Synthese von Markierungsvorstufen und 11C-Radiomarkierung von Flavonoiden für PET-Untersuchungen

Überblick

Flavonoide sind polyphenolische Verbindungen mit ubiquitärem Vorkommen in Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft. Sie sind in allen höheren Landpflanzen die mengenmäßig am häufigsten auftretenden sekundären Pflanzeninhaltsstoffe und stellen innerhalb der Polyphenole eine Substanzgruppe mit sehr großer Strukturvielfalt dar. Experimentelle Erkenntnisse an Zellen und Tiermodellen sowie erste epidemiologische Untersuchungen beim Menschen belegen das breite Spektrum biologischer Wirkungen von Flavonoiden und rücken diese vielseitigen Naturstoffe damit in den Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses. Zu den biologischen Wirkungen zählen unter anderem die vorbeugende Wirkung vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen, das antioxidative Potential, die direkte Wechselwirkung von Flavonoiden mit spezifischen Zielproteinen sowie der Einfluss auf die Entstehung und Progression von Tumoren.
Zugrundeliegende zelluläre Prozesse und biologische "Pathways" sind aber bisher nur ansatzweise geklärt und wurden erst für wenige ausgewählte Verbindungen aus der Stoffgruppe der Flavonoide untersucht. Die spezifischen zellulären Wechselwirkungen sowie die Bioverfügbarkeit und der Metabolismus von Flavonoiden (z.B. 8-Prenylnaringenin) im menschlichen Organismus soll daher detaillierter untersucht werden.

Prenylnaringenin Ein attraktiver Lösungsansatz besteht in der radioaktiven Markierung nativer und modifizierter Verbindungen aus der Substanzklasse der Flavonoide, die dann als Radiotracer für pharmakologische Untersuchungen eingesetzt werden können. Der Zugang zu solchen Radiotracern besteht in der Markierung von Flavonol- und Stilbenderivaten mit kurzlebigen Positronenstrahlern. Die so markierten Verbindungen erlauben eine detaillierte radiopharmakologische Charakterisierung der erhaltenen Verbindungen mit Hilfe der Positronen-Emmisions-Tomographie (PET). Das für die Radiomarkierung komplexer organischer Moleküle prädestinierte PET-Radioisotop ist 11C. Für die Synthese von 11C-markierten Flavonoiden bieten sich neben der O-Methylierung mit [11C]MeI auch übergangsmetallvermittelte 11C-C-Bindungsknüpfungsreaktionen (z.B. Stille-, Suzuki-, Sonogashira-Kupplung, Heck-Reaktion o.a.) mit [11C]MeI und [11C]CO an.

Resveratrol Eine weitere Möglichkeit zur Synthese von Flavonoiden, die in einer metabolisch stabilen Position mit 11C markiert sind, ergibt sich über die Reaktion von 11C-markierten Benzaldehyden mit CH-aciden Verbindungen über eine Knoevenagel-Reaktion zu xanthohumolartigen Flavonoiden bzw. durch die Wittig-Reaktion von geschützten 11C-markierten para-substituierten Benzaldehyden mit Phosphor- Yliden zu flavonoidähnlichen Stilbenen (Resveratrol).


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