Radiosynthèse du 1-(2-[18F]fluoroéthyl)-L-tryptophane à l’aide d’un protocole à un pot en deux étapes

Résumé

Ici, nous décrivons la radiosynthèse du 1-(2-[^18F]Fluoroéthyl)-L-tryptophane, un agent d’imagerie par tomographie par émission de positons pour étudier le métabolisme du tryptophane, en utilisant une stratégie à un pot, en deux étapes dans un système de synthèse radiochimique avec de bons rendements radiochimiques, un excès énantiomère élevé et une grande fiabilité.

Résumé

La voie de la kynurénine (KP) est une voie primaire pour le métabolisme du tryptophane. Les preuves suggèrent fortement que les métabolites du KP jouent un rôle vital dans la prolifération tumorale, l’épilepsie, les maladies neurodégénératives et les maladies psychiatriques en raison de leurs effets immunomodulateurs, neuromodulateurs et neurotoxiques. L’agent de tomographie par émission de positons (TEP) le plus largement utilisé pour cartographier le métabolisme du tryptophane, α-[^11C]méthyl-L-tryptophane ([^11C]AMT), a une courte demi-vie de 20 minutes avec des procédures de radiosynthèse laborieuses. Un cyclotron sur site est nécessaire pour radiosynthétiser [^11C]AMT. Seul un nombre limité de centres produisent [^11C]AMT pour les études précliniques et les investigations cliniques. Par conséquent, le développement d’un agent d’imagerie alternatif qui a une demi-vie plus longue, une cinétique in vivo favorable et qui est facile à automatiser est nécessaire de toute urgence. L’utilité et la valeur du 1-(2-[^18F]fluoroéthyl)-L-tryptophane, un analogue du tryptophane marqué au fluor-18, ont été rapportées dans des applications précliniques dans des xénogreffes dérivées de lignées cellulaires, des xénogreffes dérivées de patients et des modèles tumoraux transgéniques.

Cet article présente un protocole pour la radiosynthèse du 1-(2-[^18F]fluoroéthyl)-L-tryptophane en utilisant une stratégie à un pot et en deux étapes. En utilisant ce protocole, le radiotraceur peut être produit dans un rendement radiochimique de 20 ± 5% (désintégration corrigée à la fin de la synthèse, n > 20), avec une pureté radiochimique et un excès énantiomère de plus de 95%. Le protocole comporte une petite quantité de précurseurs ne dépassant pas 0,5 mL de solvant réactionnel à chaque étape, une faible charge de 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo[8,8,8]hexacosane (K222) potentiellement toxique et une phase mobile injectable et respectueuse de l’environnement pour la purification. Le protocole peut être facilement configuré pour produire du 1-(2-[^18F]fluoroéthyl)-L-tryptophane pour l’investigation clinique dans un module disponible dans le commerce.

Introduction

Chez l’homme, le tryptophane est un composant essentiel de l’alimentation quotidienne. Le tryptophane est principalement métabolisé par la voie de la kynurénine (KP). Le KP est catalysé par deux enzymes limitant le débit, l’indoleamine 2, 3-dioxygénase (IDO) et la tryptophane 2, 3-dioxygénase (TDO). Plus de 95% du tryptophane est converti en kynurénine et ses métabolites en aval, générant finalement du nicotinamide adénine dinucléotide, essentiel à la transduction de l’énergie cellulaire. Le KP est un régulateur clé du système immunitaire et un régulateur important de la neuroplasticité et des effets neurotoxiques1,2.

Protocole

ATTENTION : Le protocole concerne des matières radioactives. Toute dose supplémentaire de matières radioactives pourrait entraîner une augmentation proportionnelle du risque d’effets néfastes sur la santé, comme le cancer. Les chercheurs doivent suivre les pratiques de dose « aussi faible que raisonnablement réalisable » (ALARA) pour guider le protocole de radiosynthèse avec une protection adéquate dans la cellule chaude ou la hotte de plomb. Il est essentiel de minimiser le temps de contact direct, d’utiliser un bouclier en plomb et de garder une distance maximale pour toute étape d’exposition aux rayonnements dans le processus de radiosynthèse. Portez un badge de do....

Résultats

Le schéma de réaction est illustré à la figure 1. Le radiomarquage comprend les deux étapes suivantes : 1) la réaction du précurseur de radiomarquage du tosylate avec le [^18F]fluorure fournit l’intermédiaire marqué ^{au 18F}, et 2) la déprotection des groupes de protection tert-butyloxycarbonyle et tert-butyle dans l’intermédiaire permet au produit final L-[^18F]FETrp. Les deux étapes de réaction se poursuivent à 100 °C pendant 10 min.

Discussion

Le tryptophane est un acide aminé essentiel pour l’homme. Il joue un rôle important dans la régulation de l’humeur, de la fonction cognitive et du comportement. Les dérivés radiomarqués du tryptophane, en particulier l’AMT [11C]marqué au carbone ¹¹, ont été largement étudiés en raison de leur rôle unique dans la cartographie de la synthèse de la ^{sérotonine38,39}, la détection et le classement des ^tumeurs40, le guidage de la chiru.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
[18F]Fluorure dans [18O]H2O	PETNET Solutions Inc.	N/A
4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo[8.8.8]hexacosane	ACROS	291950010	Kryptofix 222 ou K222, 98 %
Acide acétique	ACROS	222142500	99,8
%Acétonitrile	Sigma-Aldrich	271004	anhydre, 99,8
Système HPLC Agilent 1260	Agilent Technologies	Agilent 1260	série
Colonne HPLC chirale analytique	Sigma-Aldrich	12024AST	Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm & times ; 4,6 mm
Dioxyde de carbone, 60 LBS	Airgas	REFR744R200S	99,99 %
D-FETrp référence étalon	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Synthèse personnalisée
Flacon stérile vide	Jubilant HollisterStier	7515	Bouchon de 20 mm, 10 mL
Éthanol	Decon Labs	2716	200 proof, grade USP. &ge ; 99,9 %
Fisherbrand Filtre à seringue de 13 mm, 0,22 & micro ; m, PVDF, stérile	Fisher Scientific	09-720-3
Acide chlorhydrique	Sigma-Aldrich	30721	&ge ; 37 %
Isopropanol	Decon Labs	8316	70 %, stérile
L-[18F]FETrp précurseur de radiomarquage	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Synthèse personnalisée
L-FETrp référence étalon	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Synthèse personnalisée
Cartouche C8 légère	Waters	WAT036770	Sep-Pak  ; Aiguille à cartouche légère C8 plus
, 20 G x 1	Becton-Dickinson & Co.
Aiguille, 20 G x 1 ½ ;	Becton-Dickinson & Co.		Aiguille 305176
, 21 g x 2	Becton-Dickinson & Co.
Oxyde d’aluminium neutre	Waters	WAT023561	Sep-Pak alumine N plus membrane en
nylon léger (0,20 & micro ; m )	MilliPore	GNWP04700	47 mm
Pall Acrodisc Seringue 25 mm Filtre stérile	Pall Corporation	4907
Système de synthèse de radiochimie	PETCHEM Solutions Inc. Pinckney, MI	N/A	radiosynthétiseur
2.0 - 9.0	EMD Millipore	1.09584.0001
Carbonate de potassium	Sigma-Aldrich	367877	99.995 %
Cartouche légère au méthylammonium quaternaire	Waters	186004051	Sep-Pak QMA light
Semi-préparative C18 Colonne HPLC	Phenomenex	00D-4253-N0	100 × ; 10 mm
Colonne HPLC chirale semi-préparative	Sigma-Aldrich	12034AST	Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm & times ; 10 mm
Chlorure de sodium injectable 23.4 %	APP Pharmaceutical, LLC	18730	Chlorure
sodium injecté 0,9 %	Hospira	NDC 0409-4888-10	Hydroxyde
de sodium	306576	Honeywell	99,99 %
Aiguille spinale, 20 G x 3 ½ ;	Becton-Dickinson & Co.
Tampons de préparation à l’alcool stériles	BioMed Resource Inc.	PC661
Flacons vides stériles, 2 mL	Hollister Stier	7505ZA	Fermeture 13 mm
Flacons vides stériles, 30 mL	Jubilant HollisterStier	7520ZA Seringue	fermeture 20 mm
PP/PE, 3 mL, Luer Lock	Air-Tite	4020-X00V0
Seringue PP/PE, 5 mL, Luer Lock	Becton-Dickinson & Co.
309646 seringue,  ; PP/PE, 10 mL, SERINGUE NORM-JECT	Air-Tite	4100-000V0
, 1 mL, Luer Slip	Becton-Dickinson & Co.
309659 seringue, 3 ml, Luer-Lock	Becton-Dickinson & Co.
Argon ultra haute pureté	Airgas	AR UHP300	99.999 %
Eau ultrapure	MilliporeSigma	ZRQSVP300	Direct-Q 3 robinet pour système de purification d’eau pure et ultra-pure

 % Agilent 1260305175305129 Bandelettes de pH de 405182 à 309657