Introduction
يبقى 99m ح النظائر المشعة المهيمن المستخدمة في الطب النووي التشخيصي، مع أكثر من 50 مليون عملية التصوير التي أجريت في السنة في جميع أنحاء العالم 1، 2، 3. غالبية 99m كلاء ح المستخدمة سريريا هي نوع نضح المواد المشعة. هناك عدد محدود من المركبات المستهدفة بنشاط التي يتم فيها توجيه 99m ح ربط العلامات البيولوجية المحددة من خلال ربط لبناء الاستهداف. وغالبا ما تعوق إنشاء 99m المستهدفة المواد المشعة ح بتأثير 99m المجمعات TC-يجند على قدرة جزيء استهداف لربط العلامات البيولوجية من الفائدة، أو النظائر نصف الحياة ليست طويلة بما فيه الكفاية للاستخدام مع ارتفاع الجزيئات الحيوية الوزن الجزيئي مثل الأجسام المضادة. وهذه الأخيرة عادة ما يتطلب عدة أيام قبل أن يتم الحصول على الصور من أجل أن جزيء حيوي لمسح من غير المستهدفة TISS UES. يقدم قبل استهداف نهجا بديلا للتغلب على هذه التحديات.
قبل استهداف جنبا إلى جنب مع الكيمياء bioorthogonal وقد تبين أن يكون وسيلة فعالة لتطوير تحقيقات التصوير الجزيئي جديدة لكل مضان والإذاعة التصوير 4، 5، 6، 7، 8. ومعكوس الطلب الإلكترون ديلز-ألدر (IEDDA) التفاعل بين 1،2،4،5-tetrazine (TZ) ومشتقاتها -cyclooctene عبر (TCO)، كما هو موضح في الشكل رقم 1، وقد ثبت أن تكون فعالة بشكل خاص 6. رد فعل IEDDA مع هذه المكونات يمكن أن يحمل حركية سريعة في برنامج تلفزيوني (ك 2 ≈ 6000 م -1 ق -1) وانتقائية عالية، مما يجعلها مثالية للفي الجسم الحي قبل استهداف التطبيقات 9، 10.
e_content "> النهج الأكثر شيوعا ينطوي على إدارة ناقلات TCO المستمدة من الاستهداف وبعد فترة تأخير كافية، يدار من tetrazine رديولبلد. tetrazines رديولبلد على أساس 11 C، 18 F، 64 النحاس و 89 عنصر الزركون، و 111 في كان وذكرت 11، 12، 13، 14، 15. وفي المقابل، هناك واحد فقط تقرير ل99m ح المسمى TZ، الذي تم إعداده باستخدام نوع يجند HYNIC تتطلب استخدام المشترك بروابط لمنع بروتين ملزمة وتدهور في الجسم الحي 16. وكبديل لذلك، ونحن التقرير هنا توليف 99m ح (I) المسمى tetrazines باستخدام عائلة بروابط التي تشكل مجمعات ثلاثي الشعب مستقرة مع [99m ح (CO) 3] + الأساسية.العمر = "1"> 
الشكل 1: IEDDA رد فعل bioorthogonal بين tetrazine و-cyclooctene العابرة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
عائلة بروابط أعد تحتوي يخلب ثلاثي الشعب التي تختلف في الاستقطاب وطبيعة المجموعة رابط بين منطقة ملزم المعادن وTZ (الشكل 2). وكان الهدف هو تحديد 99m ح-Tetrazine بناء يمكن أن توطين نحو فعال وتتفاعل مع مواقع المسمى TCO في الجسم الحي واضحة بسرعة عندما لا تكون ملزمة، من أجل انتاج عالية المستهدفة لغير المستهدفة النسب. لاختبار بروابط، تم استخدام TCO المشتقة من البايفوسفونيت (TCO-BP) 17. لقد أظهرنا في وقت سابق ان TCO-BP يموضع إلى مناطق استقلاب العظام نشط ويمكن أن تتفاعل معtetrazines رديولبلد في الجسم الحي 18. وهو كاشف مناسب لاختبار tetrazines الجديدة، لأنها يمكن أن تكون على استعداد في خطوة واحدة والتجارب لا يمكن أن يؤديها في الفئران العادية التي يحدث فيها توطين في المقام الأول في المفاصل (الركبتين والكتفين).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على الدراسات الحيوانية البحوث مجلس الحيوان الأخلاق في جامعة ماكماستر وفقا للمجلس الكندي للرعاية الحيوان (CCAC) المبادئ التوجيهية.
1. Radiolabeling من الليجندات TZ-ثلاثي الشعب مع 99m ح
تنبيه: تتطلب الإجراءات التالية استخدام المركبات المشعة. وينبغي أن يتم العمل إلا في مختبر مرخص مع الالتزام بأنظمة السلامة والتخلص منها. يجب أن يتم تنفيذ ردود الفعل الميكروويف في الميكروويف مصممة خصيصا لتركيب الكيميائي.
- توليف [99m ح (CO) 3 (H 2 O) 3] + 19، 20
- في قارورة الميكروويف، والجمع بين 8 ملغ K 2 [BH 3 CO 2]، 15 ملغ نا 2 CO 3، 20 ملغ نا 2 B 4 O 7 · 10H 2 O، و 25 ملغ KOCO [CH (OH)]2 COONa · 4H 2 O. تطهير القارورة لمدة 10 دقيقة مع غاز الأرجون.
- إضافة 4 مل من 99m TCO 4 - (~ 1100 من MBq، ~ 30 MCI) في المياه المالحة 0.9٪ إلى القارورة.
- حرارة التفاعل في الميكروويف لمدة 3.5 دقيقة في 110 درجة مئوية بعد 10 ثانية من التحريك لضمان خلط دقيق من الكواشف.
- ضبط درجة الحموضة من الحل إلى 3.5-4 باستخدام ~ 400 ميكرولتر من 1 M حمض الهيدروكلوريك. تحقق من استخدام ورقة الرقم الهيدروجيني.
- Radiolabeling من Tetrazine بروابط 1-5
- حل 2 ملغ من كل يجند (مركبات 1-5) في 250 ميكرولتر MeOH 21.
- إضافة 250 ميكرولتر من [99m ح (CO) 3 (H 2 O) 3] + (~ 74 من MBq، ~ 2 MCI) إلى كل حل.
- تسخين خليط التفاعل باستخدام الميكروويف لمدة 20 دقيقة عند 60 درجة مئوية.
ملاحظة: هذه خطوة مماثلة لجميع tetrazines 5. - بالنسبة لمركبات 2- 5، تتبخر المذيبات وإعادة dissolلقد المنتجات الناشئة في 1 مل 1: 1 ت / ت DCM: TFA.
- تسخين منتجات التفاعل المنحل (2-5) في 60 درجة مئوية في الميكروويف لمدة 6 دقائق (2-4) أو 10 دقيقة (5).
- بعد التبريد لدرجة حرارة الغرفة، تتبخر المذيب باستخدام المبخر (36 ° C، 8 مللي بار، 3 دقائق، 6000 دورة في الدقيقة) وحل مجمع المجففة في 1: 1 إيه سي: H 2 O أو 1: 1 MeOH: H 2 O، قبل تنقية HPLC.
- تنقية 99m ح المسمى المركبات (1-5)، بما في ذلك فصل المنتج المسمى من يجند tetrazine الخالي من الملصقات، وذلك باستخدام HPLC (C 18 عكس المرحلة). عادة، استخدام التدرج شطف من 30:70 إيه سي: H 2 O (على حد سواء مع 0.1٪ TFA) ل40:60 إيه سي: H 2 O أكثر من 20 دقيقة (18 دقيقة) وC 18 التحليلي عمود 4.6 × 100 مم. استخدام كل من الأشعة فوق البنفسجية (254 نانومتر) والكشف عن أشعة غاما.
- أخذ عينة صغيرة من كل منتج وصفت ومقارنة الوقت الاحتفاظ HPLC لأن من شارك في ينجECTED، غير المشعة، ومعيار إعادة المسمى (0.125 ملغ في 20٪ الميثانول-H 2 O). يتم التعرف على المعايير وصفت رد في تتبع الأشعة فوق البنفسجية HPLC، وسوف أزل في نفس الوقت على 99m مجمع المسمى ح-في تتبع γ-HPLC. ويظهر هذا التعاون حقن قمم في أوقات الاحتفاظ مماثلة، الأمر الذي يؤكد هوية 99m مجمع ح المسمى.
- تتبخر المذيب من الكسور HPLC باستخدام المبخر (36 ° C، 8 مللي بار، 3 دقائق، 6000 دورة في الدقيقة).
- صياغة مجمع تنقية بتركيز 7.4 كيلو بيكيريل / ميكرولتر في برنامج تلفزيوني، التي تحتوي على 0.5٪ BSA و 0.01٪ توين-80.
- لضمان مركبات المسمى مستقرة، إجراء دراسة في المختبر الاستقرار. احتضان مركب وضعت في 37 درجة مئوية لمدة 1 و 4 و 6 ساعات، حقن كمية صغيرة (3.7 من MBq) من الخليط على HPLC في كل نقطة من الوقت لتقييم الاستقرار.
2. الدراسات الحيوية التوزيع المستهدف قبل
- استخدام 7-9 الاسبوع القديمة، إناث الفئران BALB / ج (ن = 3)، إدارة TCO-BP وضعت في المياه المالحة (20 ملغ / كلغ) (5 ميكروغرام / ميكرولتر)، عن طريق حقن الوريد الذيل.
- ضع الماوس في جهاز ضبط النفس الجسدي، والتعرف على الأوردة الموجودة على السطوح الجانبية للذيل والقضاء مع مسحة الكحول. وفي حوالي 2 سم من نهاية الذيل، اضافة الى وجود إبرة عيار 30 في زاوية الضحلة، بالتوازي مع الوريد. خفض ببطء الغطاس لحقن، وإزالة الإبرة وتطبيق الاسفنج الشاش النظيف في موقع الحقن مع الضغط الخفيف حتى يتوقف النزيف.
- في 1 ساعة بعد الحقن من TCO-BP، إدارة ~ 0.74 من MBq (20 μCi) من 99m ح-tetrazine وضعت في 100 ميكرولتر من 0.5٪ BSA، 0.01٪ توين-80 في برنامج تلفزيوني، عن طريق حقن الوريد الذيل.
- الدراسات البيولوجية توزيع
- عند نقطة زمنية محددة (ر = 6 ساعات)، تخدير الفئران باستخدام 3٪ الأيزوفلورين و 2٪ خليط غاز الأكسجين. إظهار له قرصة الانسحاب على الماوس تخدير للتأكد من أنها تحت الطائرة من التخدير الجراحي.
- جمع الدم (1 مل) من خلال ثقب في القلب باستخدام حقنة قبل تعامل مع الهيبارين. مكان الماوس على ظهرها مع الأنف في مخروط الأنف لاستمرار التخدير وتحديد عملية الخنجري على الحيوان.
- اضافة الى وجود إبرة G 25، قليلا إلى اليسار من خط الوسط الحيوان في إطار عملية الخنجري، في زاوية 20 درجة. إدراج تماما الإبرة، وسحب ببطء مرة أخرى على المكبس لرؤية الدم في محور إبرة إذا كان ثقب القلب. قليلا تعدل الإبرة في حين الضغط على المكبس إذا لزم الأمر، لثقب القلب. ببطء سحب الدم إلى المحقنة.
- الموت ببطء الحيوانية خلع عنق الرحم، في حين تحت التخدير.
- وضع كل حيوان في كيس من البلاستيك واستخدام المعاير الجرعة (99m وضع ح) لقياس مستوى النشاط الجسم كله.
- جمع الأنسجة والسوائل التالية في مرحلة ما قبل تزنإد عد أنابيب: الدم والعظام (الركبة والكتف)، المرارة والكلى والكبد والمعدة (مع المحتويات)، الأمعاء الدقيقة (مع المحتويات)، الأمعاء الغليظة والمصران الأعور (مع المحتويات)، والغدة الدرقية والقصبة الهوائية، المثانة البولية مع البول ، والذيل.
- شطف الأنسجة المناسبة (باستثناء الدم والمرارة والمثانة البولية) في برنامج تلفزيوني لإزالة الدم وصمة عار الجافة قبل وضع الأنسجة في أنابيب العد المناسبة.
- وضع الذبيحة في كيس من البلاستيك وقياس المتبقي نشاط الجسم كله باستخدام تدريج الجرعة.
- وزن كل أنبوب يحتوي على عينة الأنسجة. طرح الوزن الأولي من أنبوب للحصول على كتلة من الأنسجة.
- استخدام جرعة تدريج (99m وضع ح) لقياس كمية من النشاط في عينة الاختبار (100 ميكرولتر) في وقت لحقن كل فأر.
ملاحظة: هذه عينة اختبار تساوي حجم الحقن، مما يعطي العد النشاط في وقت الحقن. - في وقت القياس الأنسجة، لliquot 5 ميكرولتر من عينة الاختبار المستخدمة سابقا. استخدام أشعة غاما مضادة متعددة للكشف عن (99m وضع ح) والاعتماد للحصول على العد في الدقيقة (CPM) لاختبار عينة 5 ميكرولتر.
- استخدام اثنين من القيم التي تم الحصول عليها في 2.2.9 و2.2.10 لحساب النشاط والعلاقة CPM باستخدام المعادلة 1 للحصول على عامل التحويل (CPM μCi -1).
(1)
- استخدام العداد جاما لقياس كمية الإشعاع في كل الأنسجة أو عينة السائل.
- استخدام المعادلة 1 لحساب كمية النشاط في كل الأنسجة أو السوائل في وقت قياس نسبة إلى مجموع حقن الجرعة. ثم يتم تطبيع هذه القيمة من حيث الوزن الجهاز وذكرت كنسبة مئوية حقن جرعة غرام الواحد (أي٪ ID / ز) من الأنسجة.
- اتبع الخطوات 2.1.2 إلى 2.2.13 لإجراء تجربة السيطرة السلبية باستخدام 99m ح المسمى بروابط tetrazine في أبسينم من TCO-BP. الفئران التضحية (ن = 3) في 0.5 و 1 و 4 و 6 ساعة بعد الحقن والحصول على الأنسجة أو السوائل كما هو موضح أعلاه.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
تم توليفها بروابط باستخدام الربط، والدوال chelators مختلفة عبر استراتيجية أمينة الاختزالية بسيطة (الشكل 2)، تليها اقتران المنتج إلى tetrazine المتاحة تجاريا 22، 23. تم تنفيذ Radiolabeling باستخدام نفس الأسلوب لجميع المركبات، وكان تكرار للغاية. وكان محسن العملية من خلال تغيير درجة الحموضة، وكمية من يجند وفترة رد الفعل ودرجة الحرارة وعندها 99m ح-رديولبلد المركبات التي تم الحصول عليها 1-5 في معتدلة إلى العائد الإشعاعية العالية: 83٪ (1)، 45٪ (2)، و 31٪ (3)، 42٪ (4)، و 54٪ (5). بعد تنقية HPLC من يجند المتفاعل والتبخر باستخدام المبخر، تم وضع المركبات في برنامج تلفزيوني يحتوي على 0.5٪ BSA و 0.01٪ Tween80 قبل الحقن. نشاط معين من ع كان tetrazine المسمى TC-99m urified ~ 1.48 من MBq / ميكروغرام. أجريت دراسات لتقييم استقرار 99m ح المسمى بروابط tetrazine قبل الدراسات في الجسم الحي. وقد رصدت الاستقرار من خلال HPLC في 1 و 4 و 6 ساعات مع أي تدهور واضح على مدى 6 ساعات (R ر = 14 دقيقة)، كما رأينا في الشكل (3) لمركب 4 كمثال على ذلك.
الشكل 2: مركبات أنتجت 1-5 استخدام linkers مختلفة (ص) وchelators (X) كما هو مبين (القاع). جميع المركبات ورديولبلد مع [99m ح (CO) 3 (H 2 O) 3] + باستخدام ظروف التفاعل نفسه (أعلى)، باستثناء 1، والتي لا تتطلب خطوة (ب).
"الشكل 3" SRC = "/ ملفات / ftp_upload / 55188 / 55188fig3.jpg" />
الشكل (3): الاستقرار اختبار النتائج باستخدام مركب 4. آثار γ-HPLC من 4 المحتضنة في برنامج تلفزيوني في 37 درجة مئوية لمدة 1 و 4 و 6 ساعات.
لاختبار في الجسم الحي، واستخدمت صحية الفئران BALB / ج. لفترة وجيزة، لكل مركب، ومجموعات من الفئران (ن = 3) حقنوا TCO-BP (100 ميكرولتر، 20 ملغ / كلغ)، والذي أعقبه إدارة المركبات المسماة ح-99m في وقت لاحق 1 ساعة. في 6 ساعة بعد الحقن من المجمعات ح 99m، تمت التضحية الحيوانات وتركيزات النشاط في مختلف الأنسجة والسوائل تحديدها. وذكرت البيانات الناتجة كنسبة مئوية جرعة حقن في غرام الأنسجة (٪ ID / ز) و هو مبين في الشكل (4). وتظهر نسب تمثيلية من العظام (الركبة أو الكتف) إلى الدم لكل من المركبات TZ المسمى ح خمسة 99m في الجدول 1. وتشير هذه البيانات CLفي وقت مبكر هذا المركب 3 قدم الأمثل استهداف جنبا إلى جنب مع إزالة من الدم، وأنه كان هناك تباين كبير بين المركبات وصفت TC-99m فيما يتعلق بعيدا عن الهدف توطين الأنسجة. دراسة السلبية للسيطرة على استخدام الفئران CD1 (ن = 3) وأجري، حيث تم حقن الفئران مع بروابط 99m ح-tetrazine في غياب TCO-BP. تمت التضحية الفئران عند 0.5، 1 و 4 و 6 ساعات ومعرف٪ / تم تحديد ز لجميع الأنسجة والسوائل. لجميع مركبات اخضعت للاختبار، حيث يتم تقديم بيانات للمجمع 2 في الشكل (5)، واعتبر أي امتصاص كبير في العظم أو الأنسجة الأخرى (القلب والرئتين والطحال والعضلات والهيكل العظمي) ليس هو مبين في الشكل (4).
الشكل 4. النتائج بيو توزيع 99m ح المسمى المشتقات tetrazine 1-5 (الحانات إنديكاتيد). أظهرت بيانات تم الحصول عليها من الأنسجة المختارة والسوائل التي اتخذت 6 حقن ساعة بعد للمشتقات رديولبلد، وكان النشاط تطبيع للأنسجة أو وزن السوائل، كما يعني في المئة جرعة في كل غرام من الأنسجة أو السوائل (٪ ID / ز) ضخت ± SEM. يشار إلى أهداف العظام التي كتبها •. ملاحظة: جميع الأنسجة المتبقية لا يظهر كان متوسط٪ ID / ز الذي كان أقل من 1٪. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5. النتائج بيو توزيع للدراسة للسيطرة على استخدام المسمى TC-99m tetrazine (2) من دون حقن مسبق من TCO-BP. وقد تم الحصول على البيانات الواردة من الأنسجة والسوائل مختارة مأخوذة من 3 الفئران عند 0.5، 1، 4، و 6 ساعة بعد الحقن من 2. آخر وتطبيع للأنسجة أووزن السوائل، كما يعني حقنه في المئة جرعة في كل غرام من الأنسجة أو السوائل (٪ ID / ز) ± SEM. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| مركب | |||||
| نسبة | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| الكتف: الدم | 3.5: 1 | 3.5: 1 | 21: 1 | 7.8: 1 | 0.8: 1 |
| الركبة: الدم | 6.9: 1 | 5.6: 1 | 26: 1 | 12: 1 | 1.3: 1 |
الجدول 1. العظام نسيج: نسب الدم تحديدها من دراسات توزيع الحيوي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
تم إعداد مجموعة من يخلب ثلاثي الشعب المرتبطة tetrazine من أقطاب مختلفة، وجرى تقييم فائدة المجمعات 99m ح في رد فعل IEDDA مع مشتق TCO في الجسم الحي. تم وضع 99m ح سيلة فعالة وقابلة للتكرار وضع العلامات لمدة خمس tetrazine-يخلب، حيث كان تركيز يجند 10 -3 م وأعقب خطوة وصفها من قبل deprotection من تي الجماعات بوتيل (للمركبات 2-5). تم استخدام تركيزات عالية من يجند لتحسين العائد الإشعاعية والحد من أوقات رد الفعل الذي التقليل من تدهور tetrazine 21. تم عزل المنتجات وفصلها عن يجند الخالي من الملصقات وأي شوائب الإشعاعية من قبل HPLC، مما أدى إلى عوائد الإشعاعية تتراوح 31-83٪، مع وجود جميع نقاء الإشعاعية> 99٪ ونشاط معين عال من ~ 1.48 من MBq / ميكروغرام. عرضت جميع المركبات لتكون مستقرة في برنامج تلفزيوني يحتوي على 0.5٪ BSA و 0.01٪ Tween80 لمدة تصل إلى 6 ساعات (الشكل 3).
مركبات فوسفونتس، مثل TCO-BP، توطين لمناطق استقلاب العظام نشط أو الإصابة، والتي تشمل الركبة والكتف المفاصل في الفئران. بالتالي يوفر TCO-BP وسيلة بسيطة لتقييم فعالية tetrazines رديولبلد جديدة لتقديم نظائر في الجسم الحي. وأظهر تقييم للتوزيع الحيوي من كل خمسة 99m ح-tetrazines امتصاص في الركبة والكتف المفاصل 6 ساعة بعد الحقن، مما يدل على نجاحها قبل استهداف العظام في الجسم الحي (الشكل 4). وأكدت دراسات سابقة أن رديولبلد TCO-BP يتراكم في العظام 18، في حين أن بناء 99m ح-tetrazine (2) نظرا حده لا (الشكل 5). هذا يسمح لأحد أن نخلص إلى أن امتصاص العظام يرجع إلى رد فعل IEDDA.
يبني أكثر محبة للدهون 1 و 2 (1)؛ 7.6 ± 2.7 (2)) والكتف (4.6 ± 1.4 (1)؛ 4.8 ± 1.9 (2)). وشوهدت تركيزات عالية من النشاط الإشعاعي أيضا في المرارة والكبد والأمعاء، وهو ما يتسق مع توزيع 99m محبة للدهون TC-tetrazine مجمع 2 في غياب TCO-BP (الشكل 5). لم أخرى أنسجة غير المستهدفة والأجهزة مثل الهيكل العظمي والعضلات والطحال لا تظهر أي امتصاص كبير (<1٪) عندما أجريت دراسات توزيع الحيوي على 99m ح-tetrazines في غياب TCO-BP (الشكل 5) ، لذلك لم تؤخذ هذه الأجهزة للتجارب التي تستهدف مسبقا. بالإضافة إلى ذلك، تجارب للتوزيع الحيوي مع 99m ح-tetrazines وحدها كشفت إزالة جيدة من الأنسجة غير المستهدفة في 6 ساعة بعد الحقن. ونتيجة لذلك، ثيالصورة نقطة زمنية، الذي هو في حدود نصف حياة واحدة من النظائر تم اختيار كنقطة الوقت لمقارنة مختلفة بروابط tetrazine رديولبلد.
أظهر المزيد من 99m القطبي TC-tetrazine مجمع 3 تحمل PEG 5 رابط الركبة عالية جدا وامتصاص الكتف (16.2 ± 4.8 و 20.7 ± 4.9 على التوالي). كان هناك أيضا انخفاض النشاط لوحظ في الكبد والأمعاء. أظهر المقابلة PEG 10 مشتق أيضا ملزمة حتى العظم وتقليل امتصاص في الكبد مقارنة مع المركبات 1 و 2. مشتق الأكثر القطبية 5، أظهرت انخفاض العظام ملزمة من جميع التركيبات الأخرى التي هي على الأرجح بسبب التخليص السريع.
امتصاص العظام عالية والعظام: نسب الدم (الجدول 1) ولا سيما بالنسبة للمركبات 3 و 4 تثبت أن ما قبل الاستهداف وردود الفعل IEDDA يمكن استخدامها لالموضعمركبات اليز 99m ح المسمى في الجسم الحي. الأساليب ذكرت هنا يمكن أن تستخدم لتقييم أي tetrazine رديولبلد بما في ذلك الجيل القادم للتعاون التقني (I) بروابط -tetrazine. وتجدر الإشارة إلى أن لفئة من بروابط التي استخدمت في هذه الدراسة، والهياكل يمكن أن تختلف بسهولة عن طريق تغيير طبيعة المجموعات المانحة وlinkers بين مجمع المعادن وtetrazine، دون إحداث تغييرات كبيرة في يجند طريقة تركيب 21. بعد أن يتم تحديد جزيء الرصاص، طريقة عدة الفورية، والتي من المرجح أن تشمل أساليب تنقية المرحلة الصلبة، يمكن تطويرها لدعم الترجمة السريرية.
وح (I) المجمعات ذكرت هنا تهيئ الفرصة للتحضير المواد المشعة 99m ح جديدة باستخدام مجموعة واسعة من مختلف الجزيئات المستمدة TCO تستهدف بما في ذلك الأجسام المضادة. الأجسام المضادة، على الرغم من خصائص استهداف الممتازة قبل إنشاء تكنيتيوم المسمى tetrazines، لن مثال او نموذجحليف استخدامها مع 99m ح بسبب البطئ إزالة (أيام)، والذي هو أطول بكثير من عمر النصف للنظائر (~ 6 ساعات). تطبيق إضافي للكيمياء ذكرت هنا هو أن نفس الفئة من بروابط يمكن أن تكون مستعدة مع بيتا انبعاث النويدات المشعة 186 رد و 188 رد. إعادة (I) نظائرها isostructural من وكلاء ح (أنا) عندما يقترن الورم تسعى خصائص TCO-BP يمكن أن تستخدم لعلاج الانبثاث العظام.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Argon gas | Alphagaz | --- | --- |
| Na2CO3 | EMD Millipore | 106395 | --- |
| Na2B4O7·10H2O | Anachemia | S9640 | --- |
| KNaC4H4O6·4H2O | Anachemia | 217255 | --- |
| Technelite 99mTc generator | Lantheus medical imaging | --- | Source of 99mTcO4- |
| 0.9% Saline | Lantheus medical imaging | --- | To elute generator |
| 1 M HCl | Lab Chem | --- | --- |
| MeOH | Caledon | --- | --- |
| ACN | Caledon | --- | HPLC grade |
| 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 | Supplier: Fresenius Kabi Animal Health |
| HPLC | Waters | 1525 Binary Pump, 2998 Photodiodde Array Detector, E-SAT/IN, Bioscan Flowcount PMT detector (item # 15590) | --- |
| HPLC column for analysis and purification of compounds 2-4 | Phenomenex | 00G-4435-E0 | Gemini® 5 µm C18 110 Å, LC Column 250 x 4.6 mm |
| HPLC column for analysis and purification of compounds 1 and 5 | Waters | 186003115 | XBridge BEH C18 Column, 130 Å, 5 µm, 4.6 mm x 100 mm |
| Microwave Reactor | Biotage | Initiator 8 | --- |
| Biotage V10 Evaporator | Biotage | Serial # V1041 | --- |
| Dose calibrator | Capintec, Inc. | CRC-25R | --- |
| Gamma counter | Perkin Elmer | Wizard 1470 Automatic Gamma Counter | --- |
| Animal room scale | Mettler Toledo | XP105 Delta Range | --- |
| Microwave vials | Biotage | 355629 | 0.5-2 mL |
References
- Jurisson, S. S., Lydon, J. D. Potential Technetium Small Molecule Radiopharmaceuticals. Chem. Rev. 99 (9), 2205-2218 (1999).
- Kluba, C. A., Mindt, T. L. Click-to-chelate: Development of Technetium and Rhenium-Tricarbonyl Labeled Radiopharmaceuticals. Molecules. 18, 3206-3226 (2013).
- Amato, I. Nuclear Medicines Conundrum. Chem. Eng. News. 87 (36), 58-70 (2009).
- Hnatowich, D. J., Virzi, F., Rusckowski, M. Investigations of Avidin and Biotin for Imaging Applications. J. Nucl. Med. 28 (8), 1294-1302 (1987).
- Blackman, M. L., Royzen, M., Fox, J. M. Tetrazine Ligation: Fast Bioconjugation Based on Inverse-Electron-Demand Diels-Alder Reactivity. J. Am. Chem. Soc. 130 (41), 13518-13519 (2008).
- Devaraj, N. K., Weissleder, R., Hilderbrand, S. A. Tetrazine-Based Cycloadditions: Application to Pretargeted Live Cell Imaging. Bioconjugate Chem. 19 (12), 2297-2299 (2008).
- Rossin, R., et al. In Vivo Chemistry for Pretargeted Tumor Imaging in Live Mice. Angew. Chem., Int. Ed. 49 (19), 3375-3378 (2010).
- Zeglis, B. M., et al. Optimization of a Pretargeted Strategy for the PET Imaging of Colorectal Carcinoma via the Modulation of Radioligand Pharmacokinetics. Mol. Pharmaceutics. 12 (10), 3575-3587 (2015).
- Rossin, R., et al. Highly Reactive trans-Cyclooctene Tags with Improved Stability for Diels-Alder Chemistry in Living Systems. Bioconjugate Chem. 24 (7), 1210-1217 (2013).
- Rossin, R., Robillard, M. S. Pretargeted Imaging Using Bioorthogonal Chemistry in Mice. Curr. Opin. Chem. Biol. 21, 161-169 (2014).
- Denk, C., et al. Development of a 18F-Labeled Tetrazine with Favorable Pharmacokinetics for Bioorthogonal PET Imaging. Angew. Chem., Int. Ed. 53 (36), 9655-9659 (2014).
- Herth, M. M., Andersen, V. L., Lehel, S., Madsen, J., Knudsen, G. M., Kristensen, J. L. Development of a 11C-labeled Tetrazine for Rapid Tetrazine-Trans-Cyclooctene Ligation. Chem. Commun. 49 (36), 3805-3807 (2013).
- Li, Z., et al. Tetrazine-Trans-Cyclooctene Ligation for the Rapid Construction of 18F Labeled Probes. Chem. Commun. 46 (42), 8043 (2010).
- Nichols, B., Qin, Z., Yang, J., Vera, D. R., Devaraj, N. K. 68Ga Chelating Bioorthogonal Tetrazine Polymers for the Multistep Labeling of Cancer Biomarkers. Chem. Commun. 50 (40), 5215-5217 (2014).
- Zeglis, B. M., et al. A Pretargeted PET Imaging Strategy Based on Bioorthogonal Diels-Alder Click Chemistry. J. Nucl. Med. 54 (8), 1389-1396 (2013).
- García, M. F., et al. 99mTc-Bioorthogonal Click Chemistry Reagent for In Vivo Pretargeted Imaging. Bioorg. Med. Chem. 24 (6), 1209-1215 (2016).
- Russell, R. G. G. Bisphosphonates: The First 40 Years. Bone. 49 (1), 2-19 (2011).
- Yazdani, A., et al. A Bone-Seeking Trans-Cyclooctene for Pretargeting and Bioorthogonal Chemistry: A Proof of Concept Study Using 99mTc and 177Lu-Labeled Tetrazines. J. Med. Chem. , (2016).
- Alberto, R., et al. A Novel Organometallic Aqua Complex of Technetium for the Labeling of Biomolecules: Synthesis of [99mTc(OH2)3(CO)3]+ from [99mTcO4]- in Aqueous Solution and its Reaction with a Bifunctional Ligand. J. Am. Chem. Soc. 120 (31), 7987-7988 (1998).
- Alberto, R., Ortner, K., Wheatley, N., Schibli, R., Schubiger, A. P. Synthesis and properties of boranocarbonate: A convenient in situ CO source for the aqueous preparation of [99mTc(OH2)3(CO)3. J. Am. Chem. Soc. 123 (13), 3135-3136 (2001).
- Lu, G., et al. Synthesis and SAR of 99mTc/Re-labeled Small Molecule Prostate Specific Membrane Antigen Inhibitors with Novel Polar Chelates. Bioorg. Med. Chem. Lett. 23 (5), 1557-1563 (2013).
- Maresca, K. P., et al. Small Molecule Inhibitors of PSMA Incorporating Technetium-99m for Imaging Prostate Cancer: Effects of Chelate Design on Pharmacokinetics. Inorg. Chim. Acta. 389, 168-175 (2012).
- Bartholomä, M. D., et al. Insight into the Mode of Action of Re(CO)3 Thymidine Complexes. ChemMedChem. 5 (9), 1513-1529 (2010).
