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

Resumo

Aqui, descrevemos a radiosíntese de 1-(2-[^18F]Fluoroetil)-L-triptofano, um agente de tomografia de emissão de pósitrons para estudar o metabolismo triptofano, usando uma estratégia de dois passos em um sistema de síntese radioquímica com bons rendimentos radioquímicos, alto excesso enantiomemérico e alta confiabilidade.

Resumo

A via kynurenine (KP) é uma rota primária para o metabolismo do triptofano. Evidências sugerem fortemente que os metabólitos do KP desempenham um papel vital na proliferação de tumores, epilepsia, doenças neurodegenerativas e doenças psiquiátricas devido aos seus efeitos imunodemografados, neuro modulatórios e neurotóxicos. O agente de tomografia de emissão de pósitrons mais utilizado (PET) para mapear o metabolismo triptofano, α-[^11C]metil-L-triptofano ([^11C]AMT), tem uma meia-vida curta de 20 minutos com procedimentos de radiosíntese trabalhosos. Um ciclotron no local é necessário para radiosintthesize [^11C]AMT. Apenas um número limitado de centros produz [^11C]AMT para estudos pré-clínicos e investigações clínicas. Assim, o desenvolvimento de um agente de imagem alternativo que tenha uma meia-vida mais longa, favorável à cinética in vivo , e é fácil de automatizar é urgentemente necessário. A utilidade e o valor de 1-(2-[^18F]fluoroetil)-L-triptofano, um análogo triptofano de flúor-18, foi relatado em aplicações pré-clínicas em xenoenxertos derivados de linha celular, xenoenxertos derivados do paciente e modelos de tumor transgênicos.

Este artigo apresenta um protocolo para a radiosíntese de 1-(2-[^18F]fluoroetil)-L-triptofano usando uma estratégia de um pote e duas etapas. Usando este protocolo, o radiotracer pode ser produzido em um rendimento radioquímico de 20 ± 5% (decadência corrigida no final da síntese, n > 20) de produção radioquímica, com pureza radioquímica e excesso enantiomerico de mais de 95%. O protocolo apresenta uma pequena quantidade precursora com no máximo 0,5 mL de solvente de reação em cada etapa, baixa carga de 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicicclo[8.8.8]hexacosane (K222) e uma fase móvel ambientalmente benigna e injetável para purificação. O protocolo pode ser facilmente configurado para produzir 1-(2-[^18F]fluoroetil)-L-triptofano para investigação clínica em um módulo comercialmente disponível.

Introdução

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 t....

Protocolo

ATENÇÃO: O protocolo envolve materiais radioativos. Qualquer dose adicional de materiais radioativos poderia levar a um aumento proporcional na chance de efeitos adversos à saúde, como o câncer. Os pesquisadores devem seguir as práticas de dose "tão baixas quanto razoavelmente alcançáveis" (ALARA) para orientar o protocolo de radiosíntese com proteção adequada na célula quente ou no capô do chumbo. Minimizar o tempo de contato direto, usar um escudo de chumbo e manter a distância máxima para qualquer etapa de exposição à radiação no processo de radiosíntese são essenciais. Use um crachá de dosimetria de radiação e anéis de monitoramento das mãos durante todo o experim....

Resultados

O esquema de reação é mostrado na Figura 1. O radiolabeling inclui os seguintes dois passos: 1) a reação do precursor de radiolatos com [^18F]fluoreto fornece o intermediário ^18F, e 2) deproteção dos grupos tert-butyloxycarbonycarbonyl e tert-butil-protecting grupos no intermediário oferece o produto final L-[^18F]FETrp. Ambas as etapas de reação continuam a 100 °C por 10 min.

Antes de receber [^18F]fluore.......

Discussão

Triptofano é um aminoácido essencial para os humanos. Desempenha um papel importante na regulação do humor, função cognitiva e comportamento. Os derivados de triptofano radiolabeled, particularmente os derivados de ^11C rotulados por carbono, têm sido extensivamente estudados devido ao seu papel único no mapeamento da síntese de ^{serotonina38,39}, detecção e classificação de ^tumores40, orientando a cirurgia de ^epi.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
[18F]Flúor em [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 ou K222, 98%
Ácido acético	ACROS	222142500	99,8%
Acetonitrila	Sigma-Aldrich	271004	anidra, 99,8%
Agilent 1260 HPLC system	Agilent	Technologies Agilent 1260	Agilent 1260 series
Coluna de HPLC quiral analítica	Sigma-Aldrich	12024AST	Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm × 4,6 mm
Dióxido de carbono, 60 LBS	Airgas	REFR744R200S	99,99%
D-FETrp referência padrão	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Síntese personalizada
Frasco estéril vazio	Jubilant HollisterStier	7515	Fechamento de 20 mm, 10 mL
Etanol	Decon Labs	2716	200 provas, grau USP. ≥ 99.9%
Filtro de Seringa Fisherbrand 13 mm, 0.22 µ m, PVDF, estéril	Fisher Scientific	09-720-3
Ácido clorídrico	Sigma-Aldrich	30721	≥ 37%
Isopropanol	Decon Labs	8316	70%, estéril
L-[18F]FETrp precursor de radiomarcação	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Síntese personalizada
L-FETrp referência padrão	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	Síntese personalizada
Cartucho Light C8	Waters	WAT036770	Sep-Pak  Agulha de cartucho leve C8 plus
, 20 G x 1	Becton-Dickinson & Co.		Agulha 305175
, 20 G x 1 ½	Becton-Dickinson & Co.
Agulha, 21 G x 2	Becton-Dickinson & Co.
Óxido de alumínio neutro	Waters	WAT023561	Sep-Pak alumina N plus membrana de
nylon leve (0.20 µ m )	MilliPore	GNWP04700	47 mm
Pall Acrodisc 25 mm seringa filtro estéril	Pall Corporation	4907
Sistema de síntese radioquímica PETCHEM	PETCHEM Solutions Inc. Pinckney, MI	N/A	radiossintetizador
2,0 - 9,0	EMD Millipore	1,09584.0001
Carbonato de potássio	Sigma-Aldrich	367877	99,995%
Cartucho de luz de metilamônio quaternário	Waters	186004051	Sep-Pak QMA light
Coluna HPLC C18 semi-preparativa	Phenomenex	00D-4253-N0	100 &vezes; 10 mm
Coluna HPLC quiral semi-preparativa	Sigma-Aldrich	12034AST	Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm × 10 mm
Injeção de cloreto de sódio 23,4%	APP Pharmaceutical, LLC	18730	Injeção
cloreto de sódio de grau USP 0,9%	Hospira	NDC 0409-4888-10
Hidróxido de sódio	Honeywell	306576	99,99%
Agulha espinhal, 20 G x 3 e frac12;	Becton-Dickinson & Co.
Almofadas de preparação de álcool estéril	BioMed Resource Inc.	PC661
Frascos vazios estéreis, 2 mL	Hollister Stier	7505ZA	Fechamento de 13 mm
Frascos vazios estéreis, 30 mL	Jubilant HollisterStier	7520ZA	Seringa de 20 mm
PP/PE, 3 mL, Seringa Luer Lock	Air-Tite	4020-X00V0
PP/PE, 5 mL, Luer Lock	Becton-Dickinson & Co.
Seringa,  PP/PE, 10 mL, NORM-JECT	Seringa Air-Tite	4100-000V0
, 1 mL, Luer Slip	Becton-Dickinson & Co.
Seringa, 3 mL, Luer-Lock	Becton-Dickinson & Co.
Argônio de pureza ultra alta	Airgas	AR UHP300	99,999%
Água ultrapura	Torneira MilliporeSigma	ZRQSVP300	Direct-Q 3 para sistema de purificação de água pura e ultrapura