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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Stoffzusammensetzungen, bei denen es sich um Reagentien zur Herstellung
von Radiopharmazeutika handelt, Verfahren zur Herstellung von Radiopharmazeutika
unter Anwendung dieser Reagentien, die so hergestellten Radiopharmazeutika
und Verfahren zur Anwendung solcher Radiopharmazeutika. Die Erfindung
betrifft insbesondere Reagentien, bei denen es sich um einen ein
Monoamin, ein Diamid und ein Thiol (MADAT) enthaltenden Metallchelatbildner
handelt, sowie Konjugate zwischen den metallchelatbildenden Gruppen
und einer Anzahl verschiedener spezifisch bindender Einheiten. Weiterhin werden
gemäß einem
Aspekt der Erfindung radiodiagnostische Reagentien bereitgestellt,
die die Metallchelatbildner konjugiert mit spezifisch bindenden
Einheiten und radioaktiv markiert mit Gammastrahlung emittierenden
Radioisotopen enthalten. Gemäß einem
anderen Aspekt werden radiotherapeutische Mittel bereitgestellt, die
die Metallchelatbildner konjugiert mit spezifisch bindenden Einheiten
und radioaktiv markiert mit zytotoxischen Radioisotopen enthalten.
Es werden Kits bereitgestellt, die die erfindungsgemäßen Radiopharmazeutika
und Adjuvantien zur Herstellung der erfindungsgemäßen radiodiagnostischen
und radiotherapeutischen Mittel enthalten. Radiodiagnostische und
radiotherapeutische Verfahren zur Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel
werden ebenfalls bereitgestellt.
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2. Stand der
Technik
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Für
den Arzt ist es klinisch häufig
vorteilhaft, wenn er dazu in der Lage ist, die Stelle von pathologischen Zuständen in
einem Patienten mit nicht-invasiven Mitteln zu lokalisieren. Zu
diesen pathologischen Zuständen
gehören
Erkrankungen der Lungen, des Herzens, der Leber, der Nieren, der
Knochen und des Hirns, sowie Krebs, Thrombose, Lungenembolie, Infektionen,
Entzündungen
und Atherosklerose.
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Auf dem Gebiet der Nuklearmedizin
lassen sich gewisse pathologische Zustände lokalisieren, bzw. läßt sich
ihr Ausmaß abschätzen, indem
man die Verteilung kleiner Mengen von intern verabreichten, radioaktiv
markierten Tracern (den Radiotracern bzw. Radiopharmazeutika) nachweist.
Die zum Nachweis dieser Radiopharmazeutika angewandten Methoden
sind allgemein als Abbildungsverfahren bzw. Radio-Imaging bekannt.
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Beim Radio-Imaging handelt es sich
bei dem radioaktiven Marker um ein Radionuklid, das Gammastrahlung
abgibt, und der Radiotracer wird mittels einer Kamera, die auf Gammastrahlung
anspricht, lokalisiert (dieses Verfahren wird häufig als Gammaszintigraphie
bezeichnet). Die abgebildete Stelle ist detektierbar, da als Radiotracer
entweder eine Substanz gewählt
wird, die sich an einem Krankheitsherd anreichert oder, alternativ
dazu, eine Substanz gewählt
wird, die sich spezifisch nicht an solchen Krankheitsherden anreichert.
In vielen Situationen ist es von besonderem Vorteil, radioaktiv
markierte, spezifisch bindende Verbindungen wie z. B. ein Radiopharmakon,
das sich in vivo spezifisch an der pathologischen Stelle anreichert,
einzusetzen.
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Zum Radio-Imaging eignen sich verschiedene
Radionuklide einschließlich 67Ga, 99mTc (Tc-99m), 111In, 123I, 125I und 169Yb. Für optimales
Radio-Imaging bei Menschen müssen
jedoch eine Anzahl von Faktoren in Betracht gezogen werden. Um die
Nachweiseffizienz zu maximieren, werden Radionuklide bevorzugt,
die Gammaenergie im Bereich von 100 bis 200 keV abgeben. Um die
vom Patienten absorbierte Strahlungsdosis möglichst gering zu halten, sollte
das Radioisotop keine alpha- oder beta-Teilchenstrahlung abgeben und die physikalische
Halowertszeit des Radionuklids so kurz sein, wie es das Abbildungsverfahren
erlaubt. Damit Untersuchungen an jedem beliebigen Tag und zu jeder
beliebigen Tageszeit durchgeführt
werden können,
ist es vorteilhaft, in der Klinik stets eine Radionuklidquelle zur
Verfügung
zu haben.
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Tc-99m ist das für die szintigraphische Bilddarstellung
bevorzugte Radionuklid, da es keine signifikanten Teilchenstrahlenemissionen
aufweist und Gammastrahlung von. etwa 140 keV abgibt, eine physikalische Halbwertszeit
von 6 Stunden hat und mit einem Molybdän-99/Technetium-99m-Generator bequem vor
Ort verfügbar
ist.
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Andere im Stand der Technik verwendete
Radionuklide sind weniger vorteilhaft als Tc-99m. Dies kann daran
liegen, daß die
physikalische Halbwertszeit dieser Radionuklide länger sind,
was dazu führt,
daß der
Patient eine größere Menge
der Strahlungsdosis absorbiert (z. B. Indium-111). In anderen Fällen sind
die Gamma-Strahlungsenergien solcher alternativen Radionuklide beträchtlich
geringer (z. B. Iod-125) oder höher
(z. B. Iod-131) als Tc-99m und daher für eine qualitativ hochwertige
szintigraphische Bilddarstellung ungeeignet. Schließlich können viele
nachteilige Radionuklide nicht mit einem vor Ort befindlichen Generator
erzeugt werden.
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Bei Tc-99m handelt es sich um ein Übergangsmetall,
das vorteilhaft durch einen Metallchelatbildner oder eine metallchelatbildende
Einheit chelatisiert wird. Chelatbildende Einheiten, die dazu in
der Lage sind, Tc-99m zu binden, können mit verschiedenen spezifisch
bindenden Molekülen
kovalent verbunden werden, wodurch es möglich ist, solche spezifisch
bindenden Moleküle
radioaktiv zu markieren. Der Grund hierfür ist, daß die am häufigsten vorkommende chemische
Tc-99m-Spezies, Pertechnetat (TcO4
–),
mit den meisten spezifisch bindenden Molekülen keine direkte Bindung eingehen
kann, die fest genug wäre,
um in einem Radiopharmakon von Nutzen zu sein. Eine Komplexierung
von Tc-99m mit solchen radioaktive Marker chelatbildenden Einheiten
umfaßt
typischerweise eine chemische Reduktion des Pertechnetats mit einem
Reduktionsmittel wie Zinn(II)-chlorid.
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Die Verwendung von Chelatbildnern
zur Komplexierung von Tc-99m ist im Stand der Technik bekannt.
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Im US-Patent Nr. 4 434 151 beschreiben
Byrne et al. N2S2-homocysteinhaltige
Chelatbildner für Tc-99m.
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Im US-Patent Nr. 4 444 690 beschreibt
Fritzberg eine Reihe von auf 2,3-Bis(mercaptoacetamido)propanoat
basierenden Bisamidbisthiol-Technetium-Chelatbildnern.
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Im US-Patent Nr. 4 571 430 beschreiben
Byrne et al. N2S2-homocysteinhaltige
Chelatbildner für Tc-99m.
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Im US-Patent Nr. 4 575 556 beschreiben
Byrne et al. N2S2-homocysteinhaltige
Chelatbildner für Tc-99m.
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Im US-Patent Nr. 4 925 650 beschreiben
Nosco et al. Tc-99m-chelatisierende
Komplexe.
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In der europäischen Patentanmeldung mit
der Publikationsnr. 483 704 A1 offenbaren Kondo et al. ein Verfahren
zur Herstellung eines Tc-99m-Komplexes mit einer Mercapto-Gly-Gly-Gly-Einheit.
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
84109831.2 werden Bisamidobisthiol-Tc-99m-Liganden und deren Salze
als Mittel zur Kontrolle der Nierenfunktion beschrieben.
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
85104959.3, 1985, beschreiben Burns et al. Bisamidobisthiol-Verbindungen zur
Herstellung von mit Tc-99m markierten Mitteln zur Abbildung des
Hirns.
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
86100360.6 werden Dithiol-, Diamino- oder Diaminocarbonsäuren- oder Aminkomplexe
zur Herstellung von mit Tc-99m markierten Mitteln zur Bilddarstellung
beschrieben.
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
86105920.2, 1986, beschreiben Kung et al. Bisaminobisthiol-Verbindungen zur
Herstellung kleiner, neutraler Mittel zur bildlichen Darstellung
des Hirns mit Tc-99m.
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
88102252.9, 1988, beschreiben Bergstein et al. Bisaminobisthiol-Verbindungen zur
Herstellung kleiner, neutraler Mittel zum Imaging mit Tc-99m.
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In der internationalen Patentanmeldung
mit der Publikationsnr. WO89/12625 werden bifunktionelle chelatbildende
Komplexe von Bisamidobisthiol-Liganden und deren Salze zur Verwendung
als Mittel zur Überprüfung der
Nierenfunktion beschrieben.
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In Inorg. Chem. 20: 1629–1632, 1981,
offenbaren Davison et al. Oxotechnetium-Chelatkomplexe.
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In J. Nucl. Med. 23: 592–598, 1982,
offenbaren Fritzberg et al. ein Tc-99m-chelatisierendes Mittel,
das auf N,N'-Bis(mercaptoacetyl)-2,3-diaminopropanoat
basiert.
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In J. Nucl. Med. 24: P126, 1983,
beschreiben Byrne et al. Homocystein enthaltende Tc-99m-Chelatbildner.
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In Inorg. Chem. 27: 2154–2161, 1988,
beschreiben Bryson et al. neutrale Technetium-99-Komplexe, die in
Gegenwart eines Überschusses
an Ligand instabil sind.
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In Tet. Lett. 30: 1885–1888, 1989,
beschreiben Misra et al. Bisaminbisthiolverbindungen für die radioaktive
Markierung.
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In Inorg. Chem. 29: 2948–2951, 1990,
beschreiben Bryson et al. Chelatbildner, die zwei Amidgruppen, eine
Thiolgruppe und eine substituierte Pyridingruppe enthalten und die
neutrale Tc-99m-Komplexe bilden.
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In J. Nucl. Med. 31: 885 (Abst.),
1990, beschreiben Taylor et al. einen neutralen Tc-99m-Komplex für Hirnaufnahmen.
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Mit Radioisotopen markierte spezifisch
bindende Moleküle
sind als Radiopharmazeutika sowohl für diagnostische als auch für therapeutische
Zwecke eingesetzt worden. Es wurden eine Reihe von Methoden zum Markieren
von spezifisch bindenden Molekülen
mit Radioisotopen entwickelt. Besonders wichtig sind die Isotope
von Technetium für
die szintigraphische Bilddarstellung und von Rhenium und Zinn für therapeutische Zwecke.
In dieser Hinsicht gibt es viele Beispiele von chelatbildenden Gruppen,
die für
die Markierung von spezifisch bindenden Molekülen entwickelt wurden.
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Im US-Patent Nr. 4 668 503 beschreibt
Hnatowich das radioaktive Markieren von Proteinen mit Tc-99m.
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Im US-Patent Nr. 4 732 684 beschreibt
Tolman das Konjugieren von spezifisch bindenden Molekülen mit
Fragmenten des metallbindenden Proteins Metallothionein.
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Im US-Patent Nr. 4 832 940 lehren
Ege et al. radioaktiv markierte Peptide zur Abbildung von lokalisierten
T-Lymphozyten.
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Im US-Patent Nr. 4 861 869 beschreiben
Nicolotti et al. bifunktionelle Kupplungsmittel, die sich zur Bildung
von Konjugaten mit biologischen Molekülen wie Antikörpern eignen.
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Im US-Patent Nr. 4 965 392 beschreiben
Fritzberg et al. verschiedene S-geschützte, auf Mercaptoacetylglycylglycinen
basierende Chelatbildner zur Markierung von Proteinen.
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Im US-Patent Nr. 4 986 979 offenbaren
Morgan et al. Methoden zur Abbildung von Entzündungsherden.
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Im US-Patent Nr. 5 091 514 beschreiben
Fritzberg et al. verschiedene S-geschützte, auf Mercaptoacetylglycylglycinen
basierende Chelatbildner zur Markierung von Proteinen.
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Im US-Patent Nr. 5 112 953 offenbaren
Gustavson et al. Tc-99m-chelatisierende Mittel zur radioaktiven Markierung
von Proteinen.
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Im US-Patent Nr. 5 175 257 beschreiben
Kasina et al. verschiedene Kombinationen von spezifisch bindenden
Molekülen
und Tc-99m-chelatisierenden Gruppen.
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Im US-Patent Nr. 5 180 816 offenbaren
Dean et al. Verfahren zur radioaktiven Markierung eines Proteins
mit Tc-99m über
einen bifunktionellen Chelatbildner.
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Im US-Patent Nr. 5 248 764 beschreiben
Flanagan et al. Konjugate von einer radioaktiv markierten chelatbildenden
Einheit und Peptiden, die sich vom atrialen natriuretischen Faktor
ableiten.
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In der europäischen Patentanmeldung 87300426.1
offenbaren Reno und Bottino die radioaktive Markierung von Antikörpern mit
Tc-99m.
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In der internationalen Patentanmeldung
Nr. PCT/US88/02276, 1988, offenbaren Ranby et al. ein Verfahren
zum Nachweis von Fibrinablagerungen in Tieren, bei dem man eine
radioaktiv markierte Verbindung kovalent an Fibrin bindet.
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In der internationalen Patentanmeldung
mit der Publikationsnr. WO89/12625 lehren Dean et al. bifunktionelle
Kupplungsmittel für
das Markieren von Proteinen mit Tc-99m.
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In der internationalen Patentanmeldung
mit der Publikationsnr. WO 90/06323 offenbaren Schoemaker et al.
chimäre
Proteine, die eine metallbindende Region enthalten.
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In der internationalen Patentanmeldung
mit der Publikationsnr. WO90/10463 offenbaren Morgan et al. Methoden
zur Abbildung von Entzündungsherden..
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
90306428.5 offenbaren Flanagan et al. die Markierung von synthetischen
Peptidfragmenten mit Tc-99m mittels eines Satzes organischer chelatbildender
Moleküle.
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In der internationalen Patentanmeldung
mit der Publikationsnr. WO91/09876 offenbaren Gustavson et al. Tc-99m-chelatisierende
Mittel zur radioaktiven Markierung von Proteinen.
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In der internationalen Patentanmeldung
Nr. PCT/US91/03116, 1991, offenbaren Rodwell et al. Konjugate von „molekularen
Erkennungseinheiten" mit „Effektordomänen".
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In der internationalen Patentanmeldung
Nr. PCT/US92/04559 offenbart Cox radioaktiv markierte Somatostatinderivate,
die zwei Cysteinreste enthalten.
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In der internationalen Patentanmeldung
mit der Publikationsnr. WO93/12819 lehren Rhodes et al. Peptide,
die metallionenbindende Domänen
enthalten.
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In der internationalen Patentanmeldung
mit der Publikationsnr. WO93/15770 offenbaren Lyle et al. Tc-99m-Chelatbildner
und mit Tc-99m markierte Peptide.
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In der internationalen Patentanmeldung
mit der Publikationsnr. WO93/21151 offenbaren Coughlin et al. bifunktionelle
Chelatbildner mit Thioharnstoffgruppen zur radioaktiven Markierung
von spezifisch bindenden Molekülen.
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In 37th Annual Meeting of the Society
of Nuclear Medicine, Abstract Nr. 209, 1990, beanspruchen Knight
et al. die Abbildung von Thromben mit mit Tc-99m markierten Peptiden.
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In J. Nucl. Med. 34: 1964–1974, 1993,
beschreiben Babich et al. mit Tc-99m markierte Peptide, die Hydrazinonicotinamidderivate
umfassen.
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Zu den gut untersuchten Mitgliedern
der Klasse von für
die radioaktive Markierung von spezifisch bindenden Molekülen verwendeten
chelatbildenden Gruppen zählen
Diamiddithiole (DADS), die auch als N2S2-Chelatbildner bekannt sind, und Mercaptoacetyltriglycine
(MAG3), die auch als N3S-Chelatbildner
bekannt sind. Beide dieser Arten von chelatbildenden Gruppen bilden
stabile Chelatoren mit Technetium, und es wurden Methoden entwickelt,
mit denen sich diese Chelatbildner mit spezifisch bindenden Molekülen verknüpfen lassen.
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Im US-Patent Nr. 4 434 151 beschreiben
Byrne et al. N2S2-Homocystein
enthaltende Chelatbildner für Tc-99m.
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Im US-Patent Nr. 4 444 690 beschreibt
Fritzberg eine Reihe von Technetium chelatisierenden Bisamid bisthiolat-Mittel
auf Basis von 2,3-Bis(mercaptoacetamido)propanoat.
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Im US-Patent Nr. 4 571 430 beschreiben
Byrne et al. N2S2-Homocystein
enthaltende Chelatbildner für Tc-99m.
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Im US-Patent Nr. 4 575 556 beschreiben
Byrne et al. N2S2-Homocystein
enthaltende Chelatbildner für Tc-99m.
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Im US-Patent Nr. 4 925 650 beschreiben
Nosco et al. Tc-99m-chelatisierende
Komplexe.
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In der europäischen Patentanmeldung mit
der Publikationsnr. 483704A1 offenbaren Kondo et al. ein Verfahren
zur Herstellung eines Tc-99m-Komplexes mit einer Mercapto-Gly-Gly-Gly-Einheit.
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
84109831.2 werden Bisamidobisthiol-Tc-99m-Liganden und deren Salze
als Mittel zur Überprüfung der
Nierenfunktion beschrieben.
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
853042255.4 offenbart Fritzberg, N/S-Komplexe von Technetium.
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In der europäischen Patentanmeldung Nr.
88104755.9 offenbaren Fritzberg et al. N/S-Chelatbildner.
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In Inorg. Chem. 20: 1629–1632, 1981,
offenbaren Davison et al. Oxotechnetium-Chelatkomplexe.
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In J. Nucl. Med. 23: 592–598, 1982,
offenbaren Fritzberg et al. einen Technetium-Chelatbildner auf Basis
von N,N'-Bis(mercaptoacetyl)-2,3-diaminopropanoat.
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In J. Nucl. Med. 24: P126, 1983,
beschreiben Byrne et al. Homocystein enthaltende Chelatbildner vom N2S2-Typ für Tc-99m.
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Im allgemeinen ist es bei diesen
Methoden erforderlich, daß das
Chelat kurzfristig (15 min) in Lösung auf
100°C erhitzt
wird, damit sich ein stabiles Chelat bildet (siehe beispielsweise
Fritzberg et al., 1986, europäische
Patentanmeldung Nr. 853042255.4). Da viele spezifisch bindende Moleküle wie Peptide
und Kohlenhydrate sich beim Erhitzen als labil erweisen und Abbauprodukte
und unwirksame Nebenprodukte liefern, besteht ein Bedarf an Markierungsverfahren,
die unter milderen Bedingungen (beispielsweise Raumtemperatur) durchgeführt werden,
die diese herkömmlichen
harschen Markierungsbedingungen vermeiden und die sich im Krankenhaus
vor der Verabreichung an den Patienten kurzfristig durchführen lassen.
Eine rasche Markierung im klinischen Umfeld ist besonders wichtig,
da bei vielen Patienten aufgrund der akuten Art ihrer Leiden diagnostische
Informationen schnell benötigt
werden.
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Eine andere Klasse chelatbildender
Verbindungen, die für
die Markierung von spezifisch bindenden Molekülen entwickelt wurden, sind
die Bisaminbisthiole (die als BATs bezeichnet werden).
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In den US-Patenten Nr. 5 196 515
und 5 095 111 offenbaren Baidoo et al. Bisaminbisthiolkomplexe.
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In der europäischen Anmeldung 86105920.2
offenbaren Kung et al. Bisaminbisthiolliganden und deren Technetium-99m-Komplexe.
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In Tet. Lett. 30: 1885–1888, 1989,
beschreiben Misra et al. Bisaminbisthiolverbindungen für die radioaktive
Markierung.
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In Bioconjugate Chem. 1: 132–137, 1990,
beschreiben Baidoo et al. ein Verfahren zur Markierung von Biomolekülen mit
einem Bisaminbisthiol.
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Diese Verbindungen sind von Nutzen,
wenn man sie mit spezifisch bindenden Molekülen verknüpft, da man sie bei Raumtemperatur
mit Technetium markieren kann. Bei solch milden Markierungsbedingungen
werden chemisch empfindliche spezifisch bindende Moleküle einem
Minimum an chemischem Streß ausgesetzt, was
zu weniger Abbau und chemisch reineren radioaktiv markierten spezifisch
bindenden Verbindungen führt. BAT-Chelate
haben jedoch auch mehrere Nachteile. Ein Nachteil von BAT-Chelatbildnern ist,
daß diesen
Chelaten eine hohe Lipophilizität
eigen ist. Aufgrund dieser Eigenschaft ist es möglich, daß diese Verbindungen in übermäßigem Maße in peripherem
Blut zurückgehalten
werden, was eine effiziente Szintigraphie beeinträchtigt,
da das Mittel zur Bilddarstellung aus dem peripheren Blut entfernt
werden muß,
um die Hintergrundradioaktivität
herabzusenken, bevor sich ein brauchbares diagnostisches Bild erhalten
läßt. Dieser
Nachteil allein könnte
so schwerwiegend sein, daß dadurch
entschieden wird, ob es sich bei einem einen BAT-Chelatbildner enthaltenden
Mittel zur szintigraphischen Bilddarstellung um ein kommerziell
realisierbares Produkt handelt.
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Ein anderer Nachteil von BAT-Chelatbildnern
ist, daß es
schwierig ist, die Chemie zur kovalenten Verknüpfung solcher Chelate mit den
spezifisch bindenden Molekülen
zu entwickeln. Obwohl sich eine erfolgreiche kovalente Anbindung
von BAT-Chelatbildnern an spezifisch bindende Moleküle erzielen
ließ,
hat dies auch typischerweise die Herstellung von teuren Zwischenprodukten
zur Folge gehabt und sich letztendlich als ein teurer Weg zur Herstellung
der radiopharmazeutischen Endprodukte erwiesen.
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Die Verwendung von Chelatbildnern
zur radioaktiven Markierung von Peptiden und Verfahren zur Markierung
von Peptiden mit Tc-99m sind im Stand der Technik bekannt und in
den ebenfalls anhängigen
US-Patentanmeldungen
mit den Seriennummern 07/653 012, 07/807 062, 07/871 282, 07/886
752, 07/893 981, 07/955 466, 08/019 864, 08/073 577, 08/210 822,
08/236 402 und 08/241 625 offenbart, und radioaktiv markierte Peptide
zur Verwendung als Mittel zur szintigraphischen Bilddarstellung
zur Abbildung von Thromben sind im Stand der Technik bekannt und
in den ebenfalls anhängigen
US-Patentanmeldungen mit den Seriennummern 07/886 752, 07/893 981
und 08/044 825 und den internationalen Patentanmeldungen mit den
Seriennummern PCT/US92/00757, PCT/US92/10716, PCT/US93/02320, PCT/US93/03687,
PCT/US93/04794, PCT/US93/05372, PCT/US93/06029, PCT/US93/09387,
PCT/US94/01894, PCT/US94/03878 und PCT/US94/05895 offenbart, auf
die hiermit jeweils durch Verweis Bezug genommen wird.
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Es besteht ein Bedarf an Radiopharmazeutika
für diagostische
und therapeutische Zwecke, die sich leicht und unter milden chemischen
Bedingungen radioaktiv markieren lassen, wodurch ein chemischer
und physikalischer Abbau von labilen spezifisch bindenden biologischen
Molekülen
vermieden wird. Es besteht immer noch ein Bedarf an kostengünstigen
chelatbildenden Gruppen, die leicht zu synthetisieren sind, die
nur mäßig lipophil
sind und die sich bei Raumtemperatur an ein spezifisch bindendes
Molekül
anbinden und anschließend
mit Tc-99m markieren lassen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt
Reagentien bereit, die für
die Herstellung von diagnostischen und therapeutischen radiopharmazeutischen
Mitteln geeignet sind. Die Erfindung stellt insbesondere Reagentien
bereit, bei denen es sich um ein Monoamin, ein Diamid und ein Thiol
(MADAT) enthaltende Metallchelatbildner handelt. Die Erfindung stellt
weiterhin ein Monoamid, ein Bisamid und ein Monothiol enthaltende
Chelatbildner und Komplexe solcher Metallchelatbildner mit Technetium-99m-,
Rhenium-186-, Rhenium-188-, Zinn-177m-, Kupfer-64- und Kupfer-67-Isotopen
bereit. Konjugate zwischen den metallchelatbildenden Gruppen und
einer Anzahl verschiedener spezifisch bindender Einheiten werden
ebenfalls bereitgestellt. Solche Konjugate bestehen aus einer erfindungsgemäßen metallchelatbildenden
Gruppe, die kovalent an ein spezifisch bindendes Molekül gebunden
ist. Zu diesen radioaktiv markierten Konjugaten gehören die
durch die Erfindung bereitgestellten radiodiagnostischen und radiotherapeutischen
Mittel.
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Die Erfindung stellt radiopharmazeutische
Mittel und Reagentien zur Herstellung solcher Radiopharmazeutika
bereit, die eine spezifisch bindende Einheit enthalten, die kovalent
an einen Metallchelatbildner gebunden ist, wobei der Metallchelatbildner
aus folgenden Gruppen ausgewählt
ist:
- (i) einer Gruppe der Formel:
- (ii) einer Gruppe der Formel:
wobei n, m und
p jeweils für
ganze Zahlen stehen, die unabhängig
voneinander 0 oder 1 sind; die Reste R' jeweils unabhängig voneinander für H, niederes
Alkyl, C2-C4-Hydroxyalkyl
oder C2-C4-Alkoxyalkyl
stehen; die Reste R jeweils unabhängig voneinander für H oder
R'' stehen, wobei R'' für
gegebenenfalls substituiertes niederes Alkyl oder Phenyl steht,
das keine Thiolgruppe enthält,
und einer der Reste R oder R' für L steht,
wobei L für
eine bivalente Verbindungsgruppe steht, die den Metallchelatbildner
mit der spezifisch bindenden Einheit verbindet, und wobei, wenn
ein Rest R' für L steht,
NR'2 für ein Amin
steht.
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In bevorzugten Ausführungsformen
steht L für
eine geradkettige, verzweigte oder cyclische C1-C6-Alkylgruppe,
einen Carbonsäureester,
ein Carbonsäureamid,
ein Sulfonsäureamid,
einen Ether, einen Thioether, ein Amin, ein Alken, ein Alkin, einen
1,2-, 1,3- oder 1,4-gebundenen, gegebenenfalls substituierten Benzolring, oder
eine Aminosäure
oder ein Peptid mit 2 bis etwa 10 Aminosäuren, oder Kombinationen davon.
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In bevorzugten Ausführungsformen
steht R'' für eine geradkettige,
verzweigte oder cyclische C1-C6-Alkylgruppe; eine
CqOCr-, -CqNHCr- oder -CqSCr-Gruppe, wobei
q und r für
ganze Zahlen stehen, die unabhängig voneinander
1 bis 5 sind, wobei die Summe q + r nicht größer als 6 ist; (C1-C6)-Alkyl-X, wobei X für eine Hydroxylgruppe, ein
substituiertes Amin, ein Guanidin, ein Amidin, eine substituierte
Thiolgruppe oder eine Carbonsäure-,
Ester-, Phosphat- oder Sulfatgruppe steht; eine Phenylgruppe oder
eine durch eine Halogen-, Hydroxyl-, substituierte Amin-, Guanidin-,
Amidin-, substituierte Thiol-, Ether-, Phosphat- oder Sulfatgruppe
substituierte Phenylgruppe; eine Indolgruppe; eine heterocyclische
C1-C6-Gruppe mit
1 bis 3 Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatomen oder Kombinationen
davon.
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Zu den bevorzugten erfindungsgemäßen Metallchelatbildnern
zählen
Chelatbildner der Formel:
wobei R
1 und
R
2 jeweils unabhängig voneinander für H, niederes
Alkyl, C
2-C
4-Hydroxyalkyl
oder C
2-C
4-Alkoxyalkyl
stehen; R
3, R
4,
R
5 und R
6 unabhängig voneinander
für H,
gegebenenfalls substituiertes niederes Alkyl oder Phenyl, das keine
Thiolgruppe enthält,
stehen; R
7 und R
8 jeweils
unabhängig
voneinander für
H, niederes Alkyl, niederes Hydroxyalkyl oder niederes Alkoxyalkyl
stehen; L für
eine bivalente Verbindungsgruppe steht und Z für eine spezifisch bindende
Einheit steht.
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Zu den weiterhin bevorzugten erfindungsgemäßen Metallchelatbildnern
gehören
die Chelatbildner der Formel:
wobei R
1 und
R
2 jeweils unabhängig voneinander für H, niederes
Alkyl, C
2-C
4-Hydroxyalkyl
oder C
2-C
4-Alkoxyalkyl
stehen; R
3, R
4,
R
5 und R
6 unabhängig voneinander
für H,
gegebenenfalls substituiertes niederes Alkyl oder Phenyl, das keine
Thiolgruppe enthält,
stehen, und einer der Reste R
3, R
4, R
5 oder R
6 für Z-L-HN(CH
2)
n-steht, wobei L für eine bivalente
Verbindungsgruppe steht, Z für
eine spezifisch bindende Einheit steht und n für eine ganze Zahl von 1 bis
6 steht; R
7 und R
8 jeweils
unabhängig
voneinander für
H, niederes Alkyl, niederes Hydroxyalkyl oder niederes Alkoxyalkyl
stehen; und X für
eine Aminogruppe, eine substituierte Aminogruppe oder -NR
1-Y steht, wobei Y für eine Aminosäure, ein
Aminosäureamid
oder ein Peptid mit 2 bis 10 Aminosäuren steht.
-
Zu den besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Metallchelatbildnern
gehören
die Chelatbildner der Formel:
wobei R
1 und
R
2 jeweils unabhängig voneinander für H, niederes
Alkyl, niederes Hydroxyalkyl oder niederes Alkenylalkyl stehen;
R
3 und R
4 unabhängig voneinander
für H,
gegebenenfalls substituiertes niederes Alkyl oder Phenyl, das keine
Thiolgruppe enthält,
stehen; n für
eine ganze Zahl von 1 bis 6 steht; L für eine bivalente Verbindungsgruppe
steht und Z für
eine spezifisch bindende Einheit steht.
-
Zu den weiterhin besonders bevorzugten
Metallchelatbildnern gehören
die Chelatbildner der Formel:
wobei L für eine bivalente Verbindungsgruppe
steht und Z für
eine spezifisch bindenden Einheit steht.
-
Zu den ganz besonders bevorzugten
erfindungsgemäßen Metallchelatbildnern
gehören
die Chelatbildner mit den folgenden Formeln:
(Aminosäure)1-(Aminosäure)2-Cystein-,
(Aminosäure)1-(Aminosäure)2-Isocystein-,
(Aminosäure)1-(Aminosäure)2-Homocystein-,
(Aminosäure)1-(Aminosäure)2-Penicillamin-,
(Aminosäure)1-(Aminosäure)2-2-Mercaptoethylamin-,
(Aminosäure)1-(Aminosäure)2-2-Mercaptopropylamin-,
(Aminosäure)1-(Aminosäure)2-2-Mercapto-2-methylpropylamin-,
(Aminosäure)1-(Aminosäure)2-3-Mercaptopropylamin-,
wobei (Aminosäure) für eine primäre α- oder β-Aminosäure steht,
die keine Thiolgruppe enthält,
und wobei der Chelatbildner über
eine kovalente Bindung entweder mit einer spezifisch bindenden Einheit
oder einer Verbindungsgruppe mit dem Carboxylterminus des Chelatbildners
oder einer Seitenkette einer der Aminosäuregruppen verbunden ist.
-
Zu den ganz besonders bevorzugten
Chelatbildnern zählen
auch die Chelatbildner der obigen Formel, in denen (Aminosäure)1 für
eine α,ω- oder β,ω-Aminosäure steht,
wobei es sich bei der α-
oder β-Aminogruppe um
ein freies Amin handelt und die α,ω- oder β,ω-Aminosäure kovalent über die ω-Aminogruppe
gebunden ist.
-
Andere ganz besonders bevorzugte
Metallchelatbildner schließen
jene ein, die aus der aus den folgenden Verbindungen bestehenden
Gruppe ausgewählt
sind:
-Cystein-(Aminosäure)-(α,β- oder β,γ-Diaminosäure);
-Isocystein-(Aminosäure)-(α,β- oder β,γ-Diaminosäure);
-Homocystein-(Aminosäure)-(α,β- oder β,γ-Diaminosäure);
-Penicillamin-(Aminosäure)-(α,β- oder β,γ-Diaminosäure);
2-Mercaptoessigsäure-(Aminosäure)-(α,β- oder β,γ-Diaminosäure);
2-
oder 3-Mercaptopropionsäure-(Aminosäure)-(α,β- oder β,γ-Diaminosäure);
2-Mercapto-2-methylpropionsäure-(Aminosäure)-(α,β- oder β,γ-Diaminosäure);
wobei
(Aminosäure)
für eine
primäre α- oder β-Aminosäure steht,
die keine Thiolgruppe enthält,
und wobei der Chelatbildner über
eine kovalente Bindung entweder mit einer spezifisch bindenden Einheit
oder einer Verbindungsgruppe mit dem Aminoterminus des Chelatbildners
oder einer Seitenkette einer der Aminosäuregruppen verbunden ist.
-
Die insbesondere bevorzugten Metallchelatbildner
sind aus der aus Gly-Gly-Cys-, Arg-Gly-Cys,-(ε-Lys)-Gly-Cys-,-(δ-Orn)-Gly-Cys-,-(γ-Dab)-Gly-Cys-
und -(β-Dap)-Gly-Cys- bestehenden Gruppe
ausgewählt
(Es versteht sich, daß in
diesen Formeln folgendes gilt: ε-Lys
steht für
einen Lysinrest, bei dem die ε-Aminogruppe
anstelle der üblichen α-Aminogruppe
unter Ausbildung einer Peptidbindung kovalent an die Carboxylgruppe
der benachbarten Aminosäure
gebunden ist; δ-Orn
steht für
einen Ornithinrest, bei dem die δ-Aminogruppe
anstelle der üblichen α-Aminogruppe
unter Ausbildung einer Peptidbindung kovalent an die Carboxylgruppe
der benachbarten Aminosäure
gebunden ist; γ-Dab
steht für
einen 2,4-Diaminobuttersäurerest,
bei dem die γ-Aminogruppe unter
Ausbildung einer Peptidbindung kovalent an die Carboxylgruppe der benachbarten
Aminosäure
gebunden ist; und β-Dap
steht für
einen 1,3-Diaminopropionsäurerest,
bei dem die β-Aminogruppe
unter Ausbildung einer Peptidbindung kovalent an die Carboxylgruppe
der benachbarten Aminosäure
gebunden ist.)
-
Ein Beispiel für einen bevorzugten Metallchelatbildner
vom obigen Strukturtyp (III) ist der Chelatbildner Gly-Gly-Cys-, der eine
metallchelatbildende Einheit der folgenden Struktur bildet:
-
-
Chelatliganden vom Strukturtyp VII
bilden Oxotechnetiumkomplexe der Struktur:
-
-
Ein Beispiel für besonders bevorzugte Metallchelatbildner
vom Strukturtyp V wie oben gezeigt ist Lys-(ω-Peptid)-Gly-Cys.-Amid, das eine metallchelatbildende
Einheit der folgenden Struktur bildet:
-
-
Chelatliganden vom Strukturtyp IX
bilden Oxotechnetiumkomplexe der Struktur:
-
-
Ein Beispiel für ein Reagens zur Herstellung
eines radiopharmazeutischen Mittels, wie es von der vorliegenden
Erfindung bereitgestellt wird, das eine metallchelatbildende Gruppe
des Strukturtyps II wie oben gezeigt enthält, ist (spezifisch bindende
Einheit)-Cys-Gly-α,β-Diaminopropionamid,
das eine metallchelatbildende Einheit der folgenden Struktur bildet:
-
-
Radiodiagnostische Mittel vom Strukturtyp
XI bilden Oxotechnetiumkomplexe der Struktur:
-
-
Die Erfindung stellt weiterhin die
erfindungsgemäßen Metallchelatbildner
jeweils als radiopharmazeutische Mittel an sich bereit, d. h. nicht
kovalent mit einem spezifisch bindenden Molekül verknüpft. Solche Ausführungsformen
der Erfindung eignen sich als radiodiagnostische und radiotherapeutische
Mittel, wenn sie mit dem entsprechenden Radioisotop markiert werden,
und sind bei einer Reihe von radiodiagnostischen und radiotherapeutischen
Anwendungen, z. B. bei Aufnahmen von Nieren, Leber und Hirn, als
wie hier beschriebene Radiopharmazeutika von Nutzen.
-
Die vorliegende Erfindung stellt
radiopharmazeutische Mittel bereit, die spezifisch bindende Einheiten enthalten,
bei denen es sich um monoklonale Antikörper, Peptide, rezeptorbindende
Moleküle,
Adhäsionsmoleküle, Enzymsubstrate,
Enzyminhibitoren, Kohlenhydrate, Oligonukleotide, Oligonukleoside
und ganz allgemein alle chemischen Gruppen mit Affinität für eine Komponente
eines lebenden Organismus handeln kann. Zu den spezifisch bindenden
Einheiten zählen
beispielsweise Immunglobuline, F(ab')2-Fragmente
oder Fab- oder Fab'-Fragmente,
die sich von murinen, humanen oder chimären human-murinen monoklonalen
Antikörpern
ableiten, Peptide, die sich an den Somatostatinrezeptor binden,
Peptide, die sich an Glycoprotein-IIb/IIIa binden, Peptide, die
sich an atherosklerotische Plaques binden, Peptide, die sich von
Blutplättchenfaktor
4 ableiten, rezeptorbindende Moleküle, Adhäsionsmoleküle, Enzymsubstrate, Enzyminhibitoren
und Kohlenhydrate.
-
Die Radiopharmazeutika und die Reagentien
zum Herstellen solcher Radiopharmazeutika gemäß der Erfindung lassen sich
darstellen, indem man die spezifisch bindende Einheit oder den Metallchelatbildner
oder beide kovalent mit einer polyvalenten Verbindungseinheit verbindet.
Erfindungsgemäße polyvalente
Verbindungseinheiten umfassen wenigstens zwei identische Verbindungsgruppen,
die dazu in der Lage sind, kovalent an spezifisch bindende Einheiten
oder Metallchelatbildner zu binden. Polyvalente Verbindungseinheiten werden
aus Vorstufenreagentien gebildet, wobei die einzelnen Verbindungseinheiten
jeweils eine Gruppe mit Linkerfunktionalität enthalten, die dazu in der
Lage ist, mit spezifisch bindenden Einheiten oder Metallchelatbildnern
oder beiden zu reagieren. Bevorzugte Gruppen mit Linkerfunktionalität sind primäre oder
sekundäre Amine,
Hydroxylgruppen, Carbonsäuregruppen
oder Thiol-reaktive Gruppen wie Maleimide und 2-Halogenacetylgruppen.
Bei bevorzugten Ausführungsformen
bestehen die polyvalenten Verbin dungseinheiten aus Bissuccinimidomethylether
(BSME), 4-(2,2-Dimethylacetyl)benzoesäure (DMAB), Tris(succinimidylethyl)amin (TSEA),
Tris(acetamidoethyl)amin, Bisacetamidomethylether, Bisacetamidoethylether, α,ε-Bisacetyllysin, Lysin
und 1,8-Bisacetamido-3,6-dioxaoctan.
-
Die Erfindung stellt Mittel zur szintigraphischen
Bilddarstellung bereit, bei denen es sich um radiodiagnostische
Mittel handelt, die aus Tc-99m-Komplexen
der erfindungsgemäßen Konjugate
aus metallchelatbildender Gruppe und spezifisch bindenden Einheiten
bestehen. Verfahren zur radioaktiven Markierung solcher Verbindungen
werden ebenfalls bereitgestellt. Die durch die Erfindung bereitgestellten
radioaktiv markierten Komplexe werden gebildet, indem man die Konjugatreagentien
der Erfindung in Gegenwart eines Reduktionsmittels mit Tc-99m umsetzt. Zu den
bevorzugten Reduktionsmitteln gehören das Dithionition, das Zinn(II)-Ion und
das Eisen(II)-Ion. Erfindungsgemäße Komplexe
werden auch gebildet, wenn man die Konjugatreagentien der Erfindung
durch Ligandenaustausch mit einem vorreduziertem Tc-99m-Komplex wie hier
bereitgestellt mit Tc-99m markiert.
-
Die Erfindung stellt weiterhin Kits
zur Herstellung der mit Tc-99m markierten erfindungsgemäßen radiopharmazeutischen
Mittel bereit. Kits zur Markierung der erfindungsgemäßen Konjugatreagentien
mit Tc-99m bestehen aus einem verschlossenen Behältnis (z. B. einer Ampulle
oder einer Spritze), der eine vorbestimmte Menge eines erfindungsgemäßen Konjugatreagens
und eine für
die Markierung des Reagens mit Tc-99m ausreichende Menge an Reduktionsmittel
enthält.
-
Die vorliegende Erfindung stellt
Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Metallchelatbildner, Konjugatreagentien
aus Metallchelatbildner und spezifisch bindender Einheit und radiopharmazeutischen
Mittel durch chemische in-vitro-Synthese bereit. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
werden diese Verbindungen durch Festphasen-Peptidsynthese synthetisiert.
-
Die Erfindung stellt weiterhin Verfahren
zur Anwendung der erfindungsgemäßen radiodiagnostischen und
radiotherapeutischen Mittel bereit. In einer Ausführungsform
werden erfindungsgemäße Mittel
zur szintigraphischen Bilddarstellung bereitgestellt, bei denen
es sich um mit Tc-99m markierte Radiopharmazeutika zur Abbildung
von Stellen im Körper
eines Säugetiers
durch die in-vivo-Aufnahme von gammaszintigraphischen Bildern handelt.
Bei diesen Verfahren verabreicht man eine diagnostisch wirksame
Menge eines mit Tc-99m radioaktiv markierten erfindungsgemäßen radiodiagnostischen
Konjugatreagens und weist die von dem an der Stelle im Körper des
Säugetieres
angereicherten Tc-99m emitierte Gammastrahlung nach.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt werden
radiotherapeutische Mittel bereitgestellt, bei denen es sich um mit
Re-186, Re-188, Sn-117m oder Cu-67 markierte Radiopharmazeutika
zur in-vivo-Anreicherung von zytotoxischen Mengen dieser Radioisotope
an einem Krankheitsherd handelt. Bei diesen Verfahren verabreicht man
eine therapeutisch wirksame Menge eines radioaktiv markierten erfindungsgemäßen radiotherapeutischen
Konjugatreagens und ermöglicht
es dem Radiopharmazeutikum, sich an dem betreffenden Krankheitsherd
anzureichern und an dieser Stelle durch seine Zytotoxizität eine therapeutische
Wirkung zu entfalten.
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Spezielle bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlicheren
Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsformen und den Ansprüchen ersichtlich.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Monoamin, ein Diamid und ein Thiol (MADAT) enthaltende Metallchelatbildner
und mit Radioisotopen einschließlich
Technetium-99m, Rhenium-186, Rhenium-188, Zinn-117, Kupfer-64 und
Kupfer-67 komplexierte Ausführungsformen
solcher Chelatbildner bereit. Die Erfindung stellt radiopharmazeutischen
Mittel einschließlich
radiodiagnostischer Mittel und radiotherapeutischer Mittel bereit,
bei denen es sich um mit für
diagnostische und therapeutische Anwendungen geeigneten Radioisotopen
komplexierte erfindungsgemäße Metallchelatbildner
handelt. Weiterhin werden Verfahren zur Herstellung dieser Metallchelatbildner,
Verfahren zur Komplexierung der Metallchelatbildner mit Radioisotopen
und Verfahren zur Anwendung dieser Metallchelatbildner als Radiopharmazeutika
durch die Erfindung bereitgestellt.
-
Die vorliegende Erfindung stellt
weiterhin einen ein Monoamin, ein Diamid und ein Thiol enthaltende Metallchelatbildner
bereit, die kovalent mit spezifisch bindenden Einheiten zu Reagentien
zur Herstellung von zur Bindung bzw. Anreicherung an Stellen im
Körper
eines Säugetieres
geeigneten Radiopharmazeutika verbunden sind. Bei bestimmten Ausführungsformen
dieses Aspekts der Erfindung sind Metallchelatbildner und spezifisch
bindende Einheit chemisch direkt über eine kovalent Bindung miteinander
verbunden. Bei anderen Ausführungsformen
sind Metallchelatbildner und spezifisch bindende Einheit über einen
Linker, der bei bestimmten Ausführungsformen
eine Aminosäure
oder ein Peptid umfaßt,
miteinander verbunden. Komplexe der erfindungsgemäßen Konjugate
aus Metallchelatbildner und spezifisch bindender Einheit mit Radioisotopen einschließlich Technetium-99m,
Rhenium-186, Rhenium-188,
Zinn-117m, Kupfer-64 und Kupfer-67 werden ebenfalls bereitgestellt.
Die Erfindung stellt radiopharmazeutische Mittel einschließlich radiodiagnostischer Mittel
und radiotherapeutischer Mittel bereit, bei denen es sich um mit
für diagnostische
und therapeutische Anwendungen geeigneten Radioisotopen komplexierte
erfindungsgemäße Konjugate
aus Metallchelatbildner und spezifisch bindender Einheit handelt.
Weiterhin werden Verfahren zur Herstellung dieser Konjugate, Verfahren
zur Komplexierung der Konjugate mit Radioisotopen und Verfahren
zur Anwendung dieser Konjugate als Radiopharmazeutika durch die
Erfindung bereitgestellt.
-
Die Erfindung stellt somit auch radiopharmazeutische
Mittel bereit, die mit Radioisotopen komplexierte erfindungsgemäße Konjugate
aus Metallchelatbildner und spezifisch bindender Einheit enthalten.
Gemäß einem
Aspekt stellt die Erfindung radiodiagnostische Mittel einschließlich Mittel
zur szintigraphischen Bilddarstellung zur Aufnahme von Targetstellen
im Körper
eines Säugetieres
bereit, wobei das Radiopharmazeutikum ein Metallchelat von Tc-99m
enthält.
Gemäß einem
anderen Aspekt stellt die Erfindung radiotherapeutische Mittel bereit,
mit denen zytotoxische Mengen an Radioisotopen wie Re-186, Re-188, Sn-117m, Cu-64
und Cu-67 zu Krankheitsherden im Körper eines Säugetieres
gelenkt werden.
-
Bei radiodiagnostischen Mitteln wie
z. B. Mitteln zur szintigraphischen Bilddarstellung, wie sie von
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, ist eine Markierung
mit Tc-99m vorteilhaft, die dieses Isotop aufgrund seiner nuklearen
und radioaktiven Eigenschaften ein ideales Mittel zur szintigraphischen
Bilddarstellung ist. Dieses Isotop hat eine Einzelphotonenenergie
von 140 keV und eine radioaktive Halbwertszeit von etwa 6 Stunden
und läßt sich
leicht mit einem 99Mo-99mTc-Generator
herstellen.
-
Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung soll der Ausdruck „spezifisch
bindende Einheit" sich
auf alle Verbindungen beziehen, die sich an eine Targetstelle im
Körper
eines Säugetieres
binden bzw. sich dort anreichern, d. h. die Verbindung reichert
sich an der Targetstelle stärker
an als im umgebenden Gewebe. Dies ist bei den radiodiagnostischen
Ausführungsformen
der Erfindung von Vorteil, da Mittel zur szintigraphischen Bilddarstellung,
die solche spezifisch bindenden Einheiten enthalten, sich nach der
Verabreichung im Säugetierkörper verteilen,
wodurch das Target in vivo visuell definiert wird. Dies ist bei
den radiotherapeutischen Ausführungsformen
der Erfindung von Vorteil, da radiozytotoxische Mittel so am Krankheitsherd
angereichert werden und die nichtspezifische systemische Toxizität in vivo
gleichzeitig auf ein Mindestmaß beschränkt wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt
radiopharmazeutische Mittel und Reagentien zu deren Herstellung
bereit, die spezifisch bindende Einheiten enthalten, bei denen es
sich um monoklonale Antikörper,
Peptide, rezeptorbindende Moleküle,
Adhäsionsmoleküle, Enzymsubstrate,
Enzyminhibitoren, Kohlenhydrate, Oligonukleotide, Oligonukleoside
und ganz allgemein alle chemischen Gruppen mit Affinität für eine Komponente
eines lebenden Organismus handeln kann. Zu den spezifisch bindenden
Einheiten zählen
beispielsweise Immunglobuline, F(ab')2-Fragmente
oder Fab- oder Fab'-Fragmente, die sich
von murinen, humanen oder chimären
human-murinen monoklonalen Antikörpern
ableiten; Peptide, die sich an den Somatostatinrezeptor binden,
z. B. cyclo(N-CH3)-Phe-Tyr-(D-Trp)-Lys-Val-Hcy-;
Peptide, die sich an Glycoprotein-IIb/IIIa binden, z. B CH2CO.(D-Tyr)-Amp-Gly-Asp-Cys-Lys-Gly-Cys-Gly.-Amid;
Peptide, die sich an atherosklerotische Plaques binden, z. B. Arg-Ala-Leu-Val-Asp-Thr-Leu-Lys-Phe-Val-Thr-Gln-Ala-Lys.-Amid; Peptide,
die sich von Blutplättchenfaktor
4 ableiten, z. B. Pro-Leu-Tyr-Lys-Lys-Ile-Ile-Lys-Lys-Leu- Leu-Glu-Ser; rezeptorbindende
Moleküle wie
Spiroperidol und Haloperidol; Adhäsionsmoleküle wie Asialyl-Lewisx; Enzymsubstrate wie 2-Nitroimidazol, Enzyminhibitoren
wie Hirudin und D-Phe-Pro-Arg-Chlormethylketon; und Kohlenhydrate
wie β-Glucane.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Reagentien
umfaßt
die spezifisch bindende Einheit β-Glucane. Für die Zwecke
der Erfindung sind unter dem Ausdruck „β-Glucan" Oligosaccharide zu verstehen, die 1,3-
und 1,6-gebundene β-D-Glucosereste
enthalten, wobei die β-Glucaneinheit
ein Molekulargewicht von bis zu etwa 2.000 Kilodalton aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform
eines β-glucanhaltigen erfindungsgemäßen Reagens
hat die Formel:
β-Glucan-(-NNHCO.(CH2)3CO)(ε-K)GCY.-Amid.
-
Bei Ausführungsformen der Erfindung,
bei denen es sich bei der spezifisch bindenden Einheit um ein Peptid
handelt, umfaßt
die Peptidausführungsform
der Erfindung jeweils eine Aminosäuresequenz. Unter den Ausdruck „Aminosäure", so wie er in der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind alle L- und D-, primären α- und β-Aminosäuren zu
verstehen, natürlich
vorkommend, modifiziert, substituiert, verändert und andersweitig. Spezifisch
bindende Einheiten der Erfindung enthaltende Peptide sind beispielsweise
(wobei die Aufzählung
nicht hierauf beschränkt
ist) die Peptide der folgenden Formeln:
(DTPA).NalD.Cpa.YWDKT.Nal.T(ε-K)GCKK.-Amid
FD.Cpa.YWDK.Abu.Nal.T(ε-K)GC.-Amid
CH2CO.FFWDKTFC(ε-K)GC.-Amid
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(ε-K)GC.-Amid)
GGCSIPPEVKFNKPFVYLI-Amid
GGCSIPPEVKFNKPFVYLI
GGCGLF
RGCSIPPEVKFNKPFVYLI-Amid
RGCQAPLYKKIIKKLLES
RGCGHRPLDKKREEAPSLRPAPPPISGGYR-Amid
GGCRPKPQQFFGLM-Amid
AKCGGGFDYWDKTFT-Amid
GGCFVYLI.-Amid
acetyl.FDFYWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
(DTPA).FDFYWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
acetyl.FDFYWDKTFTGGG(ε-K)GC.-Amid
(DTPA).(ε-K)GCFDFYWDKTFT.-Amid
acetyl.FDFYWDKTFTGGG(ε-K)KC.-Amid
FD.Cpa.YWDKTFTGGG(ε-K)GC.-Amid
(DTPA).FD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
(DTPA).NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
(DTPA).Aca.FD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.K(ε-K)GC.-Amid)
(DTPA).NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
acetyl.KKKKK.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
CH2CO.FFWDKTFCKKKKK(ε-K)GC.-Amid
CH2CO.FFWDKTFC(ε-K)KKKKKGC.-Amid
DDDD.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKKKK.-Amid
NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
(2-Ketogulonyl).FD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
KDKD.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKDKD.-Amid
acetyl.KKKKK.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
acetyl.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
KKKK.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCDDDD.-Amid
(2-Ketogulonyl).NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
Trc.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
Hca.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
(Trc)2.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
KDKKK.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCDD.-Amid
KDDKD.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKDKD.-Amid
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.KKKKK(ε-K)GC.-Amid)
acetyl.KK(ε-K)GCGCGGPLYKKIIKKLLES
FD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCR.-Amid
(Trc-imid).NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCR.-Amid
Trc.(Trc-imid).K.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCRR.-Amid
(Trc-imid)2K.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCR.-Amid
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(ε-K)GCK.-Amid)
(acetyl.TKPRGG)2K(ε-K)GC.-Amid
acetyl-DDD.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
KDKK.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCDDD.-Amid
DDDFD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
acetyl.DDDFD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
KDKKKFDK.Cpa.YWDKTF.Nal.(ε-K)GCDDDD.-Amid
DDFD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
acetyl.DDFD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
FD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
FDFYWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
(CH2CO.YD.Apc.GDCGGCAcmGCAcmGGC.-Amid)2(CH2CO)2K.(ε-K)GC.-Amid
(CH2CO.YD.Apc.GDC)2K.(ε-K)GCG.-Amid
KD.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCD.-Amid
KDK.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCDD.-Amid
{(CH2CO.YD.Apc.GDCG)2KG}2.K(ε-K)GCG.-Amid
{(CH2CO.YD.Apc.GDCGGCG.-Amid)(CH2CO)}2.K(ε-K)GC.-Amid
(CH2CO.YD.Apc.GDCKKG)2K(ε-K)GC.β-Ala.-Amid
({(CH2CO.YDApc.GDCGGCAcmGCAcmGGC.-Amid)(CH2CO}2.K)2K(ε-K)GCG.-Amid
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.K(ε-K)KCK.-Amid
cyclo(N-methyl)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(β-Dap)KCR.-Amid)
cyclo(N-methyl)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(β-Dap)KCK.-Amid)
cyclo(N-methyl)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(δ-Orn)GCK.-Amid)
cyclo(N-methyl)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(β-Dap)GCK.-Amid)
cyclo(N-methyl)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(ε-K)GCKK.-Amid)
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO).K(ε-K)GC.-Amid)
(DTPA).NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
AKCGGGFDYWDKTFT.-Amid
(DTPA).NalD.Cpa.YWDKT.Nal.T(ε-K)GCKK.-Amid
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO).(ε-K)GC.-Amid)
KDKD.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKDKD.-Amid
(2-Ketogulonyl)FD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
acetyl.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
{(CH2CO.YD.Apc.GDCGGCAcmGCAcmGGC.-Amid)2(CH2CO)2K}2.K(ε-K)GCG.-Amid
(CH2CO.YD.Apc.GDCKGCG.-Amid)2(CH2CO)2K(ε-K)GC.-Amid
(CH2CO.YD.Apc.GDCKGG)2K(ε-K)GC.β-Ala.-Amid
{(CH2CO.YD.Apc.GDCG)2KG}2K(ε-K)GCG.-Amid
(CH2CO.YD.Apc.GDCGGCAcmGCAcmGGC.-Amid)2(CH2CO)2K(ε-K)GC.-Amid
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO).(ε-K)GCK.-Amid
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.GC.Dap.Dap.-Amid)
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(β-Dap)KCR.-Amid)
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(β-Dap)KCK.-Amid)
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(γ-Dab)KCR.-Amid)
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(δ-Orn)GCK.-Amid)
cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO.(β-Dap)GCK.-Amid)
acetyl-KKKKKK(ε-K)GCGGPLYKKIIKKLLES
(CH2CO.YD.Amp.GDC.KGCG.-Amid)2(CH2CO)2K(ε-K)GC.-Amid
(CH2CO.YD.Amp.GDC.GGCAcmGCAcmGGC.-Amid)2(CH2CO)2K(ε-K)GC.-Amid
-
(Einbuchstabenabkürzungen für Aminosäuren finden sich in G. Zubay,
Biochemistry (2. Auflage), 1988 (MacMillen Publishing: New York),
S. 33; die anderen Abkürzungen
sind wie folgt: Acm steht für
Acetamidomethyl; Mob steht für
4-Methoxybenzyl; Abu steht für
Aminobuttersäure;
FD steht für D-Phenylalanin; WD steht für
D-Tryptophan; YD steht für D-Tyrosin; Aca steht für 6-Aminohexansäure; Amp
steht für
4-Amidinophenylalanin; Apc steht für S-(3-Aminopropyl)cystein;
Hcy steht für
Homocystein; Nal steht für
2-Naphthylalanin; Cpa steht für
4-Chlorphenylalanin; KD steht für D-Lysin;
DD steht für D-Aspartat; NalD steht
für D-2-Naphthylalanin; DTPA
steht für
Diethylentriaminpentaessigsäure;
Trc steht für
Tricarballylsäure;
Trc-imid steht für
Tricarballylsäureimid;
und Hca steht für
Hexacarboxycyclohexan. (...)2K steht für eine kovalente Bindung
an die beiden Aminogruppen von Lysin. Hcy(...) steht für eine kovalente
Bindung an das Seitenkettenschwefelatom von Homocystein. (N-CH3)F steht für N-α-Methylphenylalanin. Unterstreichungen
zwischen Gruppen (wie z. B. zwischen der CH2CO-Gruppe
und Cystein (C) in CH2CO.YDRGDC)
stehen für
ein cyclisches Sulfid. Unterstreichungen zwischen Aminosäuren (wie
z. B. zwischen den Cysteinen (C) in CNPRGDC) stehen für eine cyclische
Disulfidbindung. Der Ausdruck "cyclo" vor einer unterstrichenen
Sequenz bedeutet eine cyclische N-Terminus-zu-C-Terminus-Sequenz.
Das tiefgestellte XD bedeutet, daß die Aminosäure in der
D-Konfiguration vorliegt; alle anderen tiefgestellten Buchstaben
beziehen sich auf Schutzgruppen für Aminosäureseitenketten. ε-K steht
für einen
Lysinrest, bei dem die ε-Aminogruppe anstelle
der üblichen α-Aminogruppe
unter Ausbildung einer Peptidbindung kovalent an die Carboxylgruppe
der benachbarten Aminosäure
gebunden ist. δ-Orn
steht für
einen Ornithinrest, bei dem die δ-Aminogruppe anstelle
der üblichen α-Aminogruppe
unter Ausbildung einer Peptidbindung kovalent an die Carboxylgruppe
der benachbarten Aminosäure
gebunden ist. γ-Dab
steht für einen
2,4-Diaminobuttersäurerest,
bei dem die γ-Aminogruppe
unter Ausbildung einer Peptidbindung kovalent an die Carboxylgruppe
der benachbarten Aminosäure
gebunden ist. β-Dap
steht für
einen 1,3-Diaminopropionsäurerest,
bei dem die β-Aminogruppe unter
Ausbildung einer Peptidbindung kovalent an die Carboxylgruppe der
benachbarten Aminosäure
gebunden ist.
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Die Aufzählung der durch die Erfindung
bereitgestellten Radiopharmazeutika dient zur Erläuterung und
stellt keine Einschränkung
bzw. Ausgrenzung dar, und es wird dem Fachmann leicht ersichtlich
sein, daß Reagentien,
die Kombinationen der hier offenbarten Peptide oder ihrer Äquivalente
umfassen, kovalent mit irgendeiner der erfindungsgemäßen chelatbildenden
Struktureinheiten verbunden werden können und in den Schutzbereich
der Erfindung fallen, einschließlich
Kombinationen der verschiedenen hier offenbarten spezifisch bindenden
Einheiten und Metallchelatbildner.
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Bei bestimmten Ausführungsformen
der Erfindung sind die Metallchelatbildner und die spezifisch bindenden
Einheiten über
eine polyvalente Verbindungseinheit verbunden. Polyvalente Verbindungseinheiten sind
kovalent mit den erfindungsgemäßen spezifisch
bindenden Einheiten, den Metallchelatbildnern oder beiden verbunden.
Die von der Erfindung bereitgestellten polyvalenten Verbindungseinheiten
bestehen aus wenigstens 2 Gruppen mit Linkerfunktionalität, die dazu
in der Lage sind, kovalent an spezifisch bindende Einheiten oder
Metallchelatbildner zu binden. Solche funktionellen Gruppen schließen primäre und sekundäre Amine,
Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen und reaktive Thiolgruppen ein,
jedoch soll diese Aufzählung
nicht einschränkend
sein. Polyvalente Verbindungseinheiten enthalten vorzugsweise wenigstens
drei funktionelle Gruppen, die dazu in der Lage sind, kovalent an
spezifisch bindende Einheiten oder Metallchelatbildner zu binden.
Zu den bevorzugten polyvalenten Verbindungseinheiten gehören Aminosäuren wie
Lysin, Homolysin, Ornithin, Asparaginsäure und Glutaminsäure; geradkettige
und cyclische Amine und Polyamine; Polycarbonsäuren und aktivierte Thiole
wie Di- und Trimaleimide. Weiterhin sind Ausführungsformen bevorzugt, in
denen die polyvalenten Verbindungseinheiten eine Mehrzahl von polyvalenten
Verbindungseinheiten enthalten, die miteinander kovalent zu einer
verzweigten polyvalenten Verbindungseinheit verbunden sind. Spezifische
bevorzugte polyvalente Verbindungseinheiten sind beispielsweise
Bissuccinimdylmethylether, 4-(2,2-Dimethylacetyl)benzoesäure, Tris(succinimidylethyl)amin,
4-(O-CH2CO-Gly-Gly-Cys.-Amid)acetophenon,
Bissuccinimidohexan, Tris(acetamidoethyl)amin, Tris(acetamidomethyl)ether,
Bis(acetamidoethyl)ether, α,ε- Bisacetyllysin und
1,8-Bisacetamido-3,6-dioxaoctan.
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Die spezifisch bindenden Peptideinheiten
der vorliegenden Erfindung können
chemisch in vitro synthetisiert werden. Die spezifisch bindenden
Peptideinheiten der vorliegenden Erfindung können im allgemeinen vorteilhaft
mit einem Peptidsynthesizer hergestellt werden. Die spezifisch bindenden
Peptideinheiten dieser Erfindung lassen sich synthetisieren, indem
man die chelatbildende Gruppe während
der chemischen in-vitro-Synthese unter Anwendung von dem Fachmann
wohlbekannten Verfahren kovalent mit dem spezifisch bindenden Peptid
verknüpft.
Der Einbau der chelatbildenden Gruppe während der Synthese des Peptids
ist besonders vorteilhaft, da dies Reagentien liefert, in denen
die genaue Stelle der kovalenten Bindung zwischen dem spezifisch
bindenden Peptid und der komplexierenden Gruppe sowohl bekannt ist
als auch so in das Reagens eingebaut werden kann, daß eine Beeinträchtigung
der spezifischen Bindungsaffinität
des spezifisch bindenden Peptids vermieden oder auf ein Mindestmaß begrenzt
wird.
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Darüber hinaus können Metallchelatbildner
kovalent an Gruppen gebunden werden, die die Seitenketten von Aminosäuren darstellen,
beispielsweise die ε-Aminogruppe von Lysin,
wodurch man zum Beispiel αN(Fmoc)-Lys-εN-(Gly-Gly-Cys-)
erhält,
welches in einer beliebigen Position in die Peptidkette eingebaut
werden kann. Die Sequenz ist besonders vorteilhaft, da sie auf einfache
Weise den Einbau in das targetbindende Peptid ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung stellt den Einbau dieser Chelatbildner
in praktisch jede beliebige spezifisch bindende Peptideinheit bereit,
wodurch man ein radioaktiv markiertes Peptid erhält, das kovalent mit einer
Tc-99m-komplexierenden Einheit verbunden ist.
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Bei der Bildung eines Komplexes von
radioaktivem Technetium mit den erfindungsgemäßen Metallchelat bildnern bzw.
den erfindungsgemäßen Konjugaten
aus Metallchelatbildnern und spezifisch bindenden Einheiten wird
ein Technetiumkomplex, vorzugsweise ein Salz von Tc-99m-Pertechnetat,
in Gegenwart eines Reduktionsmittels mit dem Chelatbildner bzw.
Konjugat umgesetzt; bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich
bei dem Reduktionsmittel um das Salz eines Zinn(II)-Ions, ganz besonders
bevorzugt um Zinn(II)-chlorid. Die erfindungsgemäßen Mittel zur szintigraphischen
Bilddarstellung, bei denen es sich um mit Tc-99m-markierte Metallchelatbildner bzw. Konjugate
aus Metallchelatbildnern und spezifisch bindenden Einheiten handelt,
werden zweckmäßigerweise
und vorteilhaft in einem Kit zur Verfügung gestellt, wobei das Kit ein
verschlossenes Vial umfaßt,
das eine vorbestimmte Menge des Reagens und eine ausreichende Menge Reduktionsmittel
enthält,
um das Reagens mit Tc-99m zu markieren. Alternativ dazu kann man
die erfindungsgemäßen Mittel
zur szintigraphischen Bilddarstellung auch durch Umsetzung eines
erfindungsgemäßen Metallchelatbildners
bzw. eines erfindungsgemäßen Konjugats
aus Metallchelatbildner und spezifisch bindender Einheit mit einem
zuvor gebildeten, labilen Komplex von Technetium und einer anderen,
als Transferligand bezeichneten Verbindung bilden. Dieses Verfahren
wird als Ligandenaustausch bezeichnet und ist dem Fachmann wohlbekannt.
Der labile Komplex kann zum Beispiel unter Verwendung von Transferliganden
wie Tartrat, Citrat, Gluconat, Glucoheptonat oder Mannit gebildet
werden. Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung brauchbaren
Tc-99m-Pertechnetatsalze schließen
die Alkalisalze wie z. B. das Natriumsalz, und die Ammoniumsalze
und kurzkettigen Alkylammoniumsalze ein. Die Umsetzung der erfindungsgemäßen Reagentien
mit Tc-99m-Pertechnetat bzw. einem zuvor gebildeten, labilen Komplex
von Tc-99m kann in wäßrigem Medium
bei Raumtemperatur durchgeführt
werden. Von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte, mit Technetium-99m
markierte Mittel zur szintigraphi schen Bilddarstellung lassen sich
unter den unten in Beispiel 2 beschriebenen Reaktionsbedingungen
darstellen.
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Die radioaktiv markierten Metallchelatbildner
bzw. Konjugate aus Metallchelatbildnern und spezifisch bindenden
Einheiten werden mit einer für
eine Verwendung als radiopharmazeutische Mittel geeigneten Menge
an Radioaktivität
bereitgestellt. Im allgemeinen bildet man bevorzugt radioaktive
Komplexe in Lösungen, die
Radioaktivität
in Konzentrationen von ungefähr
0,01 Millicurie (mCi) bis 100 mCi pro ml enthalten.
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Die Mittel zur szintigraphischen
Bilddarstellung, bei denen es sich um erfindungsgemäße mit Tc-99m-markierte
Metallchelatbildner bzw. erfindungsgemäße Konjugate aus Metallchelatbildnern
und spezifisch bindenden Einheiten handelt, lassen sich zur Anfertigung
von Aufnahmen anwenden, die für
die Diagnose vieler Krankheitsarten wie Krebs, z. B. gastrointestinale
Tumore, Myeloma, kleinzelliges Lungenkarzinom und andere APUDome,
Tumore des Endokrinsystems wie medulläre Thyroidkarzinoma und Tumore
der Hirnanhangsdrüse,
Hirntumore wie Meningioma und Astrocytoma und Prostata-, Brust-,
Dickdarm- und Eierstocktumore einsetzen. Die erfindungsgemäßen Mittel
zur szintigraphischen Bilddarstellung eignen sich auch zur Aufnahme
von Infektionsstellen, Thrombose, Lungenembolie, Entzündungen,
Alzheimer-Krankheit und Atherosklerose sowie Erkrankungen der Lungen,
des Herzens, der Leber, der Niere, der Knochen und des Hirns.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden die mit Tc-99m markierten Mittel zur szintigraphischen Bilddarstellung
als eine injizierbare Einzeldosis verabreicht. Die erfindungsgemäßen Mittel
zur szintigraphischen Bilddarstellung können intravenös in einem
beliebigen herkömmlichen
Medium zur intravenösen
Injektion, wie z. B, einem wäßrigen Kochsalzmedium,
oder in Blutplasmamedium, verabreicht werden. Ein solches Medium
kann weiterhin herkömmliche
pharmazeutische Adjuvantien enthalten, wie beispielsweise pharmazeutisch
unbedenkliche Salze zum Einstellen des osmotischen Drucks, Puffer,
Konservierungsstoffe und dergleichen. Zu den bevorzugten Medien
gehören
normale Kochsalzlösung
und Plasma. Im allgemeinen weist die zu verabreichende Einzeldosis
eine Radioaktivität
von ungefähr
0,01 mCi bis ungefähr
100 mCi, vorzugsweise von 1 mCi bis 20 mCi, auf. Die als Einzeldosis
zu injizierende Lösung
hat ein Volumen von ungefähr
0,01 ml bis ungefähr
10 ml. Die Dosis wird vorteilhaft intravenös verabreicht, es können jedoch
auch andere Routen, z. B. intraarteriell, angewendet werden. Nach
der Verabreichung kann die Abbildung der Stelle von Interesse innerhalb
von wenigen Minuten durchgeführt
werden. Falls gewünscht,
kann die Abbildung jedoch auch erst nach einigen Stunden oder noch
länger
nach Injektion in den Patienten durchgeführt werden. In den meisten Fällen wird
sich eine zur Aufnahme von Szintiphotos ausreichende Menge der verabreichten
Dosis innerhalb von ungefähr
0,1 Stunden in der abzubildenden Gegend angereichert haben. Erfindungsgemäß kann man
jede herkömmliche
Methode zur szintigraphischen Abbildung für diagnostische Zwecke einsetzen.
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Die Erfindung stellt weiterhin zur
Behandlung von pathologischen Leiden im Körper eines Säugetiers radiotherapeutische
Mittel bereit, bei denen es sich um mit Re-186, Re-188 oder Sn-117m
markierte erfindungsgemäße Metallchelatbildner
oder erfindungsgemäße Konjugate
von Metallchelatbildnern mit spezifisch bindenden Einheiten handelt.
Zinnkomplexe lassen sich einfach herstellen, indem man einen erfindungsgemäßen Metallchelatbildner
bzw. ein erfindungsgemäßes Konjugat
von Metallchelatbildnern mit spezifisch bindenden Einheiten mit
einem radioaktiven Zinn(II)-Salz umsetzt. Rheniumkomplexe werden
im wesentlichen auf die gleiche Weise hergestellt wie die oben und
unten in Beispiel 2 beschriebenen Technetium-99m-Komplexe. Genau
gesagt werden Rheniumkomplexe hergestellt, indem man entweder Perrhenat
in Gegenwart des chelatbildenden Liganden umsetzt, oder indem man
vorreduziertes Rhenium wie beispielsweise Oxotetrabromrhenat mit
dem erfindungsgemäßen Metallchelatbildner
bzw. dem erfindungsgemäßen Konjugat
aus Metallchelatbildner und spezifisch bindender Einheit umsetzt.
Für therapeutische
Zwecke werden die Rhenium-186-, Rhenium-188- oder Sn-117m-Komplexe in Dosen
von etwa 0,01 bis etwa 100 mCi, vorzugsweise von 1 bis 20 mCi, bereitgestellt.
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Die Verfahren zur Herstellung und
Markierung dieser Verbindungen sind ausführlicher in den folgenden Beispielen
dargestellt. In diesen Beispielen werden gewisse Aspekte der oben
beschriebenen Verfahren und vorteilhafte Ergebnisse erläutert. Diese
Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung und stellen keine Einschränkung der
Erfindung dar.
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BEISPIEL 1
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Festphasen-Peptidsynthese
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Die Festphasen-Peptidsynthese (FPPS)
wurde im 0,25-Millimol(mMol)-Maßstab mit
einem Applied Biosystems Model 431A-Peptidsynthesizer durchgeführt, wobei
das Amino-Ende mit 9-Fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc) geschützt wurde,
die Kupplung mit Dicyclohexylcarbodiimid/Hydroxybenzotriazol oder 2-(1H-Benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluroniumhexafluorphosphat/Hydroxybenzotriazol
(HBTU/HOBT) durchgeführt
wurde und ein p-Hydroxymethylphenoxy-methylpolystyrol(HMP)- oder
SasrinTM-Harz für Säuren am Carboxylende bzw. ein
Rink-Amidharz für
Amide am Carboxylende eingesetzt wurde.
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Homocystein (Hcy) wurde durch alkalische
Hydrolyse von L-Homocysteinlacton oder durch Reduktion von Homocystein
unter Verwendung von metallischem Natrium in flüssigem Ammoniak dargestellt. Fmoc.Hcy(S-trityl)
und Fmoc.Pen(S-trityl) wurden aus den entsprechenden durch Tritylieren
mit Triphenylmethanol in Trifluoressigsäure hergestellten Aminosäurevorstufen
und anschließender
Fmoc-Derivatisierung wie von Atherton et al. (1989, Solid Phase
Peptide Synthesis, IRL Press: Oxford) beschrieben dargestellt. 4-Piperidinylbutyletherderivate
von Tyrosin-(Y[(CH2)4-Piperidin]) wurden
durch FPPS ausgehend von Fmoc-Tyrosin-(4-Boc-piperidinbutylether)
dargestellt. Fmoc-S-(3-Boc-aminopropyl)cystein
wurde aus L-Cystein und Boc-Aminopropylbromid in methanolischem
Natriummethanolat und anschließender
Behandlung mit O-9-Fluorenylmethyl-O'-N-succinimidylcarbonat
(FmocOSu) bei einem pH-Wert von 10 dargestellt. 4-Amidinophenylalanin
(Amp) wurde wie in der ebenfalls anhängigen internationalen PTC-Patentanmeldung
der Anmelderin mit der Seriennr. PCT/US94/03878, die hiermit durch
Verweis Bestandteil der vorliegenden Anmeldung wird, dargestellt.
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2-Halogenacetylgruppen wurden gegebenenfalls
eingeführt,
indem man entweder während
der FPPS als letzten anzukuppelnden Rest die entsprechende 2-Halogenessigsäure verwendete
oder das harzgebundene Peptid mit N-terminaler freier Aminogruppe
entweder mit 2-Halogenessigsäure/Diisopropylcarbodiimid/N-Hydroxysuccinimid
in NMP oder mit dem 2-Halogenessigsäureanhydrid/Diisopropylethylamin
in NMP behandelte.
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Die 2-halogenacetylierten Peptide
wurden gegebenenfalls durch 4- bis 48stündiges Rühren einer 0,1–1,0 mg/ml
Lösung
in Phosphat- oder Bicarbonatpuffer oder verdünnter Ammoniumhydroxidlösung (pH
8) mit 0,5–1,0
mM EDTA und anschließende
Ansäuerung
mit Essigsäure,
Lyophilisierung und Aufreinigung durch HPLC cyclisiert. Thiolhaltige
Peptide wurden gegebenenfalls bei einem pH-Wert von 10 bei Raumtemperatur 0,5–4 Stunden
lang mit chloracetylhaltigen, thiolgeschützten Tc-99m-komplexierenden Einheiten
umgesetzt, und anschließend
wurde mit Essigsäure
angesäuert
und die Lösung
eingedampft, wodurch man das entsprechende Peptid-Sulfid-Addukt erhielt.
Entschützen
und Aufreinigung wurden routinemäßig wie
beschrieben durchgeführt,
wodurch man das Chelatbildner-Peptid-Konjugat erhielt.
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An SasrinTM-Harz
gebundene Peptide wurden mit einer Lösung von 1% TFA in Dichlormethan
abgespalten, wodurch man das geschützte Peptid erhielt. Geschützte Peptidvorstufen
wurden gegebenenfalls durch Umsetzung von aminoterminalem freien
Amin und carboxylterminaler freier Säure mit Hilfe von Diphenylphosphorylazid
zwischen Amino- und Carboxylterminus cyclisiert, wobei die Aminosäureseitenketten
in den entstehenden Peptiden geschützt sind.
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HMP- oder Rink-Amidharz-gebundene
Produkte und geschützte
seitenkettenhaltige cyclisierte Peptide wurden routinemäßig mittels
0,5–3
h langer Behandlung mit einer aus Trifluoressigsäure (TFA) oder TFA und Methylenchlorid,
gegebenenfalls mit Wasser, Thioanisol, Ethandithiol und Triethylsilan
im Verhältnis
von 100 : 5 : 5 : 2,5 : 2 bestehenden Lösung bei Raumtemperatur abgespalten
bzw. entschützt.
Die Produkte wurden gegebenenfalls mit Triphenolmethanol/TFA re-S-trityliert, und N-Boc-Gruppen
wurden gegebenenfalls mit (Boc)2O wieder
ins Peptid eingeführt.
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Die rohen Peptide wurden durch präparative
Hochdruckflüssigchromatographie
(HPLC) unter Verwendung einer Waters Delta-Pak C18-Säule und
Gradientenelution mit 0,1% TFA in Wasser, modifiziert mit Acetonitril,
gereinigt. Nach der Elution von der Säule wurde das Acetonitril aus
den eluierten Fraktionen abgedampft, und die Fraktionen wurden dann
lyophilisiert. Die Identität
des jeweiligen Produktes wurde durch Fast Atom Bombardment-Massenspektroskopie
(FABMS) oder Elektrospray-Massenspektroskopie (ESMS) bestätigt.
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BEISPIEL 2
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Allgemeines Verfahren
zur radioaktiven Markierung mit Tc-99m
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Eine 0,1-mg-Probe eines Metallchelatbildners
oder eines Konjugats aus Metallchelatbildner und spezifisch bindender
Einheit wurde in 0,1 ml Wasser oder Ethanol : Wasser 50 : 50 oder
Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung
(PBS) oder 50 mM Kaliumphosphatpuffer (pH = 5, 6 oder 7,4) oder
10% (w/v) Hydroxypropylcyclodextrin (HPCD) in Wasser gelöst. Tc-99m-Gluceptat
wurde durch Rekonstitution eines Glucoscan-Vials (E. I. DuPont de
Nemours, Inc., Wilmington, DE) mit 1,0 ml Tc-99m-Natriumpertechnetat, enthaltend bis
zu 200 mCi, und anschließendes
Stehenlassen bei Raumtemperatur für 15 Minuten dargestellt. 25 μl Tc-99m-Gluceptat
wurden dann zum Metallchelatbildner bzw. dem Konjugats aus Metallchelatbildner
und spezifisch bindender Einheit gegeben, und nach 15- bis 30-minütiger Reaktion
bei Raumtemperatur wurde die Mischung durch einen 0,2-μm-Filter filtriert.
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Die radiochemische Reinheit des mit
Tc-99m markierten Reagens wurde durch HPLC unter Anwendung der folgenden
Bedingungen bestimmt: das betreffende radioaktiv markierte Peptid
wurde auf eine analytische Waters Delta-Pak RP-18-Säule mit
den Abmessungen 5 μm × 4,6 mm × 220 mm
aufgetragen und dann mit einer Lösungsmittelfließgeschwindigkeit
von 1 ml/min eluiert. Es wurde eine 10- bis 20minütige Gradientenelution
durchgeführt,
wobei ein linearer Gradient zur Anwendung kam, der mit 100 Lösungsmittel
A (0,1% TFA/Wasser) begann und mit 100% Lösung B (0,1% TFA/90% Acetonitril/Wasser)
endete. Radioaktive Komponenten wurden durch einen radiometrischen
in-line-Detektor, der mit einem integrierenden Rekorder verbunden
war, nachgewiesen. Unter diesen Bedingungen eluieren Tc-99m-Gluceptat
und Tc-99m-Natriumpertechnetat zwischen 1 und 4 Minuten, während das
mit Tc-99m markierte Peptid erst sehr viel später eluiert.
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Nicht-radioaktive Rheniumkomplexe
wurden hergestellt, indem man die erfindungsgemäßen Reagentien jeweils zusammen
mit etwa einem Moläquivalent
Tetrabutylammoniumoxotetrabromrhenat (+5), hergestellt wie in Cotton
et al. (1966, Inorg. Chem. 5: 9–16)
beschrieben, in Dimethylformamid oder Acetonitril/Wasser löste und
0,5–5
Tage rührte.
Die Rheniumkomplexe wurden durch Umkehrphasen-HPLC wie oben für mit Tc-99m
markierte Peptide beschrieben isoliert und durch FABMS oder ESMS
charakterisiert.
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Radioaktive Rheniumkomplexe mit beispielsweise
Re-186 oder Re-188 werden aus den entsprechenden Perrhenatsalzen
unter Anwendung der gleichen Vorschrift wie für die Markierung mit Tc-99m
hergestellt, oder indem man eine Lösung von dem Peptid und Perrhenat
mit einem Reduktionsmittel versetzt, oder gegebenenfalls ein Ligandentransfermittel
wie Citrat einsetzt und den Ansatz 5 bis 60 Minuten lang bei einer
Temperatur zwischen Raumtemperatur und 100°C inkubiert.
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Die folgende Tabelle veranschaulicht
gelungene Tc-99m-Markierungen
von nach Beispiel 1 dargestellten Peptiden unter Verwendung des
hier beschriebenen Verfahrens.
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- Lösungsmittel
A = 0,1% TFA in Wasser
- Lösungsmittel
B = 0,1% TFA/CH2CN in Wasser
- Waters-1-Säule
= Waters DeltaPak CJ8, 5 μm,
39 mm × 150
mm (Fließgeschwindigkeit:
1,2 ml/min)
- Waters-2-Säule
= Waters NovaPak Radial Compression C18, 4 μm, 8 mm × 100 mm (Fließgeschwindigkeit:
3 ml/min)
- Vydac-Säule
= Vydac 218TP54 RP-18, 5 μm,
4,6 mm × 220
mm (Fließgeschwindigkeit
1 ml/min)
- Methode 1 = Waters-1-Säule,
100% Lösungsmittel
A → 100%
Lösungsmittel
B in 10 min
- Methode 2 = Vydac-Säule,
100 Lösungsmittel
A → 100%
Lösungsmittel
B in 10 min
- Methode 3 = Waters-2-Säule,
100% Lösungsmittel
A → 100%
Lösungsmittel
B in 10 min
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Die Einbuchstabenabkürzungen
für Aminosäuren finden
sich in G. Zubay, Biochemistry (2. Auflage), 1988 (MacMillen Publishing:
New York) S. 33; Unterstreichungen deuten die Bildung einer Amid-
oder Thiolbindung zwischen den verbundenen Aminosäuren der
Derivatgruppen an; Acm steht für
Acetamidomethyl; Orn steht für
Ornithin; FD steht für D-Phenylalanin; YD steht für
D-Tyrosin; WD steht für D-Tryptophan;; KD steht
für D-Lysin;
DD steht für D-Aspartat; Amp steht für 4-Amidinophenylalanin;
Apc steht für
L-(S-(3-Aminopropyl)cystein);
Hcy steht für
Homocystein; Nal steht für
2-Naphthylalanin; NalD steht für D-2-Naphthylalanin; DTPA steht
für Diethylentriaminpentaessigsäure; Cpa
steht für
4-Chlorphenylalanin; Aca steht für
6-Aminohexansäure;
Abu steht für
Aminoisobuttersäure;
Trc steht für
Tricarballylsäure;
Trc-imid steht für
Tricarballylsäureimid und
Hca steht für
Hexacarboxycyclohexan. (...)2K steht für eine kovalente
Bindung an die beiden Aminogruppen von Lysin. Hcy(...) steht für eine kovalente
Bindung an das Seitenkettenschwefelatom von Homocystein. (N-CH3)F steht für N-α-Methylphenylalanin. Unterstreichungen
zwischen Gruppen (wie z. B. zwischen der CH2CO-Gruppe
und Cystein (C) in CH2CO.YDRGDC)
stehen für
ein cyclisches Sulfid. Unterstreichungen zwischen Aminosäuren (wie
z. B. zwischen den Cysteinen (C) in CNPRGDC) stehen für eine cyclische
Disulfidbindung. Der Ausdruck "cyclo" vor einer unterstrichenen
Sequenz bedeutet eine cyclische N-Terminus-zu-C-Terminus-Sequenz.
Das tiefgestellte XD bedeutet, daß die Aminosäure in der
D-Konfiguration vorliegt; alle anderen tiefgestellten Buchstaben
beziehen sich auf Schutzgruppen für Aminosäureseitenketten.
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BEISPIEL 3
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Thrombozytenaggregationsinhibierungsassays
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Die Untersuchungen zur Thrombozytenaggregation
wurden im wesentlichen wie von Zucker beschrieben (1989, Methods
in Enzymol. 169: 117–133)
durchgeführt.
Kurz zusammengefaßt
wurde die Thrombozytenaggregation gegebenenfalls mit putativen Thrombozytenaggregationsinhibierenden
Verbindungen unter Verwendung von frischem menschlichem Plasma,
das reich an Blutplättchen
war und 300.000 Plättchen
pro Mikroliter enthielt, untersucht. Die Thrombozytenaggregation
wurde durch Zugabe einer Lösung
von Adenosindiphosphat (Endkonzentration 10 bis 10 Mikromolar) induziert,
und das Ausmaß der
Thrombozytenaggregation wurde mit Hilfe eines Bio/Data-Aggregometers
(Bio/Data Corp., Horsham, PA) verfolgt. Die Konzentrationen der
verwendeten, die Thrombozytenaggregation hemmenden Verbindungen
variierten von 0,1 bis 500 μg/ml.
Die Inhibitorkonzentration, bei der die Plättchenaggregation um 50% reduziert
war (definiert als IC50) wurde aus Auftragung
der Inhibitorkonzentration gegen das Ausmaß der Thrombozytenaggregation
bestimmt. Als positive Kontrolle wurde eine Inhibierungskurve für das Peptid
RGDS bei jeder untersuchten Blutplättchencharge bestimmt.
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In dem obigen Assay wurden die folgenden
Peptidreagentien getestet:
- P688 = {(CH2CO.YD.Apc.GDCGGCAcmGCAcmGGC.-Amid)2(CH2CO)2K}2.K(ε-K)GCG.-Amid
- P748 = (CH2CO.YD.Apc.GDCKGCG.-Amid)2(CH2CO)2K(ε-K)GC.-Amid
- P747 = (CH2CO.YD.Amp.GDCGGCAcmGCAcmGGC.-Amid)2(CH2CO)2K(ε-K)GC.-Amid
- P687 = (CH2CO.YD.Apc.GDCKGG)2K(ε-K)GC.β-Ala.-Amid
- P681 = {(CH2CO.YD.Apc.GDCG)2KG}2K(ε-K)GCG.-Amid
- P667 = (CH2CO.YD.Apc.GDCGGCAcmGCAcmGGC.-Amid)2(CH2CO)2K(ε-K)GC.-Amid
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Die Ergebnisse dieser Experimente
sind in Tabelle II gezeigt (RGDS ist als positive Kontrolle angeführt):
-
-
(Einbuchstabenabkürzungen für Aminosäuren finden sich in G. Zubay,
Biochemistry (2. Aufl.), 1988 (MacMillen Publishing: New York) S.
33, wie in der Legende zu Tabelle I erläutert.
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Diese Ergebnisse zeigen, daß sich die
erfindungsgemäßen Peptidreagentien
in vitro mit hoher Affinität an
spezifische GPIIb/IIIa-Rezeptoren binden.
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BEISPIEL 4
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In-vivo-Abbildung einer
tiefen Venenthrombose unter Verwendung eines mit Tc-99m markierten
spezifisch an Thromben bindenden Peptids in Hunden
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Mischlingshunde (Gewicht 11–16 kg, über Nacht
nüchtern
gehalten) wurden mit einer Kombination von Ketamin und Aceprozamin
i. m. ruhiggestellt und dann mit Natrium-Pentabarbital i. v. narkotisiert. Jedem
Tier wurde ein 18er Angiographiekatheter in die distale Hälfte der
rechten V. femoralis und eine 5 mm oder 8 mm Embolisationsspule
aus Edelstahl, umwickelt mit Dacron® (Cook
Co., Bloomington IN), ungefähr
in der Mitte des Oberschenkels in die V. femoralis eingepflanzt.
Der Katheter wurde wieder entfernt, die Wunde zugenäht und die
Plazierung der Spule durch eine Röntgenaufnahme dokumentiert.
Die Tiere durften sich dann über Nacht
wieder erholen.
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Einen Tag nach der Plazierung der
Spule wurden die Tiere jeweils wieder narkotisiert, in jeden Vorderlauf
wurde ein intravenöser
Dauertropf mit Kochsalzlösung
gelegt, und zur Entnahme von Urin wurde ein Harnblasenkatheter eingeführt. Das
Tier wurde auf dem Rücken
unter eine Gammakamera gelegt, die mit einem Niedrigenergie-Allzweckkollimator
versehen und auf den Photopeak von Tc-99m eingestellt war. Das mit Tc-99m
markierte Peptid [185–370
mBq (5–10
mCi) Tc-99m, 0,2– 0,4
mg Reagens] wurde sequenziell am Einstichpunkt einer der intravenösen Leitungen
in den Vorderläufen
injiziert. Die zweite Leitung diente zur Blutentnahme.
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Die Aufnahme von Bildern mit der
Gammakamera wurde gleichzeitig mit der Injektion begonnen. Während der
ersten 10 min wurden als dynamische Studie (Bildakquisition über 10 sec)
Vorderaufnahmen des Herzens aufgenommen, gefolgt von statischen
Bildern jeweils 1, 2, 3 und 4 h nach der Injektion. Vorderaufnahmen der
Läufe wurden über 500.000
Counts bzw. 20 min (je nachdem, was kürzer ist) aufgenommen, jeweils
bei ungefähr
10–20
min, und ungefähr
1, 2, 3 und 4 h nach der Injektion. Bei der Aufnahme der Bilder
der Läufe wurde
die Blase mit einem Schild aus Blei geschützt.
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Nach der Aufnahme der letzten Abbildung
wurden die Tiere jeweils tief mit Pentobarbital narkotisiert. Zwei
Blutproben wurden mittels einer Herzpunktur unter Verwendung einer
heparinisierten Spritze entnommen, gefolgt von einer tödlichen
Dosis einer gesättigten
Kaliumchloridlösung,
die über
intrakardiale Injektion oder eine intravenöse Bolusinjektion verabreicht
wurde. Die den Thrombus enthaltende V. femoralis, ein ähnlicher
Abschnitt der Vene des gegenüberliegenden
(Kontroll-)Laufes, Gefäßabschnitte
proximal zum Thrombus und Proben des Oberschenkelmuskels wurden
dann vorsichtig herauspräpariert.
Der Thrombus, die Spule und die Dacron-Fasern der Spule wurden dann
aus dem Gefäß herauspräpariert.
Thrombus, die mit Kochsalzlösung
gewaschenen Gewebeproben, Spule und die Dacron®-Fasern
der Spule wurden getrennt, und jede der Proben wurde in ein vorher
ausgewogenes Reagensglas gelegt. Die Proben wurden gewogen und in
einem Gammazähler
zusammen mit bekannten Fraktionen der injizierten Dosen im Tc-99m-Kanal
ausgezählt.
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Das Gewicht des frischen Thrombus,
die injizierte Dosis in Prozent (%ID)/g im Thrombus und im unmittelbar
vor der Tötung
der Tiere erhaltenen Blut sowie das Thrombus/Blut- und Thrombus/Muskel-Verhältnis wurden
bestimmt. Aus den im Computer gespeicherten Abbildungen wurde das
Thrombus/Hintergrund-Verhältnis
durch Analyse der in den Regions-of-interest (ROI) über Thrombus
und angrenzendem Muskel gemessenen Counts/Pixel bestimmt.
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Repräsentative Ergebnisse sind in
Tabelle III gezeigt. Die Peptide sind entsprechend der in Tabelle
II gezeigten chemischen Struktur mit einer Nummer versehen. Aus
diesen Ergebnissen geht hervor, daß sich alle dieser repräsentativen
Peptide, wenn sie wie hier beschrieben mit Tc-99m markiert, verabreicht
und abgebildet werden, als wirksame Mittel zur szintigraphischen
Bilddarstellung in vivo eignen.
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BEISPIEL 5
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Lokalisierung und in-vivo-Abbildung
von atherosklerotischen Plaques unter Anwendung der mit Tc-99m-markierten
Mittel zur szintigraphischen Bilddarstellung in Kaninchen mit Hypercholesterinämie
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New Zealand White- (NZW-)Kaninchen
beiderlei Geschlechts mit einem Gewicht von 2–3 kg werden in zwei Gruppen
aufgeteilt. Die Kontrollgruppe besteht aus 6 Kaninchen, die untergebracht
und mit im Handel erhältlichem
Kaninchenfutter (Purina) gefüttert
werden. Die HC-Gruppe wird von einem Alter von sieben Wochen bis
zu einem Alter von 28 Wochen mit standardisierter cholesterinreicher
Nahrung (Kaninchenfutter, das so gemischt wurde, daß sich eine
1 gew.-%ige Konzentration an Cholesterin ergab) gefüttert. Alle
Tiere erhalten Wasser ad libitum.
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Mit Tc-99m markierte Mittel zur Abbildung
von athersklerotischen Plaques wird wie oben beschrieben dargestellt.
Ungefähr
1000 μg
Peptid werden mit 100–200
mCi Tc-99m markiert und als Einzeldosen von 5–10 mCi (12,5–20,0 μg/Kaninchen;
6–7 μg/kg) in
Dosen mit einem Volumen von 0,5–2,0
ml zubereitet. Den erwachsenen Kaninchen wird jedes der mit Tc-99m
markierten Mittel zur Bilddarstellung intravenös als langsame Bolusinfusion
(ungefähr
0,1 ml/min) in eine laterale Ohrvene verabreicht. Eine Gammakamera
ausgestattet mit einem stecknadelkopfgroßen Kollimator (Apertur 5 mm)
und einem auf Tc-99m eingestellten Energiefenster und so programmiert,
daß über 500.000
Counts akkumuliert werden bzw. über
einen gewünschten
Zeitraum gescannt wird. Kurz vor der Aufnahme werden die Tiere mit
einer Mischung aus Ketamin und Xylazin (5 : 1, 1 ml/kg intramuskulär) betäubt.
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Die Bilder mit der Gammakamera werden
40°–45° unmittelbar über dem
Herzen (Ansicht schräg
von links vorne [left anterior oblique, LAO]) aufgenommen, so daß der Aortenbogen
auszumachen und die absteigende Aorta zu sehen war. Die Bilder werden
15 min und 2 h nach der Injektion aufgenommen. Vor der Aufnahme
der einzelnen Bilder wird je nach Bedarf zusätzliches Betäubungsmittel
verabreicht.
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Nach 2,5 h (nach einem 2 h-Scan)
werden die Tiere durch eine intravenöse Dosis von Natrium-Pentobarbital
getötet.
Bei der Autopsie wird die Aorta entnommen und die abzweigenden Gefäße werden
von der Aortenklappe bis zur Mittelbauchregion freipräpariert.
Mit einem Parallellochkollimator wird die Aorta ex corpora abgebildet.
Anschließend
wird die Aorta in Längsrichtung
geöffnet
und mit Sudan IV angefärbt,
wodurch atherosklerotische Plaques intensiv ziegelrot gefärbt werden.
Unter diesen Bedingungen behält
das lipidfreie und nicht verletzte Aortenendothel sein normales
glänzend-weißrosa Aussehen.
Mit dieser Vorhergehensweise ist es also möglich, das Vorhandensein von
atherosklerotischen Plaques, die mit den erfindungsgemäßen Mitteln
zur szintigraphischen Bilddarstellung nachgewiesen werden, unzweifelhaft
zu bestätigen.
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BEISPIEL 6
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Szintigraphische Abbildung
und biologische Verteilung von mit Tc-99m markierten Mitteln, die
sich in einem Tier-Infektionsmodell selektiv an Entzündungsherde
binden
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New Zealand White- (NZW-)Kaninchen
beiderlei Geschlechts mit einem Gewicht von 2–3 kg wurden in der linken
Wade intramuskulär
mit einem hochwirksamen Escherichia coli-Stamm inokuliert. Nach
24 Stunden wurden die Tiere durch intramuskuläre Injektion von Ketamin und
Xylazin sediert und dann mit mit Tc-99m markiertem Mittel, das sich
selktiv an Entzündungsherde
bindet (2–10
mCi, ≤ 150 μg), injiziert.
Die Tiere wurden dann für
die Abbildung im Gesichtsfeld der Gammakamera (LEAP-Kollimator,
auf den Photopeak von Tc-99m
eingestellt) auf den Rücken
gelegt. Die Tiere wurden über
die erste Stunde nach der Injektion aufgenommen, und anschließend im
Abstand von jeweils ungefähr
1 Stunde über
die nächsten
3 Stunden. Zwischen den Aufnahmen der Bilder konnten sich die Tiere
erholen, und weiteres Betäubungsmittel
wurde je nach Bedarf verabreicht.
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Nach Ende der letzten Aufnahme wurden
die Tiere jeweils durch eine intravenöse Überdosis an Natrium-Pentobarbital getötet und
dann zum Erhalt von Blutproben und Proben von infiziertem Gewebe
und Kontrollgewebe seziert. Die Gewebeproben wurden gewogen und
mit einem Gammastrahlungzähler
ausgezählt; als
Kontrolle wurde mit jeder Probe eine Standardmenge der injizierten
Dosis mitgezählt.
Aus diesen Daten wurde die in den einzelnen Gewebeproben verbliebene prozentuale
Menge an injizierter Dosis pro Gramm Gewebe bestimmt. Dann wurden
zum Nachweis der spezifischen Anreicherung der erfindungsgemäßen radioaktiv
markierten Mittel zur szintigraphischen Bilddarstellung für jedes
Peptid die Verhältnisse
von Prozent der injizierten Dosis pro Gramm infiziertes Gewebe gegenüber nicht
infiziertem Muskelgewebe und von infiziertem Muskelgewebe gegenüber Blut
berechnet.
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Die Ergebnisse dieser Experimente
sind in Tabelle IV gezeigt. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß sich diese
repräsentativen
Mittel als Mittel zur szintigraphischen Bilddarstellung für das Aufspüren von
Entzündungsherden
im Körper
von Säugetieren
eignen.
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BEISPIEL 7
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Inhibierun von [125I-Tyr11]Somatostatin-14-Bindung
an AR42J-Pankreastumorzellmembranen von Ratten
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Daß verschiedene erfindungsgemäße Somatostatinanaloga
dazu in der Lage sind, sich in vitro an Somatostatinrezeptoren zu
binden, wurde in einem Assay auf die durch die Peptidreagentien
vermittelte Inhibierung der Bindung eines radioaktiv markierten
Somatostatinanalogons an Zellmembranen, die Somatostatinrezeptoren
enthalten, gezeigt.
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Die den Somatostatinrezeptor exprimierende
Pankreastumorzellinie AR42J aus Ratten wurde in Dulbeccos modifiziertem
essentiellen Medium (DMEM), das mit 10% fetalem Kälberserum
(FKS) und 8 mM Glutamin ergänzt
worden war, in einer angefeuchteten Atmosphäre mit 5% CO2 bei
37°C kultiviert.
Die geernteten Zellen wurden in kaltem Puffer (50 mM Tris-HCl, pH
7,4) homogenisiert, und das Homogenisat wurde dann bei 4°C 10 min
bei 39.000 g zentrifugiert. Die Pellets wurden einmal mit Puffer
gewaschen und dann in eiskaltem 10 mM Tris-HCl-Puffer (pH 7,4) resuspendiert. Gleiche
Aliquots dieser Zellmembranzubereitung wurden dann mit [125I-Tyr11]Somatostatin-14 (Amersham, Arlington Heights,
IL) in einer Endkonzentration von 0,5 nM bei 750.000 cpm/ml, spezifische
Aktivität
2000 Ci/mmol, und entweder einem erfindungsgemäßen Peptid oder einem Peptid-Rhenium-Komplex
(in einer Endkonzentration im Bereich von 10–11 bis
10–6 M
in 50 mM HEPES-Puffer, pH 7,4, mit 1% Rinderserumalbumin, 5 mM MgCl2, 0,02 mg/ml Bacitracin, 0,02 mg/ml Phenylmethylsulfonylfluorid
und 200.000 IU Trasylol) 25 min bei 30°C inkubiert.
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Nach der Inkubation wurde diese Membranmischung
mittels eines Filtrationskrümmers über einen
mit Polyethylenimin gewaschenen GC/F-Filter (Whatman Ltd., Maidstone,
England) filtriert, und der auf dem Filter verbliebene Rückstand
wurde dreimal mit 5 ml kaltem HEPES-Puffer gewaschen Der Filter
und eine Probe der Filtrierwaschlösungen wurden dann in einem
Gamma-Zähler
ausgezählt.
Zur Bestimmung der unspezifischen Bindung wurde der Assay auch im
wesentlichen wie beschrieben in Gegenwart von 200 mg nicht markiertem Somatostatin-14
durchgeführt.
Durch Datenanalyse einschließlich
Hill-Auftragungen
der Daten erhielt man die Hemmkonstanten wie von Bylund und Yamamura
(1990, Methods in Neurotransmitter Receptor Analysis, Yamamura et
al., Hrsg., Raven Press: N.Y.) beschrieben.
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Es wurden die folgenden Peptide getestet:
- P487 = cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO).K(ε-K)GC.-Amid
- P498 = (DPTA).NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
- P398 = AKCGGGFDYWDKTFT.-Amid
- P524 = (DPTA).NalD.Cpa.YWDKT.Nal.T(ε-K)GCKK.-Amid
- P468 = cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO).(ε-K)GC.-Amid
- P545 = KDKD.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKDKD.-Amid
- P544 = (2-Ketogulonyl)FD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GC.-Amid
- P548 = acetyl.NalD.Cpa.YWDKTFT(ε-K)GCKK.-Amid
- P591 = cyclo(N-CH3)FYWDKV.Hcy.(CH2CO).(ε-K)GCK.-Amid
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Die unter Anwendung dieses Assays
mit den erfindungsgemäßen Reagentien
erhaltenen Ergebnisse sind wie folgt:
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Diese Ergebnisse zeigen, daß sich die
erfindungsgemäßen Peptidreagentien
in vitro mit hoher Affinität an
Somatostatinrezeptoren binden.
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BEISPIEL 8
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Lokalisierung und in-vivo-Abbildung
von Somatostatinrezeptor- (SSTR-)exprimierenden Tumoren in Ratten
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Die in-vivo-Abbildung von von Ratten-Tumorzellen
exprimierten Somatostatinrezeptoren erfolgte im wesentlichen wie
von Bakker et al. (1991, Life Sciences 49: 1593–1601) beschrieben.
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Aufgetaute CA20948-Pankreastumorzellen
von Ratten aus einem gefrorenen geernteten Tumorbrei wurden in einer
Suspension von 0,05 bis 0,1 ml/Tier intramuskulär in den rechten hinteren Oberschenkel
6-Wochen-alter Lewis-Ratten
eingepflanzt. Die Tumore wurden bis zu einer Größe von ungefähr 0,5 bis
2 g wachsen gelassen und geerntet, und der Tumorbrei wurde in eine
zweite naive Gruppe von Lewis-Ratten eingepflanzt. Das Passagieren
wurde auf diese Weise wiederholt, wodurch man Folgegenerationen
an tumortragenden Tieren erhielt. Die für die in-vivo-Studien verwendeten
Tiere stammten gewöhnlich
aus der dritten bis fünften
Passage und trugen Tumore mit einem Gewicht von 0,2 bis 2 g.
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Für
Untersuchungen zur Spezifität
der Anreicherung des Radiotracers in den Tumoren wurde ausgewählten Tieren
30 Minuten vor der Injektion des Radiotracers subkutan eine SSTR-blockierende
Dosis (4 mg/kg) an Octreotid verabreicht. (Bakker et al. haben gezeigt,
daß diese Vorgehensweise
zu einer um 40% geringeren Aufnahme von 111In-[DTPA]-Octreotid
in den Tumor führt.)
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Lewis-Ratten mit CA20948-Tumoren
der dritten bis fünften
Passage wurden festgehalten und intravenös über die Rückenschwanzvene mit einer Dosis
von 0,15–0,20
mCi mit 99mTc markiertem Peptid (entspricht 3
bis 8 μg
Peptid in 0,2 bis 0,4 ml) injiziert.
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Zu bestimmten Zeitpunkten wurden
die Tiere durch Halsumdrehen getötet
und eine ausgewählte
Autopsie durchgeführt.
Die geernteten Gewebeproben wurden gewogen und zusammen mit einem
Aliquot der injizierten Dosis in einem Gamma-Zähler mit Vertiefungen ausgezählt.
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Die Ergebnisse der biologischen Verteilung
ausgewählter
radioaktiv markierter Peptide nach 90 Minuten sind in Tabelle VI
aufgeführt.
Insbesondere 99mTc-P832, 99mTc-P829 und 99mTc-P773 zeigten eine sehr hohe Aufnahme
in den Tumor, und die Tumor/Blut-Verhältnisse zeigen ihre hochspezifische
Aufnahme in das Target- (Tumor-)Gewebe. Aus diesen Ergebnissen geht
hervor, daß sich
repräsentative
erfindungsgemäße Mittel
zur szintigraphischen Bilddarstellung zur in-vivo-Lokalisierung von
Somatostatinrezeptoren exprimierenden neoplastischen Zellen verwenden
lassen und somit als Mittel für
die Radiodiagnose und die Radiotherapie von Krebs geeignet sind.
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Es versteht sich, daß in der
obigen Offenbarung bestimmte spezifische Ausführungsformen der Erfindung
betont werden und daß alle
dazu äquivalenten
Modifikationen bzw. Alternativen mit zum Geist und Schutzbereich
der Erfindung (wie in den beigefügten
Ansprüchen
ausgeführt)
gehören.
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