DE60122706T2

DE60122706T2 - TC- und RE-Karbonylkomplexe zur Herstellung von Pertechnaten und Perrhenaten

Info

Publication number: DE60122706T2
Application number: DE60122706T
Authority: DE
Inventors: W. David Chesterfield PIPES; E. Mary Creve Coeur DYSZLEWSKI; G. Elizabeth St. Charles WEBB
Original assignee: Mallinckrodt Inc
Current assignee: Mallinckrodt Inc
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: WO2001089586A2; WO2001089586A3; JP2003535005A; US20050276755A1; EP1283729B1; US6359119B1; EP1283729A2; DK1283729T3; DE60122706D1; US20020147316A1; ATE337797T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Mn-, Tc- und Re-Carbonylkomplexen die brauchbar sind, wie z. B. für Abbildungsmittel und therapeutische Mittel.
Hintergrund der Erfindung
Scintigrafisches Abbilden und ähnliche radiografische Techniken zum Sichtbarmachen von Geweben in vivo finden ständig wachsende Anwendung bei biologischer und medizinischer Forschung und bei diagnostischen und therapeutischen Verfahren. Im allgemeinen beinhalten scintigrafische Verfahren die Herstellung von radioaktiven Mitteln, welche nach Einführung in ein biologisches Subjekt in dem spezifischen Organ, Gewebe oder der Skelettstruktur der Wahl lokalisiert werden. Wenn es so lokalisiert ist, können Spuren, Plots oder Scintifotos, die die in vivo-Verteilung von radiografischem Material abbilden, mittels verschiedener Strahlungsdetektoren, wie z. B. Traversingscanner und Scintilationskameras gemacht werden. Die Verteilung und die entsprechende relative Intensität des erfassten radioaktiven Materials zeigt nicht nur die Fläche, die von dem Zielgewebe eingenommen wird, sondern auch die Anwesenheit von Rezeptoren, Antigenen, Abweichungen, pathologischen Bedingungen usw. an.
Technetium-99m (^99mTc) ist ein Radionuklid, das weithin bekannt ist für seine Anwendungen in Gewebeabbildungsmitteln. Aufgrund seiner Sicherheit und idealen Abbildungseigenschaften ist dieses Radionuklid leicht handelsüblich in der oxidierten Pertechnetat-Form (^99mTcO₄), im folgenden "Pertechnetat-Tc99m", erhältlich. Jedoch bildet Pertechnetat mit den meistverwendeten biologischen Trägern für Radionuklid-Gewebeabbildungen keinen Komplex. Daher werden mit Technetium markierte Abbildungsmittel im allgemeinen hergestellt, indem man eine isotonische Pertechnetat-Tc99m-Salzlösung, einen Technetiumreduktor (Reduktionsmittel) wie z. B. Zinnchlorid oder Natriumdithionit, und ein Chelatmittel, das mit dem gewünschten Peptidträger konjugiert ist, zur gezielten Erfassung des interessierenden Organs gemischt. Alternativ kann ein intermediärer Übertragungskomplex mit flüssigem Technetium-^99m vor Zusatz zu dem biologischen Molekülchelat hergestellt werden, um den Oxidationszustand auf einer gewünschten Höhe zu halten. Zu Beispielen hierfür gehören ^99mTc-Tartrat oder ^99mTc-Glukonat.
Ein anderes Problem besteht darin, dass Technetium-haltige scintigrafische Abbildungsmittel als in Gegenwart von Sauerstoff unstabil bekannt sind; hauptsächlich weil die Oxidation des Reduktionsmittels und/oder des Technetium-99m den reduzierten Komplex Technetium-99m/Zielträger zerstört. Dementsprechend werden solche Abbildungsmittel im allgemeinen sauerstoffrei gemacht, indem man die Zusammensetzungen mit sauerstofffreiem Stickstoffgas sättigt oder indem man die Mittel in einer sauerstofffreien Atmosphäre herstellt. Stabilisierung der Abbildungsmittel kann auch mit chemischem Mittel erreicht werden. U.S. Patent 4 232 000, Fawzi, erteilt 4. November 1980, offenbart die Verwendung von Gentisylalkohol als Stabilisator für Technetium-Abbildungsmittel.
Ähnlich offenbart U.S. Patent 4 233 284, Fawzi, erteilt 11. November 1980, die Verwendung von Gentisinsäure als Stabilisator.
In der veröffentlichten PCT-Anmeldung PCT/US98/07979 (Internationale Veröffentlichungs-Nr. WO 98/48848) wurde ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I): fac-[M(CO)₃(OH₂)₃]⁺ in der M Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist, durch Umsetzung eines Metalls in der Permetallatform mit Kohlenmonoxid und einem Reduktionsmittel beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Mischung aus einer Lauge, einem wasserlöslichen, aber nicht wesentlich durch Wasser zersetzten Reduktionsmittel, und ggf. einem Stabilisator in einem Wasser enthaltenden Lösungsmittelsystem aufgelöst wird, das eine Lösung des Metalls in der Permanganat-, Pertechnetat- oder Perrhenatform in Anwesenheit von Kohlenmonoxid und ggf. in Anwesenheit eines Halogenids enthält. Zum Markieren von biologisch aktiven Molekülen beschriebene Liganden haben eine Tendenz, Metalle in ihren niedrigen Oxidationszuständen zu stabilisieren. Diese Liganden haben die Anwesenheit von niedrig liegenden freien Orbitalen der korrekten Symmetrie zur Bildung von pi-Bindungen durch Aufnahme von Elektronen aus gefüllten Metall-d-Orbitalen gemein sam, ein Phänomen, das als "Rückbindung" (backbonding) bekannt ist. Die in der Patentanmeldung gezeigten Liganden umfassen Isonitrile, Phosphine, Thioether, Schiffsche Basen und Gruppen vom Pyridin-, Imidazol- und Pyrazoltyp. Insbesondere wird die Aminosäure Histidin als ein ideales Chelat angegeben. Für einige Zwecke besteht ein Problem bei der Verwendung von Histidin und anderen ungesättigten organischen Molekülen als Chelaten darin, dass die resultierende markierte Verbindung in hohem Maße lipophil ist, was zu hoher Leber- und Blutaufnahme führt. Die vorherrschende Leber-Galle-Aufnahme und Beseitigung sind für manche Zwecke unerwünschte Eigenschaften für die Ziel-Abbildungsmittel.
Es gibt eine Anzahl von Verfahren zur Herstellung von Metalltricarbonylkomplexen. Jedoch verwendet keins hiervon ein Zinn-(II)-Ion als Reduktionsmittel. Tatsächlich stellt Alberto et al., (Coord. Chem. Revs., Nr. 190–192, 1999, Seiten 901–919), eindeutig fest, dass nur [BH₄]- als Reduktionsmittel zum Reduzieren von Tc(VII) zu Tc(I) in wässerigen Lösungen wirkt, während andere Reduktionsmittel, wie z. B. [S₂O₄]^2– nicht wirkt, obwohl es bekannt ist, diese Reduktion in anderen Medien zu bewirken. WO 01/00637 verwendet KBH₄ als ein Reduktionsmittel. Alberto et al., (J. Am. Chem. Soc., Bd. 25, Nr. 121, 1999, Seiten 6076–6077) beschreibt nur die Liganden-Substitutionsreaktion von [^99mTc(H₂O)₃(CO)₃]⁺ und nicht die Herstellung der Verbindung aus einem Permetallsalz unter Verwendung eines Zinn-(II)-Ions. WO 01/25243, das erst nach dem Anmeldetag der vorliegenden Erfindung veröffentlicht wurde, beschreibt Übergangsmetall-Carbonylkomplexe, wie z. B. [Tc(H₂O)₃(CO)₃]⁺, die hergestellt werden unter Verwendung einer Boranocarbonatverbindung als einer festen Ursprungsverbindung für Kohlenmonoxid. WO 98/49196 und WO 96/40289 verwenden das Zinn-(II)-Ion für die Bildung von Tc(V) N,S-Chelatkomplexen und die damit einhergehende Zwei-Elektronen-Reduktion ist viel einfacher als die Sechs-Elektronen-Reduktion, die mit der vorliegenden Erfindung einhergeht.
Die Veröffentlichungen und anderes hier verwendetes Material zur Beleuchtung des Hintergrunds der Erfindung oder zur Ergänzung zusätzlicher Details unter Berücksichtigung der Praxis sind zum leichteren Auffinden jeweils in dem anliegenden Literaturverzeichnis gruppenweise zusammengefasst.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel fac-[M(CO)₃(OH₂)₃]⁺ (I)in der M Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist,
die Umsetzung eines Metalls in Permetallatform mit Kohlenmonoxid und einem Reduktionsmittel, wobei das Reduktionsmittel ein Zinn-(II)-Ion umfasst. Die Verbindung der Formel (I) kann mit einem Liganden L_x zur Bildung einer Verbindung der Formel fac-[M(CO)₃L_x]ⁿ (II)umgesetzt werden, in der M die oben gegebene Bedeutung besitzt, L_x ein einzähliger oder mehrzähliger Ligand oder eine Mischung dieser Liganden, und n eine Ladung des Liganden L_x, erhöht um eine Plusladung ist. Die Erfindung ist auch auf Kits zur Durchführung der genannten Verfahren gerichtet.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur synthetischen Herstellung von Tc(I)-Komplexen unter Verwendung von Zinn-(II)-Ionen als Reduktionsmittel. Zur Formulierung von Tc(I)-Komplexen, z. B. [Tc(CO)₃(OH₂)₃]⁺, haben die Methoden nach dem Stand der Technik nur die starken Reduktionsmittel Borhydride (BH₃ oder BH₄–) verwendet. Versuche zur Verwendung anderer Reduktionsmittel einschließlich Zinnionen (Sn²⁺) ergaben Markierungsausbeuten von ungefähr nur 50 %. Die Verwendung des üblicheren Sn²⁺ in radiopharmazeutischen Kits hat gewisse Vorteile, wie z. B. einen breiten pH-Anwendungsbereich, bekannte Toxizität, Vertrautheit mit der FDA und vielleicht bessere Anpassungsfähigkeit zwischen Tc- und Re-Formulierungen. Zusätzlich ist es weniger wahrscheinlich, dass Zinn-(II)-Ionen mit dem biologischen Substrat oder mit Liganden, die schließlich markiert werden, störend wirkt. Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Verwendung von Sn²⁺ für die Herstellung von Tc-Carbonyl komplexen mit Ausbeuten von > 80 %, eine klare Verbesserung der früheren Arbeitstechnik.
Es wurde normalerweise angenommen, dass zur Bildung von Tc im Oxidationszustand I, wie im Fall der Tc-Carbonylkomplexe, wie hier beschrieben gebildet werden, ein starkes Reduktionsmittel gebraucht wird, eins mit einem negativen Wert in der elektrochemischen Reihe. Die Tc-Ausgangsverbindung ist Pertechnetat, TcO₄–, das Tc in der Oxidationsstufe (VII) hat. Um die gewünschten Tc-Carbonylkomplexe zu bilden, ist es notwendig, das Tc(VII) zu Tc(I) zu reduzieren.
Zinn-(II)-Ion wird normalerweise nicht als ein starkes Reduktionsmittel angesehen, da seine elektrochemische Halbgleichung nicht sehr negativ ist. In Anwesenheit einer 0,1 N Säure ist die elektrochemische Gleichung: Sn⁴⁺ + 2 e^– ≡ Sn²⁺ EE = +0,15 Volt
Der Effekt des pH auf diese Gleichung wird im allgemeinen vergessen. Bei einem basischen pH (>7) ist die Reduktionsstärke von Zinn-(II)-Ionen verändert als Ergebnis der Veränderung des Mechanismus des Reduktionsmittels. In einer basischen Lösung liegt eine chemische Verbindung Zinn(II)-Hydroxid mit anderem Mechanismus und anderer Reduktionsstärke vor, und kann das Tc(VII) zu Tc(I) reduzieren, insbesondere mit Hilfe eines geeigneten Transferliganden, wie z. B. Pyrophosphat oder einem Liganden wie z. B. Tartrat, Gluceptat, Methylendiphosphonat oder Hydroxyethyldiphosphonat. In einer basischen Lösung (0,1 N NaOH, pH = 13) ist die Halbgleichung: Sn(OH)₆ ^2– + 2e^– ≡ HSnO₂– + 3 OH^– + H₂O EE = –0,96 Volt
Das zeigt, dass das Zinn-(II)-Ion ein starkes Reduktionsmittel bei basischem pH ist. Dies ist mit der elektrochemischen Halbgleichung für Borhydrid vergleichbar, das das im Stand der Technik verwendete Reduktionsmittel zur Bildung der gewünschten Tc-Carbonylverbindungen ist. Borhydrid hat ein EE = –1,2 Volt bei pH 13.
Methoden werden offenbart zur Herstellung von fac-Metalltricarbonylverbindungen und weiter koordinierte fac-Metalltricarbonylverbindungen. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der fac-Metalltricarbonylverbindungen zum Markieren von biologisch aktiven Substraten und anderen Liganden, sowie ein Kit zur Herstellung von fac-Metalltricarbonylverbindungen oder höher koordinierten fac-Metalltricarbonylverbindungen.
Es ist im Stand der Technik bekannt (Alberto et al. 1994a), dass fac-Metalltricarbonylkomplexe von radioaktiven Metallen der Gruppe 7B des Periodensystems sehr günstige Ausgangsverbindungen für Substitutionsreaktionen sowohl in organischen Lösungsmitteln als auch in Wasser sind, da diese Verbindungen wochenlang in Wasser stabil sind, selbst wenn sie der Luft ausgesetzt werden. Daher sind die genannten Verbindungen sehr brauchbar zum Markieren von biologisch aktiven Substraten, wie z. B. Aminosäuren, Peptiden, Proteinen, Zuckern und irgend welchen Rezeptor-bindenden Molekülen. Ein größerer Nachteil dieser Verbindungen bis jetzt war jedoch, dass sie nur aus Hochtemperatur-Carbonylierungsreaktionen und mit Hilfe des pyrophoren und toxischen und deshalb gefährlichen Reduktionsmittels BH₃ erhältlich waren (Alberto et al., 1994b).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von fac-Metalltricarbonylverbindungen von (radioaktiven) Metallen der Gruppe 7B mit Hilfe von leicht erhältlichen und gering toxischen Ausgangsmaterialien bei mäßiger Temperatur und normalem Druck von CO in vernünftiger Zeit und mit hohen Ausbeuten herzustellen.
Ein solches Verfahren ist ein wirkungsvolles Werkzeug, das zur Synthese von diagnostischen und therapeutischen Mitteln verwendet werden kann, insbesondere für die Synthese dieser diagnostischen und therapeutischen Mittel, die von radioaktiven Metallen mit kurzer Verfallszeit abstammen, um Zugang zu diesen markierten Verbindungen in schlecht ausgerüsteten Krankenhauslabors zu haben. Wenn das oben genannte diagnostische Mittel mit einem Radionuklid markiert ist, kann es durch die sog. einfach-Photon-Emissions-computerisierte Tomografie (SPECT) erfasst werden; wenn es mit einem paramagnetischen Metallatom markiert ist, kann es durch magnetisches Resonanzabbildungsverfahren (Magnetic Resonance Imaging) erfasst werden.
Die oben genannte Aufgabe kann gemäß der Erfindung gelöst werden durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel fac-[M(CO)₃(OH₂)₃]⁺ (I)in der M Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist,
durch Umsetzung eines Metalls in der Permetallatform (MO₄–-Form) mit Kohlenmonoxid und einem Sn²⁺ enthaltenden Reduktionsmittel.
Das Metall M ist vorzugsweise ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re, da diese Radionuklide bei ihrer Verwendung in diagnostischen oder therapeutischen Mitteln den Vorteil haben, dass sie in sehr geringen Konzentrationen angewandt werden können, was das Risiko der Toxizität minimiert.
Es ist sehr überraschend, dass eine quantitative Reduzierung von Permetallaten in wasserhaltigen Lösungsmittelsystemen bei mäßiger Temperatur und in vernünftigen Zeiten mit Reduktionsmitteln erreicht werden kann, die nukleophil sind und die allgemein als weniger reaktionsfähig als das im Stand der Technik bekannte elektrophile Reduktionsmittel BH₃ angesehen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann leicht ausgeführt werden, indem man einfach die Permetallatlösung mit den anderen Reagenzien in Anwesenheit von Kohlenmonoxid mischt. Die Permetallatlösung kann ggf. Halogenidionen enthalten, die für die Elution des Permetallats von einem Generator benötigt werden. Das Kohlenmonoxid kann unter Verwendung eines geschlossenen Systems mit einer Atmosphäre, die eine ausreichende Menge von Kohlenmonoxid enthält, oder durch Spülen des Kohlenmonoxidgases durch die Lösung geliefert werden. Vorzugsweise ist das Gas im wesentlichen reines Kohlenmonoxid. Für die Reduktion ist das Reduktionsmittel ein solches, das Zinn-(II)-Ionen enthält. In bevorzugten Ausführungsformen enthält die Mischung Laktose, die als Füllmittel anwesend ist.
Das Reduktionsmittel wird mit dem Permetallat in einem molaren Verhältnis von über 3, vorzugsweise über 10 und insbesondere über 100 umgesetzt. Die Reduktionsreaktion kann bei einer Temperatur zwischen 20 und 150°C ausgeführt werden. Die bevorzugte Reaktionstemperatur ist etwa 100°C. Das Erhitzen des Reaktionsgemisches kann auf normalem Wege, aber auch durch Mikrowellen-Erhitzung durchgeführt werden. Die Reaktion kann auch durch Anwendung von Ultraschall ausgeführt werden, z. B. durch Ausführen der Reaktionen in einem Ultraschallbad bei Raumtemperatur, was normalerweise zu der selben Reaktionsgeschwindigkeit bei niedrigerer Reaktionstemperatur führt. Die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel (I) ist sehr geeignet zum Markieren von biologisch aktiven Substraten, wie z. B. Aminosäuren, Peptiden, Proteinen, Zuckern, kleinen rezeptorbindenden Molekülen oder Zellen.
Beispiele für Peptide, die markiert werden können, sind Wachstumsfaktoren, Somatostatin, Bombesin, Insulin, LHRH, Gastrin, Gastrin-freisetzendes Peptid, Thyrotropin freisetzendes Hormon, Thyroid stimulierendes Hormon, Prolaktin, vasoaktives intestinales Peptid (VIP), Hypophysen-Adenylat-Cyclase-aktivierendes Polypeptid (PACAP), Angiotensin, Neurotensin, Interferone, IL-1, IL-4 und IL-6, monoklonale Antikörper und ihre Analoge und Derivate. Nach Markierung mit einer geeigneten Markierungssubstanz können diese Peptide z. B. beim Feststellen und Lokalisieren bei der Behandlung von malignen menschlichen Tumoren verwendet werden.
Beispiele für Zucker, die markiert werden können, sind Glukose und Desoxyglukose und Derivate dieser Verbindungen.
Kleine rezeptorbindende Moleküle werden definiert als nicht-Peptidmoleküle, die an einen Rezeptor binden und normalerweise eine Molekularmasse unter etwa 500 Dalton besitzen.
Beispiele für kleine rezeptorbindende Moleküle, die markiert werden können, sind Substanzen für das serotonergische System, wie in WO 96/30054 beschrieben, oder Substanzen für das dopaminergische Sy stem (z. B. Racloprid, ∃-CIT, Lisurid) für das cholinergische System (z. B. Epibatidin), für das glutaminergische System (z. B. Mematin) oder für das Benzodiazepinsystem (z. B. Flumazenil, Iomazenil). Beispiele für metabolisch aktive Moleküle, die markiert werden können, sind DOPA, Tyrosin, mIBG, MAO-I und analoge Verbindungen davon.
Beispiele für Zellen, die markiert werden können, sind rote und weiße Blutkörper.
Als Ergebnis des Markierens von (biologisch aktiven) Substraten mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) wird eine weitere koordinierte Verbindung der allgemeinen Formeln fac-[M(CO)₃(L₁)₃]ⁿ (II), fac-[M(CO)₃(L₂)(L₁)]ⁿ (III), oder fac-[M(CO)₃L₃]ⁿ (IV),erhalten, worin
M Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist;
L₁ ein einzähliger Ligand ist;
L₂ ein zweizähliger Ligand ist;
L₃ ein dreizähliger Ligand; und
n die Summe der Ladung der Liganden L₁, L₂ und L₃, erhöht um eine Plusladung ist.
Wenn der Ligand L₁, L₂ oder L₃ vor oder nach dem Markieren mit der fac-Metalltricarbonylverbindung das biologisch aktive Molelkül ist, gibt die vorliegende Erfindung leichten Zugang zu Verbindungen, die direkt als ein diagnostisches und therapeutisches Mittel verwendet werden können.
Beispiele für einzählige Liganden innerhalb der Definition von L₁, L₂ und L₃ sind (biologisch aktive) Substrate, die Gruppen wie Phosphine, Isonitrile, Nitrile, Imidazole, Thioether und Pyridin-ähnliche aromatische Amine tragen.
Beispiele für zweizählige Liganden innerhalb der Definition von L₂ und L₃ sind (biologisch aktive) Substrate, die Pyridin-, Imidazol- oder Pyrazolgruppen tragen, wie z. B. Histidin, Histamin, funktionalisierte Imidazolsysteme, zweizählige Thioether, zweizählige Isocyanide, Liganden vom Typ der Schiff'schen Base und Picolinsäure.
Beispiele für dreizählige Liganden innerhalb der Definition von L₃ sind tris-Pyrazolylborat, tris-Pyrazolylmethan, tris-Imidazolylborat, tris-Pyrazolylmethan, 1,4,7-Trithiacyclononan (9-aneS₃) und Triazacyclononan (9-aneN₃), Histidin, Methionin, an der Thiolgruppe zur Erzielung eines Thioethers derivatisiertes Cystein und Cyclopentadienylderivate.
In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, die radiomarkierte bioaktive Verbindung in einer Stufe herzustellen. Diese Aufgabe kann gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst werden mit einem Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formeln fac-[M(CO)₃(L₁)₃]ⁿ (II), fac-[M(CO)₃(L₂)(L₁)]ⁿ (III), oder fac-[M(CO)₃L₃]ⁿ (IV),in der
M Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist;
L₁ ein einzähliger Ligand ist;
L₂ ein zweizähliger Ligand ist;
L₃ ein dreizähliger Ligand; und
n die Summe der Ladung der Liganden L₁, L₂ und L₃, erhöht um eine +–Ladung ist,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung aus einer Base, Liganden L₁ oder L₂ oder L₃, einem Zinn-(II)-Ion und ggf. ein Stabilisierungsmittel in einem Wasser enthaltenden Lösungsmittelsystem, das Permanganat-, Pertechnetat- oder Perrhenatform enthält, in Gegenwart von Kohlenmonoxid und ggf. in Gegenwart von Halogenid gelöst wird.
Speziell im Fall von radiomarkierten Verbindungen ist es oft unmöglich, die gebrauchsfertige Zusammensetzung dem Anwender zur Verfügung zu stellen, was mit der oft kurzen Lebenszeit der radiomarkierten Verbindung und/oder der kurzen Halbwertszeit des verwendeten Radionuklids zusammenhängt. In solchen Fällen führt der Anwender die Markierungsreaktion mit dem Metall in dem klinischen Hospital oder Labor durch. Für diesen Zweck werden die verschiedenen Reaktionszutaten dann dem Anwender in Form eines sog. "Kits" angeboten. Es ist offensichtlich, dass die zur Durchführung der erwünschten Reaktion notwendigen Manipulationen so einfach wie möglich sein sollten, um es dem Anwender zu ermöglichen, aus dem Kit die radioaktiv markierte Zusammensetzung durch Verwendung der ihm zur Verfügung stehenden Einrichtungen herzustellen. Daher betrifft die Erfindung auch ein Kit zur Herstellung einer Markierungszusammensetzung, wobei die Markierungszusammensetzung eine Verbindung der Formel (I) als Markierungsmittel enthält.
Solch ein Kit zum Markieren eines biologisch aktiven Substrats gemäß der Erfindung enthält (i) ein Zinn-(II)-Ion enthaltendes Reduktionsmittel, (ii) ggf. ein Stabilisierungsmittel und/oder ein chelatbildendes Mittel, z. B. Pyrophosphat oder Glucoheptonat und (iii) ggf. einen oder mehrere inerte pharmazeutisch annehmbare Träger und/oder Formulierungsmittel und/oder Hilfsmittel, wie z. B. Laktose oder Inosit, wobei wenigstens eines der Bestandteile (i) bis (iii) in einem Behälter gelagert wird, der eine Atmosphäre mit einer genügenden Menge von Kohlenmonoxid enthält, oder die Bestandteile (i) bis (iii) sind unabhängig voneinander kombiniert, und (iv) Gebrauchsanweisungen mit einer Vorschrift zur Umsetzung der Bestandteile des Kits mit einem Metall der Gruppe Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re in Form von Permetallatlösung. Vorzugsweise enthält das Kit eine gefriergetrocknete Formulierung einschließlich Pyrophosphat oder Gluceptat, SnCl₂ und Laktose, wobei das Gemisch in einem Behälter verschlossen wird, der einen Kohlenmonoxid, insbesondere im wesentlichen reines Kohlenmonoxid, enthaltenden freien Raum besitzt. In anderen Ausführungsformen kann das Kit ein Metall (M) wie oben angegeben, umfassen. In weiteren Ausführungsformen kann das Kit einen Liganden (L_x) enthalten, der vorzugsweise ein mehrzähliger Aminopolycarboxylatligand ist.
Es ist das Verdienst der vorliegenden Erfindung, die einen leichten Weg zur Herstellung von fac-Metalltricarbonylverbindungen innerhalb eines Zeitrahmens offenbart, der vernünftig ist im Vergleich mit der Halbwertszeit der verwendeten radioaktiven Isotopen, und mit hohen Ausbeuten, dass ein Kit zur Markierung von biologisch aktiven Substraten mit den fac-Metalltricarbonylverbindungen hergestellt werden kann.
In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, ein bioaktives Substrat dem Kit zuzusetzen, so dass ein Kit für die Herstellung einer radiopharmazeutischen Zusammensetzung erhalten wird.
Alternativ wird die biologisch aktive Substanz nach Reaktion des Liganden mit der fac-Metalltricarbonylverbindung gebildet.
Solch ein Kit für die Herstellung einer diagnostischen und therapeutischen pharmazeutischen Zusammensetzung gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält (i) ein geeignetes Substrat, das mit einem Metall aus der Gruppe Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re markiert werden soll, (ii) ein Zinn-(II)-Ion enthaltendes Reduktionsmittel, (iii) ggf. ein Stabilisierungsmittel und/oder ein Chelatisierungsmittel, (iv) ggf. einen oder mehrere inerte pharmazeutisch annehmbare Träger und/oder Formulierungsmittel und/oder Hilfsmittel, wobei wenigstens eins der Ingredienzien (i) bis (iv) in einem Behälter mit einer Atmosphäre, die genügende Menge an Kohlenmonoxid enthält, gelagert wird, oder die Ingredienzien (i) bis (iv) werden unabhängig voneinander kombiniert, und (v) eine Gebrauchsanweisung mit einer Vorschrift für die Umsetzung der Ingredienzien des Kits mit dem Metall in Form einer Permetallatlösung.
Die Herstellung der diagnostischen und therapeutischen pharmazeutischen Zusammensetzung mit Hilfe des oben erwähnten Kits, das ein (biologisch aktives) Substrat enthält, kann in zwei alternativen Ausführungsformen stattfinden. Bei der ersten Ausführungsform wird die fac-Metalltricarbonylverbindung zuerst hergestellt und dann mit dem zu markierenden Substrat umgesetzt. In der zweiten Ausführungsform wird der Reaktionsschritt in Anwesenheit des zu markierenden Substrats ausgeführt, was direkt zu der markierten Verbindung führt.
Die Erfindung wird nun in Einzelheiten mit Bezug auf die folgenden spezifischen Beispiele beschrieben. Es werden im Stand der Technik wohlbekannte Standardtechniken oder unten speziell beschriebene Techniken angewendet.
Beispiel 1
Synthese von [Tc(CO)₃(OH₂)₃]⁺ unter Verwendung von SnCl2 und Pyrophosphat oder Gluceptat
Kits wurden zur Durchführung der synthetischen Reaktionen hergestellt. Die ersten Kits und Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1
Weitere Arbeiten wurden unter Verwendung der folgenden Formulierungen durchgeführt. Fünf Kits wurden mit verschiedenen Mengen von Zinn-(II)-Ionen und Pyrophosphatligand (potentieller Transferligand für das Chelat, das an bioaktive Verbindungen gebunden ist) formuliert. Die fünf Kits enthielten folgendes: Tabelle 2
Zu jedem gefriergetrockneten Kit wurde 1 ml ^99mTcO₄– in 0,9 %-iger NaCl zugegeben und das Fläschchen (Lösung) für 15 Minuten bei 100°C erhitzt. Der Markierungsgrad war sehr hoch (> 99 % des ^99mTcO₄– wurde umgesetzt, wobei weniger als 1 % TcO₄– zurückblieb, wobei etwa 80 % der Markierung in dem gewünschten Produkt erschien, der Rest in unerwünschten Produkten). Die Reaktionsprodukte wurden durch HPLC wie folgt untersucht: Säule: Vydac-218 TP54 C-18, 250 × 4,6 mm; Fließgeschwindigkeit: 1 ml/Min.; Mobile Phase A: 0,05 M Triethylaminphosphat (TEAP), pH: 2,25; Mobile Phase B: Methanol; Detektor: Beckman Model 170 Radiometric Detector. Ein Gradient mit linearem Vermischen wurde verwendet wie in Tabelle 3 gezeigt: Tabelle 3
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 4 und 5 wiedergegeben. Der 3'Peak ist eine Verunreinigung, die vor dem ^99mTc-Carbonyl eluiert. Die Werte in Tabellen 4 und 5 ergeben nicht 100 %, da andere Produkte einschließlich etwas ^99mTcO₂ ebenfalls anwesend waren. Tabelle 4
Tabelle 5

* Die Menge an Zinn, die nach Gefriertrocknung mit einer Methode, die nicht validiert wurde, gefunden wurde.

Nach anfänglicher Markierung (Reduktion von ^99mTcO₄– und Bildung des Tc(CO)₃(OH₂)₃ ⁺-Komplexes) wurde diese Verbindung dann mit einer Aminosäure (Histidin) umgesetzt, um die Markierung eines Chelats zu simulieren, der verwendet werden kann, um das Tc-99m an eine Abbildungsverbindung wie z. B. ein Peptid oder einen Antikörper oder ein anderes bioaktives Molekül anzubinden. Für diese Reaktion wurde jedes Kit mit 1,0 ml ^99mTcO₄– in Kochsalzlösung neu gebildet und wie beschrieben umgesetzt, dann wurden 0,2 ml des Kits mit 1 mg Histidin bei 75°C eine Stunde lang inkubiert. Qualitätskontrollen wurden durchgeführt bei der ganzen Herstellung und Histidinreaktion und der pH jeder Reaktion wurde am folgenden Morgen gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabellen 6 und 7 wiedergegeben. Tabelle 6
Tabelle 7
Jedoch wurde ein Gemisch beobachtet, was wahrscheinlich Tc-Carbonyl-Ligand-Produkte waren, wobei Ligand das Pyrophosphat- (oder Gluceptat-, wenn dies anstelle von Pyrophosphat verwendet worden war) Molekül war. Im Falle des Gemisches Tc-CO-Pyrophosphatkomplex erzeugte der Zusatz einer überschüssigen Menge an Histidin (3 mg) und Erwärmen für 30 Min. mehr als 80 % des [Tc(CO)₃(Histidin)]-Komplexes, wie durch HPLC-Analyse gezeigt wurde. Im Falle der Verwendung von Gluceptat anstelle von Pyrophosphat zur Erzielung eines Tc-CO-Gluceptatkomplexes erhöhte das Spülen der Lösung mit CO und erneutes Erhitzen während 15 Min. die Menge an [Tc(CO)₃(OH₂)₃]⁺. Formulierungsstudien mit den Pyrophosphatkits ohne Zusatz von CO ergaben solche Komplexe nicht.
Diese Studien zeigen, dass die [Tc(CO)₃(OH₂)₃]⁺-Komplexe in hohen Ausbeuten unter Verwendung von Zinn-(II)-Ion als Reduktionsmittel hergestellt werden können. Zusätzliche Transferliganden außer Pyrophosphat umfassen Phosphonate wie z. B. MDP, HEDP, HDP usw., und Liganden wie Tartrat, Gluceptat usw. und Carbonsäuren wie z. B. Gentisinsäure, Ascorbinsäure oder Oxalsäure usw. oder einfache Aminosäuren oder gemischte Säure-Aminoverbindungen wie z. B. Glycin oder Nikotinsäure oder auch Histidin.
LITERATURVERZEICHNIS

Alberto R, et al. (1994a). J. Nucl. Biol. Med. 38:388-90.
Alberto R, et al. (1994b). "Low CO pressure synthesis of (NEt)₂[MX₃(CO)₃] (M=Tc, Re) and its Substitution Behaviour in Water and Organic Solvents." Technetium in Chemistry and Nuclear Medicine, No 4, Cortina International, Milano.
U.S. Pat. Nr. 4,232,000, Fawzi, erteilt 4. Nov. 1980.
U.S. Pat. Nr. 4,233,284, Fawzi, erteilt 11. Nov. 1980.
WO 98/48848
WO 96/30054

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel fac-[M(CO)₃(OH₂)₃]⁺ (I)in der M Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist, wobei man ein Metall in Permetallatform mit Kohlenmonoxid und einem Reduktionsmittel umsetzt, wobei das Reduktionsmittel Zinn-(II)-Ionen enthält, unter der Bedingung, dass das Kohlenmonoxid keine festen Ausgangsstoffe von Kohlenmonoxid umfasst, die Bor enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter ein Stabilisierungsmittel enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsmittel ein Zinn-(II)-Ion bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsmittel ein Zinn-(II)-Salz ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsmittel aus der folgenden Gruppe gewählt ist: SnCl₂, SnCl₂·H₂O, SnF₂, SnBr₂, SnCl₂ 2H₂O, SnJ₂ und SnSO₄.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiterhin Laktose einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter Pyrophosphat oder Gluceptat umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel fac-[M(CO)₃L_x]ⁿ (II)worin M Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist; L_x i) drei einzählige Liganden ii) einen einzähligen Liganden und zwei zweizählige Liganden, oder iii) einen dreizähligen Liganden bedeuten; n ist eine Ladung des Liganden L_x, die mit einer +–Ladung erhöht ist; wobei man eine Verbindung der Formel (I), hergestellt nach Anspruch 1, mit dem Liganden L_x umsetzt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Reaktion mit dem Liganden L_x in Anwesenheit eines Halogenids oder eines halogenidähnlichen Salzes aus der Gruppe: Acetate und Sulfate stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei L_x ein Aminopolycarboxylat umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei L_x ein biologisch aktives Substrat aus der Gruppe bestehend aus: Aminosäuren, Peptiden, Proteinen, Zuckern, kleinen rezeptorbindenden Molekülen und Körperzellen ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren zwischen etwa 20°C und 150°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren bei 100°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Aminopolycarboxylat-Ligand aus der Gruppe aus Diethylentriamin-pentaessigsäure (DTPA), Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), 1,4,7,10-Tetraazacyclododekan-1,4-7,10-tetraessigsäure (DOTA), Iminodiessigsäure (IDA), Nitrilotriessigsäure (NTA) und Triazacyclononantriacetat ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Ligand einzählig oder dreizählig ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Ligand dreizählig ist.
Kit zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend eine lyophilisierte Formulierung einschließlich Zinn-(II)-Ionen, wobei die Zinn-(II)-Ionen in Form eines diskreten Moleküls, das das Zinn-(II)-Ion plus ein Anion enthält, vorliegt, wobei das Gemisch in einem Behälter mit einem freien Raum, der Kohlenmonoxid enthält, verschlossen ist.
Kit nach Anspruch 17, wobei der freie Raum im Wesentlichen reines Kohlenmonoxid ist.
Kit nach Anspruch 17, wobei das Reduktionsmittel ein Zinn-(II)-Ion bildet.
Kit nach Anspruch 17, wobei das Reduktionsmittel ein Zinn-(II)-Salz ist.
Kit nach Anspruch 17, wobei das Reduktionsmittel aus der Gruppe bestehend aus SnCl₂, SnCl₂·H₂O, SnF₂, SnBr₂, SnCl₂·2H₂O, SnJ₂ und SnSO₄ ausgewählt ist.
Kit nach Anspruch 17, wobei das Reduktionsmittel SnCl₂ ist.
Kit nach Anspruch 17, wobei die Formulierung weiter Laktose enthält.
Kit nach Anspruch 17, wobei die Formulierung weiter Pyrophosphat oder Gluceptat enthält.
Kit nach Anspruch 17, weiterhin enthaltend ein Metall, das Mn, ^99mTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist.
Kit zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 8, enthaltend eine lyophilisierte Formulierung, die Zinn-(II)-Ion enthält, wobei das Zinn-(II)-Ion in Form eines gesonderten Moleküls vorliegen kann, das das Zinn-(II)-Ion plus ein Anion enthält, und ein Metall M, das Mn, ⁹⁹ⁿTc, ¹⁸⁶Re oder ¹⁸⁸Re ist.
Kit nach Anspruch 26, wobei das Reduktionsmittel SnCl₂ ist.
Kit nach Anspruch 26, wobei die Formulierung weiter Laktose enthält.
Kit nach Anspruch 26, wobei die Formulierung weiter Pyrophosphat oder Gluceptat enthält.
Kit nach Anspruch 26, weiterhin enthaltend einen Liganden L_x, der ein mehrzähliger Aminopolycarboxylat-Ligand ist.
Kit nach Anspruch 30, wobei L_x ein einzähliger oder dreizähliger Ligand ist.