¹⁸F-markierte Neurotensinderivate für die Positronen-Emissions Tomographie

Mit dem bildgebenden Verfahren der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) können Transportprozesse, Enzymreaktionen und Rezeptoren in vivo, räumlich, zeitlich und quantitativ mit großer Sensitivität erfasst werden. Entsprechend werden auch diagnostische Fragestellungen in der Medizin gelöst, die Veränderungen der genannten biochemischen Prozesse beinhalten. Eine Voraussetzung sind mit Positronenstrahlern z. B. mit ¹⁸F (T_1/2=110 min) oder ¹¹C (T_1/2=20 min) markierte Radiotracer, die hochspezifisch mit biologischen Bindungspartnern reagieren und eine geeignete Biokinetik besitzen. Zu solchen Radiotracern gehören auch radioaktiv markierte Peptide und deren Derivate. In klinischen Untersuchungen werden bereits radioaktiv markierte Somatostatinanaloga zur Tumordetektion eingesetzt (1). Ein ähnliches Potential besitzt auch Neurotensin (NT). Die G-Protein abhängigen Membranrezeptoren für NT werden auch in verschiedenen Tumoren, z. B. kleinzelligen Lungenkarzinomen, Pankreaskarzinomen u. a., überexprimiert (2). Ziel der Arbeiten ist es, einen Radiotracer zu entwickeln, der die in vivo Darstellung solcher Tumore mit PET ermöglicht. Dazu sind NT-Agonisten erforderlich, die durch Bindung und durch Internalisierung in der Tragetregionangereichert werden, gleichzeitig aber auch schnell aus dem Blut eliminiert werden.

Die erstmalig mit 4-[¹⁸F]Fluorsuccinimidylbenzoat an der alpha-Aminogruppe des N-Terminus ¹⁸F-markiertenlysinfreien Peptide 4-[¹⁸F]FB-NT(8-13) und 4-[¹⁸F]FB-[Arg⁸Psi(CH₂NH)Arg⁹]NT(8-13) wurden in vitro auf Rezeptoraffinität, Bindung an NT-Rezeptoren in Hirnschnitten und in vivo mit PET und durch Messung der Verteilung in Ratten charakterisiert.

Zur Affinitätsbestimmung in vitro wurden die radioaktiv markierten Peptide eine Stunde bei 37°C mit den stabil NTR1-Rezeptor exprimierenden HAT-29 Zellen inkubiert. Beide Peptide binden an diesen Rezeptor. Für 4-[¹⁸F]FB-NT(8-13) wurde ein K_d von 5,1 nM ermittelt. In Simultanuntersuchungen mit [³H]NT korreliert deren Rezeptorbindung mit einem Korrelationskoeffizienten von 0,87. An Hirnschnitten der Ratte wurde ebenfalls eine spezifische Bindung nachgewiesen, die in ihrer Verteilung dem Vorkommen von NT-Rezeptoren (2, 3) entspricht. Die höchste spezifische Bindung in den untersuchten Schnittebenen ist im Mesencephalon (sup. Colliculus), gefolgt von frontalen Cortex, dem parietalen, temporalen und occipitalen Cortex und Cerebellum.

In vivo wurde in Ratten mit Hilfe der PET die Verteilungskinetik der ¹⁸F-markierten Peptide in Herz, Leber, Nieren und Blase untersucht. Beide ¹⁸F-Peptide werden schnell aus dem Blut eliminiert. Die Eliminationshalbwertzeiten betragen für 4-[¹⁸F]FB-[Arg⁸Psi(CH₂NH)Arg⁹]NT(8-13) 40 sek/15 min und für [¹⁸F]FB-NT(8-13) 16 sek/5 min. Der größte Teil der radioaktiv markierten Substanzen wird über die Nieren ausgeschieden. Nach einer Stunde finden sich über 15% der injizierten ¹⁸F-Dosen im Urin, jedoch in für beide Peptide unterschiedlichen Metaboliten wieder. Die höchsten Radioaktivitätskonzentrationen findet man in Leber und Nieren. In diesen Organen wird 4-[¹⁸F]FB-[Arg⁸Psi(CH₂NH)Arg⁹]NT(8-13) stärker angereichert als 4-[¹⁸F]FB-NT(8-13).

Die Präparate stellen einen Ausgangspunkt für die Entwicklung von PET-Radiotracern auf der Basis von NT dar. Die Rezeptoraffinität der ¹⁸F-markierten Peptide erscheint als ausreichend für qualitative in vivo Untersuchungen. Für quantitative Untersuchungen sollte der K_d der Radiotracers kleiner 1 nM sein. Es konnte gezeigt werden, dass die Einführung der Psi-Peptidverbindung eine stärkere Radiotracerakkumulation in den Geweben zur Folge hat. Weiterführende Arbeiten widmen sich der Erhöhung der in vivo-Stabil ...