כאן, אנו מתארים פרוטוקול לתיוג רדיו ובדיקות in vivo של נגזרות כלאט-טטרזין תלת-שיניים 99mTc(I) לכימיה מוקדמת וביו-אורתוגונלית.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מתארים פרוטוקול לתיוג רדיו ובדיקות in vivo של נגזרות כלאט-טטרזין תלת-שיניים 99mTc(I) לכימיה מוקדמת וביו-אורתוגונלית.
מיקוד מקדים בשילוב עם כימיה ביו-אורתוגונלית מתגלה כדרך יעילה ליצירת תרופות רדיו-פרמצבטיות חדשות. מבין השיטות הקיימות, דרישת האלקטרונים ההפוכה Diels-Alder (IEDDA) ציקלותוספת בין טטרזינים עם תווית רדיו וטרנס-ציקלוקטן (TCO) המקושר לביומולקולה הוכחה כגישה ביו-אורתוגונלית יעילה ביותר להדמיית מטרות ביולוגיות ספציפיות. למרות העובדה שטכנציום-99m נותר האיזוטופ הנפוץ ביותר ברפואה גרעינית אבחנתית, יש מחסור בשיטות להכנת טטרזינים המסומנים ב-99 מיליוןTc. כאן אנו מדווחים על הכנת משפחה של נגזרות תלת-שיניים-כלאט-טטרזין וקומפלקסי ה-Tc(I) שלהם. תרכובות אלה שלא היו ידועות עד כה סומנו ברדיו עם 99mTc בשיטה בסיוע מיקרוגל בתפוקה רדיוכימית של 31% עד 83%. המוצרים יציבים בתמיסת מלח וב-PBS ומגיבים במהירות עם נגזרות TCO במבחנה. יכולות המיקוד המקדים שלהם הודגמו באמצעות נגזרת TCO-ביספוספונאט (TCO-BP) שמתמקמת באזורים של חילוף חומרים פעיל בעצם או פציעה. במחקרי עכברים, 99 מ'Tc-tetrazines הראו ריכוזי פעילות גבוהים בברכיים ובמפרקי הכתפיים, מה שלא נצפה כאשר ניסויים בוצעו בהיעדר TCO-BP. הספיגה הכוללת באיברים שאינם מטרה ופרמקוקינטיקה השתנתה מאוד בהתאם לאופי המקשר והקוטביות של הכלאט.
99m Tc נשאר רדיואיזוטופיים הדומיננטי בשימוש ברפואה גרעינית אבחון, עם למעלה מ -50 מיליון הליכי הדמיה שנערכו בשנת ברחבי עולם 1, 2, 3. רוב סוכני 99m Tc בשימוש קליני הם רדיואקטיביות סוג זלוף. ישנם מספר מצומצם של תרכובות ממוקדות פעיל אשר 99m Tc מופנה לאגד סמן ביולוגי ספציפי באמצעות קשירה לבנות מיקוד. יצירת רדיואקטיביות 99m Tc הממוקד מתעכבת לעתים קרובות על ידי השפעתו של 99m Tc-ליגנד מתחמים על היכולת של מולקולת המיקוד להיקשר הסמן הביולוגי של עניין, או איזוטופים מחצית החיים אינם ארוך מספיק לשימוש עם ביומולקולות משקל מולקולרי גבוה כמו נוגדנים. זה האחרון בדרך כלל דורש כמה ימים לפני תמונות נרכשות על מנת biomolecule כדי לנקות מן היעד הלא Tiss UES. מיקוד טרום מציע גישה חלופית כדי להתגבר על האתגרים אלה.
טרום מיקוד בשילוב עם כימית bioorthogonal הוכח להיות דרך יעילה לפתח בדיקות הדמיה מולקולריות חדשות לשני קרינת רדיו-הדמיה 4, 5, 6, 7, 8. הביקוש אלקטרונים הפוך- אלמון דילס (IEDDA) התגובה בין 1,2,4,5-tetrazine (טז) ו -cyclooctene טרנס (TCO) נגזרים, כפי שמוצג באיור 1, הוכח להיות יעיל במיוחד 6. התגובה IEDDA עם רכיבים אלה יכולים להפגין קינטיקה מהירה ב PBS (k 2 ≈ 6,000 M -1 s -1) סלקטיביות גבוהה, מה שהופך אותו אידיאלי עבור in vivo מראש מיקוד יישומים 9, 10.
e_content "> הגישה הנפוצה ביותר בשימוש כרוך בניהול וקטור מיקוד TCO הנגזר לאחר תקופת עיכוב מספיק, tetrazine radiolabeled מנוהל. tetrazines radiolabeled מבוסס על 11 C, 18 F, 64 Cu, 89 ZR, ו -111 ב כבר 11 דיווחו, 12, 13, 14, 15. לעומת זאת, יש רק אחד הדיווחים של 99m Tc שכותרתו טז, אשר הוכן באמצעות ליגנד סוג HYNIC המחייב שימוש-הליגנדים שיתוף למנוע התקשרות חלבונים והשפלה in vivo 16. כחלופה, אנו מדווחים כאן את הסינתזה של 99m Tc (I) שכותרתו tetrazines באמצעות משפחה של הליגנדים המהווים מתחמי tridentate יציבה עם [99m Tc (CO) 3] + הליבה.גיל = "1"> 
איור 1: תגובת IEDDA bioorthogonal בין tetrazine ו -cyclooctene טרנס. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
בני משפחתו של הליגנדים מוכן לכלול chelates tridentate שמשתנות הקוטביות ואת לאופי הקבוצה מקשר בין אזור מתכת מחייב ואת טז (איור 2). המטרה היתה לזהות 99m Tc-Tetrazine לבנות שיכול למקם ביעילות ומגיבים עם אתרים שכותרתו TCO in vivo וברור במהירות כאשר לא מחויב, על מנת להניב גבוהה היעד ל-יעד שאינו יחסי. כדי לבדוק את הליגנדים, TCO-נגזרת של ביספוספונטים (TCO-BP) שימש 17. הראינו בעבר כי TCO-BP localizes לאזורים של מטבוליזם העצם פעיל ויכול להגיב עםtetrazines radiolabeled in vivo 18. זהו מגיב נוח לבדוק tetrazines חדש, כי זה יכול להיות מוכן בשלב אחד וניסויים יכול להתבצע בעכברים נורמליים שבו לוקליזציה מתרחשת בעיקר במפרקים (ברכיים וכתפיים).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקרים בבעלי חיים אושרו על ידי מועצת האתיקה בעלי חיים למחקר באוניברסיטת מקמאסטר בהתאם המועצה הקנדית על טיפול בבעלי חיים (CCAC) הנחיות.
1. Radiolabeling של הליגנדים TZ-tridentate עם 99m Tc
זהירות: ההליכים הבאים מחייבים את השימוש של תרכובות רדיואקטיבי. העבודה צריכה להיעשות רק במעבדה מורשה עם דבקות תקנות הבטיחות וסילוק. תגובות מיקרוגל צריכות להתבצע במיקרוגל שתוכנן במיוחד עבור סינתזה כימית.
2. מחקרים ביו-הפצה טרום ממוקד

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הליגנדים היו מסונתזים באמצעות linkers ו chelators השונים באמצעות אסטרטגית amination רדוקטיבי פשוטה (איור 2), ואחריו צימוד של המוצר אל tetrazine הזמין מסחרי 22, 23. Radiolabeling בוצע תוך שימוש באותה השיטה לכל התרכובות והיה מאוד לשחזור. התהליך היה מותאם על ידי שינוי pH, סכום של ליגנד, זמן תגובה וטמפרטורה שבעקבותיה 99m Tc-רדיואקטיבי תרכובות 1-5 התק...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אוסף של chelates tridentate צמוד tetrazine של קטבים שונים הוכן, ואת השירות של המתחמים שלהם 99m Tc תגובת IEDDA עם נגזרת TCO in vivo הוערך. שיטת תיוג יעילה לשחזור 99m Tc פותחה במשך חמש tetrazine-chelates, שבו הריכוז ליגנד היה 10 -3 M. שלב התיוג לווה deprotection של T- קבוצות בוטיל (עבור תרכובות 2-5). הריכוז הגבוה של ליגנד שימש כדי לשפר את התשואה radiochemical ולקצר את זמני התגובה אשר ממוזער השפלה של tetrazine
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
עבודה זו נתמכת על ידי מימון מענקי מחקר ממועצת המחקר למדעי הטבע וההנדסה (NSERC) של קנדה, מכון אונטריו לחקר הסרטן (OICR, #P.SI.015.8) והאגודה הקנדית לסרטן (CCS, #703857). המחברים מכירים בתרומתו של ד"ר דניס סניידר שסייע בהכנת כתב היד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| גז ארגון | Alphagaz | --- | --- |
| Na2CO3 | EMD Millipore | 106395 | --- |
| Na2B4O7· 10H2O | Anachemia | S9640 | --- |
| KNaC4H4O6· 4H2O | Anachemia | 217255 | --- |
| Technelite 99mTc מחולל | הדמיה רפואית של Lantheus | --- | מקור ל99mTcO4- |
| 0.9% מלח | הדמיה רפואית של Lantheus | --- | To elute generator |
| 1 M HCl | Lab Chem | --- | |
| ---MeOH | Caledon | --- | --- |
| ACN | Caledon | --- | HPLC כיתה |
| Millipore H2O | Thermo Fisher Scientific | Barnstead Nanopure | --- |
| DCM | Caledon | --- | --- |
| TFA | Caledon | --- | --- |
| PBS | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | pH 7.4 1x |
| BSA | Sigma Aldrich | A7906 | --- |
| Tween80 | Sigma Aldrich | P8047 | --- |
| Isoflurane | CDMV | 108737 ספק: Fresenius Kabi Animal Health | |
| HPLC | Waters | 1525 משאבה בינארית, גלאי מערך פוטודיודה 2998, E-SAT/IN, גלאי PMT של ספירת זרימה של Bioscan (פריט # 15590) | --- |
| עמודת HPLC לניתוח וטיהור של תרכובות 2-4 | Phenomenex | 00G-4435-E0 | Gemini® 5 ומיקרו; מ C18 110 Å, עמודת LC 250 x 4.6 מ"מ |
| עמודת HPLC לניתוח וטיהור של תרכובות 1 ו-5 | מים | 186003115 | XBridge BEH C18 עמודה, 130 Å, 5 µ m, 4.6 מ"מ x 100 מ"מ |
| כור מיקרוגל | ביוטאג' | יוזם 8 | --- |
| Biotage V10 מאייד | Biotage | סידורי # V1041 | --- |
| כיול מינון | Capintec, Inc. | CRC-25R | --- |
| מונה גמא | פרקין אלמר | אשף 1470 מונה גמא אוטומטי | --- |
| משקל חדר בעלי חיים | מטלר טולדו | XP105 טווח דלתא | |
| ---בקבוקוני מיקרוגל | ביוטאג' | 355629 | 0.5-2 מ"ל |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה