Radiosíntesis de 1-(2-[18F]Fluoroetilo)-L-Triptófano usando un protocolo de una olla y dos pasos

Resumen

Aquí, describimos la radiosíntesis de 1-(2-[^18F]Fluoroethyl)-L-triptófano, un agente de imágenes por emisión de positrones para estudiar el metabolismo del triptófano, utilizando una estrategia de una olla y dos pasos en un sistema de síntesis de radioquímica con buenos rendimientos radioquímicos, alto exceso enantiomérico y alta confiabilidad.

Resumen

La vía de la quinurenina (KP) es una ruta primaria para el metabolismo del triptófano. La evidencia sugiere fuertemente que los metabolitos del KP desempeñan un papel vital en la proliferación de tumores, la epilepsia, las enfermedades neurodegenerativas y las enfermedades psiquiátricas debido a sus efectos inmunomoduladores, neuromoduladores y neurotóxicos. El agente de tomografía por emisión de positrones (PET) más utilizado para mapear el metabolismo del triptófano, α-[^11C]metil-L-triptófano ([^11C]AMT), tiene una vida media corta de 20 min con laboriosos procedimientos de radiosíntesis. Se requiere un ciclotrón in situ para radiosintetizar [^11C]AMT. Solo un número limitado de centros produce [^11C]AMT para estudios preclínicos e investigaciones clínicas. Por lo tanto, se necesita urgentemente el desarrollo de un agente de imagen alternativo que tenga una vida media más larga, una cinética in vivo favorable y que sea fácil de automatizar. La utilidad y el valor de 1-(2-[^18F]fluoroetilo)-L-triptófano, un análogo de triptófano marcado con flúor-18, se ha reportado en aplicaciones preclínicas en xenoinjertos derivados de líneas celulares, xenoinjertos derivados de pacientes y modelos de tumores transgénicos.

Este artículo presenta un protocolo para la radiosíntesis de 1-(2-[^18F]fluoroetilo)-L-triptófano utilizando una estrategia de una olla y dos pasos. Utilizando este protocolo, el radiotrazador se puede producir en un rendimiento radioquímico del 20 ± 5% (desintegración corregida al final de la síntesis, n > 20), con pureza radioquímica y exceso enantiomérico de más del 95%. El protocolo presenta una pequeña cantidad de precursor con no más de 0,5 ml de disolvente de reacción en cada paso, baja carga de 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabiciclo[8.8.8]hexacosano potencialmente tóxico (K222) y una fase móvil ambientalmente benigna e inyectable para la purificación. El protocolo se puede configurar fácilmente para producir 1-(2-[^18F]fluoroetilo)-L-triptófano para la investigación clínica en un módulo disponible comercialmente.

Introducción

En los seres humanos, el triptófano es un componente esencial de la dieta diaria. El triptófano se metaboliza principalmente a través de la vía de la quinurenina (KP). El KP es catalizado por dos enzimas limitantes de velocidad, indolamina 2, 3-dioxigenasa (IDO) y triptófano 2, 3-dioxigenasa (TDO). Más del 95% del triptófano se convierte en quinurenina y sus metabolitos aguas abajo, generando en última instancia nicotinamida adenina dinucleótido, que es esencial para la transducción de energía celular. El KP es un regulador clave del sistema inmune y un importante regulador de la neuroplasticidad y los efectos neurotóxicos1,2.

Protocolo

PRECAUCIÓN: El protocolo involucra materiales radiactivos. Cualquier dosis adicional de materiales radiactivos podría conducir a un aumento proporcional en la probabilidad de efectos adversos para la salud como el cáncer. Los investigadores deben seguir las prácticas de dosis "tan bajas como sea razonablemente posible" (ALARA) para guiar el protocolo de radiosíntesis con la protección adecuada en la celda caliente o la campana de plomo. Minimizar el tiempo de contacto directo, usar un escudo de plomo y mantener la distancia máxima para cualquier paso de exposición a la radiación en el proceso de radiosíntesis son esenciales. Use una insignia de dosimetría de radiación....

Resultados

El esquema de reacción se muestra en la Figura 1. El radioetiquetado incluye los dos pasos siguientes: 1) reacción del precursor de radiomarcado de tosilato con [^18F]fluoruro proporciona el intermedio marcado con ^18F, y 2) la desprotección de los grupos tert-butiloxicarbonilo y terc-butilo-protector en el intermedio proporciona el producto final L-[^18F]FETrp. Ambos pasos de reacción continúan a 100 °C durante 10 min.

Discusión

El triptófano es un aminoácido esencial para los seres humanos. Juega un papel importante en la regulación del estado de ánimo, la función cognitiva y el comportamiento. Los derivados del triptófano radiomarcados, en particular el [11C]AMT marcado con ^carbono-11, han sido ampliamente estudiados debido a su papel único en el mapeo de la síntesis de ^{serotonina38,39}, la detección y clasificación de ^tumores40, la guía de la cirugía .......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
[18F]Fluoruro en [18O]H2O	PETNET Solutions Inc.	N/A
4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabiciclo[8.8.8]hexacosano	ACROS	291950010	Kryptofix 222 o K222, 98%
Ácido acético	ACROS	222142500	99,8%
Acetonitrilo	Sigma-Aldrich	271004	anhidro, 99,8%
Sistema de HPLC Agilent 1260	Agilent Technologies Agilent	1260	Serie Agilent 1260
Columna de HPLC quiral analítica	Sigma-Aldrich	12024AST	Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm × 4.6 mm
Dióxido de carbono, 60 LBS	Gas REFR744R200S		99.99%
D-FETrp referencia estándar	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Síntesis personalizada
Frasco estéril vacío	Jubilant HollisterStier	7515	Cierre de 20 mm, 10 mL
Etanol	Decon Labs	2716	200 pruebas, grado USP. ≥ 99.9%
Filtro de jeringa Fisherbrand de 13 mm, 0.22 y micro; m, PVDF, estéril	Fisher Scientific	09-720-3
Ácido clorhídrico	Sigma-Aldrich	30721	≥ 37%
Isopropanol	Decon Labs	8316	70%, estéril
L-[18F]Precursor de radiomarcaje FETrp	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Síntesis personalizada
L-FETrp referencia estándar	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Síntesis personalizada
Cartucho ligero C8	Waters	WAT036770	Sep-Pak  Aguja de cartucho ligero C8 plus
, 20 G x 1	Becton-Dickinson & Co.
Aguja, 20 G x 1 &	Becton-Dickinson & Co.		Aguja 305176
, 21 G x 2	Becton-Dickinson & Co.
Óxido de aluminio neutro Waters		WAT023561	Sep-Pak alúmina N más membrana de
nailon claro (0.20 µ m )	MilliPore	GNWP04700	47 mm
Pall Acrodisc Jeringa de 25 mm filtro estéril	Pall Corporation	4907
PETCHEM sistema de síntesis radioquímica	PETCHEM Solutions Inc. Pinckney, MI	N/A	Radiosintetizador
Tiras de pH 2.0 - 9.0	EMD Millipore	1.09584.0001
Carbonato de potasio	Sigma-Aldrich	367877	99.995%
Cartucho ligero de metilamonio cuaternario	Waters	186004051	Sep-Pak QMA light
Columna de HPLC C18 semipreparativa	Phenomenex	00D-4253-N0	100 y veces; 10 mm
Columna de HPLC quiral semipreparativa	Sigma-Aldrich	12034AST	Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm y veces; 10 mm
Inyección de cloruro de sodio 23.4%	APP Pharmaceutical, LLC	18730	Inyección
cloruro de sodio de grado USP 0.9%	Hospira	NDC 0409-4888-10	de grado USP
	Honeywell	306576	99.99%
Aguja espinal, 20 G x 3 & frac12;	Becton-Dickinson & Co.
Almohadillas estériles de preparación con alcohol BioMed	Resource Inc.	PC661
Viales vacíos estériles, 2 mL	Hollister Stier	7505ZA	Cierre de 13 mm
Viales vacíos estériles, 30	mL Jubilant HollisterStier	7520ZA Cierre	20 mm
Jeringa PP/PE, 3 mL, Luer Lock	Air-Tite	4020-X00V0
Jeringa PP/PE, 5 mL, Luer Lock	Becton-Dickinson & Co.
Jeringa,  PP/PE, 10 mL, NORM-JECT	Air-Tite	4100-000V0
Jeringa, 1 mL, Luer Slip	Becton-Dickinson & Co.
Jeringa, 3 mL, Luer-Lock	Becton-Dickinson & Co.
Argón de ultra alta pureza	Airgas	AR UHP300	99.999%
Agua ultrapura	MilliporeSigma	ZRQSVP300	Direct-Q 3 grifo para el sistema de purificación de agua pura y ultrapura

305175305129 de Hidróxido de sodio 405182 de 309646309659309657