Entwicklung und präklinische Evaluation von Radiopeptiden als Cholezystokinin-Rezeptor Liganden zur Tumordiagnostik und -therapie

EINLEITUNG: Die Entdeckung der Überexpression von Cholezystokinin(CCK)-Rezeptoren durch verschiedene Tumorzellen bahnte den Weg für die Entwicklung radioaktiv markierter CCK-Rezeptor-Liganden zur Diagnostik und Therapie CCK-Rezeptor positiver Tumoren. Aus nur wenigen Aminosäuren bestehende Peptide...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Stiehler, Maik
Beteiligte: Behr, Thomas M. (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2006
Radiologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:EINLEITUNG: Die Entdeckung der Überexpression von Cholezystokinin(CCK)-Rezeptoren durch verschiedene Tumorzellen bahnte den Weg für die Entwicklung radioaktiv markierter CCK-Rezeptor-Liganden zur Diagnostik und Therapie CCK-Rezeptor positiver Tumoren. Aus nur wenigen Aminosäuren bestehende Peptide eignen sich aufgrund effektiver Penetration ins Tumorgewebe und günstiger Pharmakokinetik als Ligandbestandteil eines solchen Radiopharmakons. Erste klinische Erfahrungen mit dem radioaktiv markierten, CCK2/Gastrin-Rezeptor affinen Minigastrin sind viel versprechend. Das Ziel dieser Arbeit war es, anhand präklinischer Stabilitäts- und Bioverteilungsstudien mit modifizierten, 111In-markierten, DTPA-derivatisierten Peptiden der CCK- und Gastrin-Familie einen Überblick über das Verhalten potentieller CCK-Rezeptor affiner Radiopeptide in vitro und in vivo zu verschaffen. MATERIAL UND METHODEN: Es wurden elf verschiedene, teils mittels Tyrosyl-Sulfatierungen und/oder Aminosäuresubstitutionen modifizierte, zur CCK- und Gastrin-Familie gehörende Peptide mit dem offenkettigen Chelator DTPA-Dianhydrid derivatisiert, mit 111In radioaktiv markiert und unter Verwendung von Anionenaustausch oder Festphasenextraktion aufgereinigt. Die Qualitätskontrolle der Radiopeptide erfolgte mittels Festphasenextraktion oder Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC). 111In-DTPA-[D-Glu]1-Minigastrin und 111In-DTPA-Minigastrin wurden sowohl in DTPA-Lösungen unterschiedlicher Konzentration als auch in menschlichem Plasma über verschiedene Zeiträume bis zu 96 h inkubiert. Die 111In-Transchelation auf freies DTPA bzw. auf Plasmaproteine wurde mittels HPLC-Analyse quantifiziert. Bioverteilungsstudien der Radiopeptide erfolgten im Mausmodell. Dazu erhielt jedes Tier 0,55 MBq des jeweiligen Radiopeptides systemisch appliziert. Nach mindestens vier Oberservationsperioden (10 Min., 1 h, 4 h, 24 h; n=2) wurden die Radioaktivitäten der Tiere, des Blutes bzw. der entnommenen Organe bestimmt. Einem gesunden Probanden wurden jeweils 185 MBq 111In-DTPA-Minigastrin und 111In-DTPA-[D-Glu]1-Minigastrin intravenös appliziert und die Bioverteilungen der Radiopeptide mittels Ganzkörperszintigrahpie visualisiert. ERGEBNISSE: Die Inkubationstudien in DTPA-Lösungen und in menschlichem Serum zeigten eine erhöhte Stabilität des 111In-DTPA-[D-Glu]1-Minigastrins gegenüber dem 111In-DTPA-Minigastrin. Im Rahmen der Bioverteilungsstudien konnte eine erniedrigte hepatische Aufnahme des 111In-DTPA-[D-Glu]1-Minigastrins gegenüber dem 111In-DTPA-Minigastrin beobachtet werden. Auch die Ganzkörperszintigraphie des Probanden wies eine deutlich geringere hepatische Radionuklidakkumulation des [D-Glu]1-substituierten Minigastrins auf. Im Gegensatz zur Sulfatierung des Gastrinanalogons [D-Glu]1-Minigastrin führte die Sulfatierung der CCK-Oktapeptide CCK8 und Cionin zu einer erhöhten Aufnahme durch das CCK1-Rezeptor-postitive Pankreas (p<0,001 für CCK8 und Cionin) und den CCK2/Gastrin-Rezeptor positiven Magen (p<0,05 für CCK8 und p<0,001 für Cionin). Der Einsatz aller zur CCK-Familie und einiger zur Gastrin-Familie gehörenden Radiopeptide führte zu einer im Vergleich zum Minigastrin signifikant reduzierten renalen Radioakivitätsretention. DISKUSSION: Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten präklinischen Stabilitäts- und Bioverteilungsstudien haben gezeigt, dass sich Tyrolsylgruppensulfatierungen und Aminosäuresubstitutionen wesentlich auf das Verhalten potentieller CCK-Rezeptor darstellender Radiopeptide der Gastrin- und CCK-Familie in vitro und in vivo auswirken. So konnte durch Sulfatierung an der Stelle 7 eine Ausweitung des Bindungsspektrums des CCK8 und des Cionins auf den CCK1-Rezeptortyp erreicht werden. Die beiden sulfatierten CCK-Oktapeptide bieten sich somit als Peptidbestandteil von Radiopharmazeutika zur Diagnostik und Therapie CCK1-Rezeptor-positiver Tumoren an. Der Austausch des Leuzin durch ein negativ geladenes Glutamat am N-terminalen Ende des Peptides bewirkte einen deutlichen Stabilitätsgewinn der koordinativen Bindung zwischen dem radioaktiven Nuklid und dem ans N-terminale Peptidende gebundenen Chelator in vitro und in vivo. Aufgrund der niedrigen renalen Retention bei erhaltener CCK2/Gastrin-Rezeptor Spezifität ist das 111In- markierte, DTPA-chelierte sulfatierte [D-Glu]1-Minigastrin als viel versprechendes Radiopeptid zur Diagnostik und Therapie von CCK2/Gastrin-Rezeptor positiven Tumoren anzusehen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2006.0778