Synthese, Radiosynthese und Evaluierung von dimeren Aminosäure-Chelator-Konjugaten zur Tumordiagnostik mittels PET
Final Report Abstract
Für eine spezifische Tumordiagnostik und Bildgebung ist es entscheidend, Diagnostika zu entwickeln, die sich im Tumor spezifisch anreichern und für Bildgebungsverfahren geeignet sind. Das hier beschriebene Projekt hat dazu einen Beitrag geleistet. Wir konnten den Mechanismus der Tumor-spezifischen Anreicherung von FET aufklären: er basiert auf der ungleichen Affinität, mit der FET der intra- und extrazellulären Substratbindestelle des auf Tumorzellen hoch exprimierten Aminosäuretransporters LAT1 erkannt wird. Zukünftige Untersuchungen werden zeigen, ob dieses Prinzip auch für andere Tumortherapeutika Anwendung finden kann. Wir haben weiterhin neue Aminosäurederivate synthetisiert, die zur Markierung mit 68Ga verwendet werden können. Im Rahmen des Projektes konnte gezeigt werden, dass die Synthese von einer Reihe DOTA- oder TRAP-konjugierter Aminosäuren möglich ist. Auch die radioaktive Markierung dieser Verbindungen mit 68Ga ist erfolgreich. Für eine dieser Verbindungen haben wir Belege dafür, dass sie ebenfalls im Tumor akkumuliert. Bisher haben wir jedoch keine Hinweise auf Transport dieser Verbindungen durch Aminosäuretransporter erhalten, obwohl eine gleichzeitige Gabe des System-L-Substrates BCH ihre Bindung an Tumorzellen reduzierte. Dafür kann es verschiedene Gründe geben: 1) Die richtigen Aminosäuretransporter für diese Derivate sind noch nicht gefunden. Dies ist unwahrscheinlich, da unsere Analysen die wichtigsten in Glioblastomzellen exprimierten Transporter einschließt. 2) Die Verbindungen sind kein Substrat, binden aber an entsprechende Aminosäuretransporter. Diese Bindung könnte entweder ausreichend sein oder zur Internalisierung der entsprechenden Transporter mit ihren Liganden führen. Dies kann in weiteren Untersuchungen durch gezieltes Ausschalten einzelner Transporter in Tumorzellen und anschließende Bindestudien überprüft werden. 3) Die Verbindungen werden über andere Transportprotein, die ein größeres Spektrum an Substraten akzeptieren, internalisiert. Dies kann an Tumorzellen durch Einsatz entsprechender potentieller Kompetitoren evaluiert werden. In Zukunft muss gezeigt werden, inwieweit sich diese radiometall-markierten Aminosäuren für die Visualisierung von Hirntumoren eignen. Referenz dazu ist die 18F-markierte Aminosäure Fluorethyl-L-Tyrosin und die dafür schon beschriebene Charakterisierung ihrer Transportmechanismen. Vergleichbare Untersuchungen sollen für die Chelator-basierten Derivate angestellt werden, vor allem um bisherige Ergebnisse in vitro und in vivo zu validieren. Über diese konkreten Moleküle hinaus kann die Arbeit diese Projektes eine generelle Bedeutung erlangen, was das Verhältnis von Influx- und Efflux-Parametern radioaktiv markierter Moleküle betrifft. Möglicherweise ist hier ein grundsätzlicher Zusammenhang zu sehen, der die Akkumulation von Radiodiagnostika betrifft: Auch wenn intrazellulär kein metabolisches oder anderes Trapping des Moleküls erfolgt, ergibt sich eine semi-Speicherung über einen stark verlangsamten Efflux.
Publications
- A concise synthesis procedure to furnish multi-gram amounts of hexadentate, bivalent DO2A-based chelators RSC Advances, 2012, 2, 7156-7160
Riss, P.J., Burchardt, C., Zimny, M.J., Peters, J., Roesch, F.
(See online at https://doi.org/10.1039/c2ra20931d)
