Chelatoren für die Komplexierung schwerer Erdalkalimetallionen

Ziel:

Nach dem heutigen Stand sind keine geeigneten Chelatoren zur stabilen Komplexierung von schweren Erdalkalimetallen Barium und Radium bekannt. Da die Alphaemitter Radium-223 Radium-224 jedoch hohes therapeutisches Potential besitzen, ist die Entwicklung von multimodalen Liganden von großem Interesse. Ein solcher Ligand könnte eine Matched-Pair-Strategie eröffnen. Während Radium-223 und Radium-224 therapeutisch einsetzbar sind, besitzt Barium-131, welches analoge chemische Eigenschaften aufzeigt, gute diagnostische Eigenschaften. Bis jetzt ist die klinische Nutzung von Radium auf die Behandlung von Knochenmetastasen durch das calcimimetische Radiopharmakon [²²³Ra]RaCl₂ (Xofigo®) beschränkt. Diese Anwendung gilt es zu erweitern.

Methodik:

Radium-224 wurde in Form seines Nitrats mittels Ionenaustauschchromatographie aus einem Thorium-228-Generator gewonnen. Als Bariumisotop für Extraktionsstudien wurde das langlebige und kommerziell erhältliche Radionuklid Barium-133 genutzt. Die Radiomarkierungen wurden mittels HPLC und Extraktionsstudien charakterisiert.
Stabilitätskonstanten wurden mit stabilem Barium mittels UV/Vis und Kalorimetrie berechnet. Mit den Radiometallen Barium-133 und Radium-224 konnten vergleichbare Konstanten mittels Zwei-Phasen-Extraktion (Wasser/Chloroform) bestimmt werden.
Als Liganden dienten unter anderem verschieden funktionalisierte, 18-Krone-6-überbrückte Calix[4]-arene.

Ergebnisse:

Es wurden vier Liganden auf Calix[4]-aren-Basis dargestellt und deren Interaktion mit Bariumionen untersucht. Ein relativ hohe Stabilitätskonstante konnte vor allem für ein Sulfonamid-Derivat ermittelt werden. Angeschlossene Extraktionsstudien zeigten für diesen Liganden eine nahezu vollständige Extraktion von [¹³³Ba]Ba²⁺ aus der wässrigen Phase unter physiologischen Bedingungen.
Analoge Versuche wurden mit [²²⁴Ra]Ra²⁺ durchgeführt. Der Komplex zeigte dabei eine ähnliche Stabilität.
Schlussfolgerungen:
Der Sulfonamid-Ligand wurde als potenter Chelator für Radium/Barium identifiziert. Weitere Modifikationen werden erfolgen, um die Stabilität weiter zu erhöhen und eine Biokompatibilität zu ermöglichen. In-vitro- und in-vivo-Studien müssen vorbereitet werden.