatado além de 30 min após a injeção do tracer30.

Um estudo pré-clínico em um modelo de camundongos de meduloblastoma geneticamente modificado mostrou que, quando comparado com a fluorodeoxyglucose ^{18F-fluorodeoxyglucose} (18F-FDG), L-[^18F]FETrp teve alto acúmulo em tumores cerebrais, defluorina in vivo insignificante e baixa absorção de fundo, demonstrando uma proporção de alvo-não-alvo ^{superior31,32}. Estudos de dosimetria de radiação em camundongos indicaram que o L-[^18F]FETrp tinha uma exposição de dosimetria favorável aproximadamente 20% menor do que o rastreador PET 18F-FDG ^18F-FDG33. De acordo com os achados de outros pesquisadores, os dados pré-clínicos do estudo fornecem evidências substanciais para apoiar a tradução clínica de L-[^18F]FETrp para a investigação de metabolismo anormal de triptofanos em humanos com distúrbios cerebrais como epilepsia, neuro-oncologia, autismo e esclerose tuberosa28,31,32,33,34,35,36 . Uma comparação geral entre os três rastreadores mais amplamente investigados para o metabolismo do triptofano, 11C-5-HTP, [^11C]AMT e L-[^18F]FETrp, é mostrada na Tabela 1. Tanto ^{o 11C-5-HTP quanto o} AMT têm um curto meio-período e procedimentos de radiolabelação trabalhosos. Um protocolo para a radiosíntese de L-[^18F]FETrp usando uma abordagem de um pote e duas etapas é descrito aqui. O protocolo apresenta o uso de uma pequena quantidade de precursor de radiolabeling, um pequeno volume de solventes de reação, baixo carregamento de K222 tóxico, e uma fase móvel ambientalmente benigna e injetável para purificação e fácil formulação.