DE102010026056A1

DE102010026056A1 - 11C-markiertes Peptid zur Detektion eines Tumors, der einen Peptidtransporter exprimiert

Info

Publication number: DE102010026056A1
Application number: DE201010026056
Authority: DE
Inventors: Dr. Kolb Hartmuth C.; Dr. Krüger Ursus; Dr. Lade Oliver; Dr. Steckenborn Arno
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-01-05
Also published as: WO2012000749A1

Abstract

Es wird die Verwendung eines Peptids (1) zur Herstellung eines Agens zur Detektion eines Tumors (18), der einen Peptidtransporter (PEPT) (4) exprimiert, beschrieben. Das Peptid bindet (1) an den Peptidtransporter (PEPT) (4) und weist am Carbonylkohlenstoff der N-terminalen Aminosäure (3) ein 11C-Kohlenstoffatom auf. Ferner wird ein Radiopharmakon zur Lokalisation eines Tumors (18), der einen Peptidtransporter (PEPT) (4) exprimiert, beschrieben. Dieses umfasst ein Peptid (1), das an den Peptidtransporter (PEPT) (4) bindet und am Carbonylkohlenstoff der N-terminalen Aminosäure (3) ein 11C-Kohlenstoffatom aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Peptids zur Herstellung eines Agens zur Detektion eines Tumors, der einen Peptidtransporter (PEPT) exprimiert. Sie betrifft ferner ein Radiopharmakon, das ein solches Peptid umfasst, zur Lokalisation eines Tumors, der einen PEPT exprimiert.
In der modernen Krebsdiagnostik werden sowohl biochemische Analysen von Blut und anderen Körperflüssigkeiten, als auch bildgebende Verfahren zum Nachweis von Tumoren eingesetzt. Traditionell werden Röntgen, Ultraschall und Kernspinntomographie verwendet, um ektopische Zellansammlungen zu lokalisieren. Neuere Verfahren nutzen dazu die erhöhte Stoffwechselaktivität von Tumorzellen im Vergleich zu gesundem Gewebe. Dabei werden dem Patienten radioaktiv markierte Zuckermoleküle injiziert, die sich in den Tumorzellen ansammeln. Anschließend wird die radioaktive Strahlung dieser Moleküle, beispielsweise mit einer Gamma Kamera, zur sogenannten Szintigraphie, aufgenommen und die Position des Tumors festgestellt. Biochemisch werden Krebserkrankungen an Hand von Tumor spezifischen Molekülen nachgewiesen. Dabei wird die Anwesenheit und Menge dieser Stoffe in Blut- oder Gewebeproben des Patienten bestimmt. Neben löslichen Stoffen, die in die Körperflüssigkeiten abgegeben werden, produzieren Tumorzellen aber auch Moleküle, die an ihrer Zelloberfläche verankert bleiben. Dabei handelt es sich vor allem um Zellrezeptoren, wie beispielsweise Rezeptoren des Epidermalen Wachstumsfaktors, des Insulinähnlichen Wachstumsfaktors oder des Wachstumshormons. An Hand dieser Oberflächenmoleküle ist ein biochemischer Nachweis von Tumorzellen in vivo möglich, indem sie mit bildgebenden Verfahren sichtbar gemacht werden.
Neben Rezeptoren werden auch andere Membranproteine von einer großen Anzahl verschiedener Krebsarten exprimiert. Zu ihnen zählen auch Peptidtransporter (PEPT). PEPT sind Transmembranproteine, die für den Transport von Oligopeptiden aus dem Lumen von Organen ins Zellinnere zuständig sind. Sie kommen beispielsweise in den Bürstensaummembranen der Darmepithelzellen vor, wo sie Peptide aus dem Darmlumen filtern. Sie können aber auch Oligopeptid ähnliche Moleküle, wie beispielsweise beta-Lactam oder Cephalosporin transportieren. Um PEPT in vivo nachzuweisen wurde bereits versucht, geeignete PEPT bindende Moleküle radioaktiv zu markieren, um sie im Körper des Patienten nachweisen zu können. Dazu wurde ein Di-Peptid aus Glycin und Sarkosin zusätzlich mit einer Methylgruppe versehen, deren Kohlenstoffatom ein ¹¹C-Radionuklid war (Mitsuoka K et al., 2008). Die Anheftung einer ektopischen chemischen Gruppe an ein PEPT-bindendes Peptid birgt jedoch den Nachteil, dass diese Gruppe leicht vom Peptid abgespalten wird. Die freie radioaktive Gruppe kann dann zu ungewünschten Hintergrundsignalen führen, indem sie sich unspezifisch an ein anderes Molekül anheftet. Außerdem kann eine zusätzliche chemische Gruppe die Sekundärstruktur und damit die Bindungsaffinitäten des Peptids verändern. Deshalb muss nach der radioaktiven Markierung eines Peptids überprüft werden, ob dessen Bindungseigenschaften, sowohl für PEPT als auch gegen andere Moleküle, unverändert geblieben ist. Derartige Untersuchungen sind aufwendig und führen dazu, dass sich die Herstellung eines Agens, das ein radioaktiv markiertes Peptid enthält, erheblich verteuert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig und einfach herzustellendes Agens zur Detektion eines Tumors, der einen PEPT exprimiert, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines Peptids zur Herstellung eines Agens zur Detektion eines Tumors, der einen PEPT exprimiert, gelöst. Indem ein Peptid, das an den PEPT bindet und am Carbonylkohlenstoffatom der N-terminalen Aminosäure ein ¹¹C-Kohlenstoffatom aufweist, verwendet wird, ist das Agens kostengünstig und einfach herzustellen. Es bindet mit derselben Spezifität an den PEPT wie ein entsprechendes natürliches Peptid und kann von dem Organismus gut verstoffwechselt werden.
Der Begriff ”Peptid” bezeichnet eine organische Verbindung aus mindestens zwei, über eine Peptidbindung verknüpften, Aminosäuren. Er umfasst sowohl natürlich vorkommende als auch biotechnologisch oder synthetisch hergestellte Oligopeptide aus bis zu ca. sechs, vorzugsweise zwei bis vier Aminosäuren, unabhängig von deren Primär- oder Sekundärstruktur. Das erfindungsgemäß verwendete Peptid wird so gewählt, dass es an den PEPT bindet. PEPT bindende Moleküle, wie beispielsweise Alanin-Aspartat, Alanin-Lysin, Glycin-Sarkosin oder Lysin-Glycin, sind aus der Literatur bekannt (Gonzalez DE et al., 1998; Irie M et al., 2005; Mitsuoka K et al., 2008). Durch ihre spezifische Bindung an den PEPT können diese Peptide zum Nachweis von Tumoren eingesetzt werden, die einen PEPT bilden. Dadurch, dass das Peptid selbst aus Aminosäuren, das heißt aus körpereigenen bzw. körperähnlichen Molekülen aufgebaut ist, ist es für den Patienten sehr gut verträglich. Es ist nicht toxisch und kann natürlich verstoffwechselt, abgebaut und ausgeschieden werden.
Der Begriff ”Tumor” bezeichnet eine örtliche Zunahme des Volumens eines Gewebes, etwa durch eine entzündliche Anschwellung oder eine spontane, ungehemmte Neubildung von Zellen. Neben anderen Membranproteinen exprimieren Tumorzellen häufig auch PEPT. Zu ihnen zählen unter anderem pankreatische Karzinome und gastrointestinale Tumore. PEPT sind Transmembranrezeptoren, die Oligopeptide im Austausch gegen Protonen ins Innere der Zellen transportieren. Sie wurden unter anderem im Darm und in der Nebenschilddrüse aber auch in Muskelgewebe gefunden. Insgesamt sind bisher zwei verschiedene humane PEPT, PEPT 1 und 2, die auch als SLC15A1 und SLC15A2 bezeichnet werden, bekannt. Dadurch, dass PEPT in einigen Tumoren vergleichsweise stark exprimiert werden, sind sie zum Nachweis dieser Tumore besonders geeignet. Das erfindungsgemäß verwendete Peptid bindet spezifisch an den PEPT, wird ins Zytoplasma der Tumorzellen transportiert und sammelt sich in dem Tumor, der den Rezeptor trägt. Das ermöglicht eine zuverlässige Lokalisation des Tumors.
Die Detektion des Peptids und der Zellen, die es anreichern, erfolgt über ein integriertes ¹¹C-Kohlenstoffatom. Beim Zerfall des ¹¹C-Kohlenstoffisotops werden Positronen, die auch als β⁺-Strahlung bezeichnet werden, gebildet. Stoßen die Positronen auf ein Elektron, bilden sie zwei Photonen, die sich in einem Winkel von 180°, also genau in entgegen gesetzter Richtung, von einander entfernen. Die Photonen können detektiert und daraus die Position der Positronenemission, bzw. des ¹¹C-Kohlenstoffatoms, berechnet werden. Dadurch kann sowohl das Vorhandensein, als auch die Position des PEPT nachgewiesen und abgebildet werden und es kann die Menge an Peptiden, die sich an einer bestimmten Stelle befindet, quantifiziert werden. Durch den direkten Einbau eines ¹¹C-Kohlenstoffatoms in die Carbonylgruppe der Peptidbindung des erfindungsgemäß verwendeten Peptids, kann vermieden werden, dass das radioaktive Element in Form einer zusätzlichen chemischen Gruppe an das Peptid gebunden werden muss. Eine solche Gruppe würde die Struktur und damit die Bindungseigenschaften des Peptids ändern. Zudem liegt das ¹¹C-Kohlenstoffatom des erfindungsgemäß verwendeten Peptids im Inneren des Peptids. Dadurch wird gewährleistet, dass das ¹¹C-Kohlenstoffatom nicht vom Peptid abgespalten wird, wie es etwa bei einer externen chemischen Gruppe oder einer Seitenkette der Aminosäuren möglich wäre. Zur Herstellung eines erfindungsgemäß zu verwendenden Peptids sind insbesondere die Verfahren, die in den Patentanmeldungen DE 10 2009 035 648.7 , und DE 10 2009 035 645.2 beschrieben werden, geeignet. Außerdem kann das Peptid, dadurch, dass das ¹¹C-Kohlenstoffatom das Carbonylkohlenstoffatom der N-terminalen Aminosäure ist, direkt nach dem Anbringen der ¹¹C-markierten Aminosäure verwendet werden kann. ¹¹C-Kohlenstoff hat eine Halbwertszeit von nur ca. 20 Minuten, so dass die Strahlungsdosis desto höher gewählt werden muss, je mehr Zeit zwischen der Synthese des Peptids und seiner Verwendung liegt. Wird die ¹¹C-Markierung mit der N-terminalen Aminosäure und damit im letzten Schritt der Synthese angebracht, kann das Peptid sofort nach seiner Synthese verwendet werden. Auf diese Weise wird die Zeitspanne zwischen der Verarbeitung des ¹¹C-Kohlenstoffs und dem Einsatz des Peptids reduziert, so dass der Strahlungsverlust während der Herstellung des Peptids minimiert wird. Deshalb kann die Strahlendosis, die bei der Verarbeitung des ¹¹C-Kohlenstoffs eingesetzt werden muss, um eine bestimmte Strahlungsstärke des Produkts zu gewährleisten, entsprechend geringer sein. Die Herstellung wird dadurch kostengünstiger und die Strahlenbelastung für das technische Personal, welches das Peptid herstellt, verringert.
Ein weiterer Vorteil des direkt mit ¹¹C markierten Peptids liegt in dem günstigen Signal/Hintergrund Verhältnis während der Detektion. Das Peptid bindet spezifisch an den PEPT und wird in die Zelle transportiert. Freie, ungebundene Peptide werden dagegen rasch verstoffwechselt und aus dem Organismus ausgeschieden, weil sie ohne zusätzliche chemische Gruppen von endogenen Enzymen erkannt und zügig abgebaut werden. Dadurch entsteht ein starkes und spezifisches Signal an der Position des PEPT bzw. in den Zellen, welche PEPT exprimieren und das gebundene Peptid internalisiert haben. Das Hintergrundsignal wird zusätzlich minimiert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Peptid ein Di- oder Tripeptid. PEPT bindet Oligopeptide unterschiedlicher Größe sowie auch andere Moleküle, die eine Oligopeptid ähnliche Struktur aufweisen. Die höchste Affinität zeigt PEPT jedoch zu Di- und Tripeptiden (Gonzalez DE et al., 1998). Das Bindungsspektrum des PEPT für Moleküle dieser Größe ist breiter als für größere Oligopeptide, so dass eine große Auswahl an spezifischen PEPT bindenden Molekülen zur Verfügung steht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Agens ein Radiopharmakon. Der Begriff ”Radiopharmaka” bezeichnet Arzneimittel, die Radionuklide enthalten, deren Strahlung zur Diagnostik und Therapie verwendet wird. Die wichtigsten Anwendungsgebiete sind dabei die Onkologie, Kardiologie und Neurologie, aber auch die Arzneimittelforschung. Als Radionuklide werden Gamma- bzw. Beta-Strahlen emittierende Nuklide, zum Beispiel ¹³³Xenon, ^99mTechnetium, ⁶⁸Gallium, und ¹⁸Fluor, verwendet. Sie werden üblicherweise über Komplexbildner wie Diethylentriaminpentaacetat (DTPA), 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA) oder Ethylendiamintetraacetat (EDTA), an Mono- oder Polysaccharide gebunden. Die Nuklide werden, je nach der Art ihrer Strahlung, mittels Szintigraphie, Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) oder Positronen-Emissions-Tomographie (PET) detektiert. Aufgrund ihrer unphysiologischen Bestandteile können herkömmliche Radiopharmaka jedoch Nebenwirkungen, wie anaphylaktische oder allergische Reaktionen, im Körper eines Patienten verursachen. Die Verwendung eines Peptids aus körpereigenen Aminosäuren reduziert diese Gefahr deutlich, weil weder das Peptid selbst, noch seine Abbauprodukte toxisch sind. Zudem ist Kohlenstoff, im Gegensatz zu Technetium oder Xenon, ein im Körper vorkommendes Element, das natürlich verstoffwechselt werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Peptid mindestens eine D-Aminosäure auf. Mit Ausnahme des Glycins besitzen Aminosäuren an ihrem alpha-C-Kohlenstoffatom ein chirales Zentrum und können daher als Konfigurationsisomere, nämlich als D- oder L-Aminosäure, vorliegen. Körpereigene Peptide und Proteine sind weitgehend aus Aminosäuren in L-Konfiguration aufgebaut. Zudem arbeiten die meisten natürlichen Proteasen und Peptidasen stereoselektiv und verstoffwechseln hauptsächlich L-Aminosäuren. Daher dauert der Abbau von D-Aminosäuren durch körpereigene Enzyme länger als der von L-Aminosäuren. Dieser Umstand kann verwendet werden, um die Halbwertszeit eines Proteins oder Peptids zu verlängern, indem neben L-Aminosäuren auch D-Aminosäuren verwendet werden (Neundorf I et al., 2008). Dadurch kann die pharmakologische Clearance, also die Zeit bis das Peptid aus dem Organismus ausgeschieden ist, positiv beeinflusst werden. Bei dem Austausch einzelner L-Aminosäuren gegen ihre D-Konfiguration ist jedoch darauf zu achten, dass die Bindungsspezifität des Peptids nicht verändert wird. Eine weitere Möglichkeit, die pharmakologische Clearance des Peptids zu beeinflussen, besteht darin einzelne der Aminosäuren des Peptids durch nicht natürliche Aminosäuren mit ähnlichen chemischen Eigenschaften, zum Beispiel Sarkosin, zu ersetzen. Die nicht natürlichen Aminosäuren werden langsamer verstoffwechselt, weil die körpereigenen proteolytischen Enzyme speziell an den Abbau natürlicher Aminosäuren angepasst sind. Bei der Modifizierung des Peptids sollten die nicht natürlichen Aminosäuren jedoch so gewählt werden, dass die Bindungsaffinität des Peptids nicht verändert wird. Darüber hinaus sind auch andere chemische Modifikationen einzelner Aminosäuren des Peptids möglich, um die Halbwertszeit des Peptids gezielt zu beeinflussen. Beispielsweise kann die endständige Aminogruppe des Peptids durch eine Isonitrilgruppe ersetz werden. Eine solche Modifikation reduziert die, von der Aminogruppe vermittelte, Interaktion mit proteolytischen Enzymen, ohne die Bindung zwischen dem erfindungsgemäß verwendeten Peptid und dem PEPT zu verändern.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Radiopharmakon, das ein Peptid mit einem ¹¹C-Kohlenstoffatom umfasst, zur Lokalisation eines Tumors, der einen PEPT exprimiert. Indem ein Peptid, das an den PEPT bindet und am Carbonylkohlenstoffatom der N-terminalen Aminosäure ein ¹¹C-Kohlenstoffatom aufweist, verwendet wird, ist das Radiopharmakon kostengünstig und einfach herzustellen. Es ist für den Organismus gut verträglich und bindet mit derselben Spezifität an den PEPT wie ein entsprechendes natürliches Peptid.
Das erfindungsgemäße Radiopharmakon bietet daher ein wirtschaftlich und medizinisch vorteilhaftes Agens, um die Position eines Tumors, der einen PEPT exprimiert, in vivo zu bestimmen. Nachdem das Radiopharmakon einem Patienten verabreicht wurde, verteilen sich die darin enthaltenen Peptide im Körper und binden spezifisch an PEPT. Dadurch sammeln sich die Peptide in den Zellen des Tumors, wo sie durch das radioaktive Signal des ¹¹C-Kohlenstoffatoms nachgewiesen werden. Auf diese Weise wird die Position des Tumors im Körper des Patienten bestimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Radiopharmakon ein PET Biomarker. Die PET ist ein etabliertes Verfahren um die Strahlung radioaktiver Elemente zu erfassen und ihre Position zu bestimmen (Massoud TF, Gambhir SS, 2003). Mit Hilfe von ringförmig um den Patienten angeordneten Detektorgeräten werden Schnittbilder erstellt, auf denen die Zerfallsereignisse in ihrer räumlichen Verteilung im Körperinneren dargestellt werden. Im Gegensatz zu den bisher üblichen Szintigraphie-Verfahren ist, durch die ringförmige Anordnung der PET-Detektoren, eine exaktere räumliche Lokalisation der Positronenemission und damit eine wesentlich genauere und detailliertere Abbildung des Tumors möglich. Die PET ermöglicht es auch, die Menge an markierten Molekülen in einem Gewebe quantitativ zu bestimmen.
Außerdem wird ein Verfahren zur Lokalisation eines Tumors, der einen PEPT exprimiert, in einem Organismus, offenbart, umfassend die Schritte, a) Bereitstellen eines Peptids, b) Verabreichen des Peptids an den Organismus und c) Detektieren des Peptids in dem Organismus mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Dabei bindet das Peptid an einen Peptidtransporter (PEPT) und weist am Carbonylkohlenstoff der N-terminalen Aminosäure ein ¹¹C-Kohlenstoffatom auf.
Mit dem erfindungsgemäß verwendeten Peptid wird ein PEPT im Inneren eines Organismus detektiert und lokalisiert, so dass die Verteilung des PEPT im Körper eines Patienten beobachtet werden kann. Auf diese Weise kann beispielsweise die Lage, Größe oder Ausdehnung eines Tumors, der den PEPT exprimiert, bestimmt werden. Das erfindungsgemäß verwendete Peptid ist daher hervorragend zur Beobachtung von Verlauf und Erfolg einer Behandlung, sog. Therapiemonitoring, geeignet.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert.
1 zeigt, schematisch dargestellt nach Irie Met al., 2005, die Bindung zwischen einem Peptid 1 und einem Peptidtransporter (PEPT) 4, der sich auf der Oberfläche einer Zelle eines Tumors 18 befindet.
Das Peptid 1 umfasst zwei Aminosäuren 2, von denen die N-terminale Aminosäure 3 mit einem ¹¹C-Kohlenstoffatom radioaktiv markiert ist. Die radioaktive Markierung ist durch einen Stern (*) dargestellt. Das Peptid 1 ist an die schematisch dargestellte Peptidbindungsstelle 5 des PEPT 4 angelagert. Der PEPT 4 ist in der Zellmembran 6 einer Tumorzelle 18 verankert, so dass er auf der Oberfläche des Tumors 18 sitzt.
PEPT 4 werden vor allem von Epithelzellen des Darms 15, des Pankreas und der Niere 16 exprimiert. Außerdem bilden aber auch Tumorzellen, wie zum Beispiel Colonadenokarzinomzellen (Caco-2) und gastrische Krebszellen (MKN45), PEPT 4. In Darmepithelzellen vermittelt PEPT 4 die Aufnahme von Oligopeptiden, insbesondere von Di- und Tripeptiden aus dem Lumen des Darms 15. Dabei binden sie unter anderem anionische, kationische, neutrale Peptide, beispielsweise Alanin-Aspartat, Alanin-Lysin bzw. Glycin-Sarkosin. Außerdem transportieren sie auch Oligopeptid-ähnliche Therapeutika, wie zum Beispiel beta-Lactam oder Cephalosporin. Auf dieselbe Weise wird auch das Peptid 1 von PEPT 4 an der Oberfläche der Tumorzelle 18 gebunden und ins Zytoplasma transportiert.
Das ¹¹C-markierte Peptid 1 bindet spezifisch an PEPT 4 und kann deshalb zur Detektion eines PEPT 4 exprimierenden Tumors 18 verwendet werden. Die beim Zerfall des ¹¹C-Kohlenstoffatoms abgegebenen Positronen werden mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) nachgewiesen und der Ort der Positronenemission dadurch bestimmt. Dieser entspricht dem Ort des Peptids 1, und somit des daran gebundenen PEPT 4.
Zur Lokalisation eines Tumors 18 im Rahmen einer Krebsdiagnose wird einem Patienten ein Radiopharmakon verabreicht, welches das ¹¹C-markierte Peptid 1 enthält. Das Peptid 1 bindet spezifisch an PEPT 4 und sammelt sich so an dem Tumor 18, dessen Zellen PEPT 4 bilden. Diese Anhäufung wird mittels PET visualisiert und die Position des Tumors 18 im Körper des Patienten bestimmt. Auf diese Art lassen sich auch neu gebildete Metastasen, die PEPT 4 exprimieren, aufspüren. Außerdem können die durch die Visualisierung des Tumors 18 gewonnenen Informationen dazu dienen, die Medikation eines Tumortherapeutikums, zum Beispiel Wirkstoffmenge und Verabreichungsplan, entsprechend der Position, Größe und Verteilung des Tumors 18 einzustellen.
2 zeigt eine Darstellung eines Peptids mit der Sequenz SEQ ID Nr.: 1 mittels chemischer Formel.
Das Peptid der SEQ ID Nr.: 1 umfasst zwei Aminosäuren 2, nämlich Alanin und Aspartat.
Beide Aminosäuren sind mittels Strukturformel dargestellt. Das Carbonylkohlenstoffatom des N-terminalen Alanins ist ein ¹¹C-Kohlenstoffatom, dargestellt durch die Ziffer 11 oberhalb des Carbonylkohlenstoffatoms.
Das Peptid 1 wird mit herkömmlichen Proteinsyntheseverfahren synthetisiert und die ¹¹C-markierte N-terminale Aminosäure 3 im letzten Schritt hinzu gefügt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil die Halbwertszeit des ¹¹C-Kohlenstoffisotops bei nur ca. 20 Minuten liegt. Dadurch, dass die Peptidsynthese mit der ¹¹C-markierten Aminosäure 3 abgeschlossen wird, kann das Peptid 1 nach der radioaktiven Markierung sofort verwendet werden.
Das Peptid der SEQ ID Nr.: 1 bindet mit hoher Affinität an PEPT 4 und kann deshalb verwendet werden um einen PEPT 4 exprimierenden Tumor 18 zu lokalisieren. Das Peptid der SEQ ID Nr.: 1, bindet an PEPT 4 an der Oberfläche der Tumorzellen. Von dort transportiert PEPT 4 das Peptid 1 ins Innere der Zelle, wo es sich anreichert. Durch die Positronenemission des ¹¹C-Kohlenstoffatoms des Peptids 1, werden die Zellen, in denen sich das Peptid 1 gesammelt hat, mittels PET detektiert. So kann die Position des Tumors 18 bestimmt werden.
3 zeigt eine schematische Darstellung (stark vereinfacht nach Faller A, Schünke M, Der Körper des Menschen, Thieme, 2008) eines Blutkreislaufsystems 10 eines Organismus und die Verteilung eines Peptids 1 darin.
Das Blutkreislaufsystem 10 umfasst verschiedene schematisch dargestellte Organe, wie Lunge 12, Herz 13, Leber 14, Darm 15 und Niere 16 und die Hauptadern 11, welche diese Organe verbinden. Das Peptid 1 ist durch Dreiecke entlang der Adern 11 dargestellt. Die Abbauprodukte 17 des Peptids 1 sind durch einzelne Striche innerhalb der Umrisse der Niere 16 dargestellt. Links der Mitte des Blutkreislaufsystems 10 ist zusätzlich ein Tumor 18 dargestellt. Dieses trägt PEPT 4, an die wiederum Peptide 1 angelagert sind.
Die Verteilung des Peptids 1 im Blutkreislaufsystem 10 umfasst vier Phasen, die entlang der Darstellung von oben nach unten aufgeführt sind.

Phase I: Das Peptid 1 wird in das Blutkreislaufsystem 10 des Organismus injiziert.
Phase II: Über das Blutkreislaufsystem 10 wird das Peptid 1 in die Organe 12, 13, 14, 15, und 16 des Organismus transportiert.
Phase III: Das zirkulierende Peptid 1 bindet spezifisch an PEPT 4, und sammelt sich an dem Tumor 18, weil er PEPT 4 bildet.
Phase IV: Nicht gebundenes Peptid 1 wird schnell verstoffwechselt und enzymatisch abgebaut. Der Organismus unterscheidet nicht zwischen eigenen Peptiden und dem Peptid 1, weil es aus Aminosäuren 2, 3 aufgebaut ist, die den körpereigenen Molekülen entsprechen. Die Abbauprodukte 17 des Peptids 1 und der Aminosäuren 2, 3 sammeln sich vorwiegend in der Niere 16 von wo aus sie über die Blase und den Harnleiter ausgeschieden werden.

Referenzen:

Faller A, Schünke M; Der Körper des Menschen; Thieme-Verlag; 2008
Gonzalez DE, Covitz KM, Sadée W, Mrsny RJ; An oligopeptide transporter is expressed at high levels in the pancreatic carcinoma cell lines AsPc-1 and Capan-2; Cancer Res. 1998 Feb 1; 58(3): 519–25.
Irie M, Terada T, Katsura T, Matsuoka S, Inui K; Computational modelling of H+-coupled peptide transport via human PEPT1; J Physiol. 2005 Jun 1; 565(Pt 2): 429–39.
Massoud TF, Gambhir SS; Molecular imaging in living subjects: seeing fundamental biological processes in a new light; Genes Dev. 2003 Mar 1; 17(5): 545–80.
Mitsuoka K, Miyoshi S, Kato Y, Murakami Y, Utsumi R, Kubo Y, Noda A, Nakamura Y, Nishimura S, Tsuji A; Cancer detection using a PET tracer, 11C-glycylsarcosine, targeted to H+/peptide transporter; J Nucl Med. 2008 Apr; 49(4): 615–22.
Neundorf I, Rennert R, Franke J, Közle I, Bergmann R; Detailed analysis concerning the biodistribution and metabolism of human calcitonin-derived cell-penetrating peptides; Bioconjug Chem. 2008 Aug; 19(8): 1596–603.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009035648 [0007]
DE 102009035645 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Mitsuoka K et al., 2008 [0003]
Gonzalez DE et al., 1998 [0005]
Irie M et al., 2005 [0005]
Mitsuoka K et al., 2008 [0005]
Gonzalez DE et al., 1998 [0009]
Neundorf I et al., 2008 [0011]
Massoud TF, Gambhir SS, 2003 [0014]
Irie Met al., 2005 [0018]
Faller A, Schünke M, Der Körper des Menschen, Thieme, 2008 [0028]

Claims

Verwendung eines Peptids (1), zur Herstellung eines Agens zur Detektion eines Tumors (18), der einen Peptidtransporter (PEPT) (4) exprimiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Peptid (1) an den Peptidtransporter (PEPT) (4) bindet und am Carbonylkohlenstoff der N-terminalen Aminosäure (3) ein ¹¹C-Kohlenstoffatom aufweist.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Peptid (1) ein Di- oder Tripeptid ist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Agens ein Radiopharmakon ist.
Radiopharmakon zur Lokalisation eines Tumors (18), der einen Peptidtransporter (PEPT) (4) exprimiert, umfassend ein Peptid (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Peptid (1) an den Peptidtransporter (PEPT) (4) bindet und am Carbonylkohlenstoff der N-terminalen Aminosäure (3) ein ¹¹C-Kohlenstoffatom aufweist.
Radiopharmakon nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Positronen-Emissions-Tomographie (PET) Biomarker ist.