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Verweis auf eine verwandte
Anmeldung
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der
US-Provisional Application Nr. 60/058,171 ,
Anmeldetag 5. September 1997. Diese Anmeldung wird durch Verweis
zum Gegenstand der Beschreibung gemacht.
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Angaben über öffentliche Förderung
von Forschung oder Entwicklung
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Hintergrund der Erfindung
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Die
Prognose von Patienten, die an Myokardinfarkt oder malignen Tumoren
leiden, hängt
von einer frühen
Diagnose und einem frühen
Eingreifen ab. Daher haben Ärzte
den Wunsch nach verbesserten Abbildungsverfahren, um eine frühe, genaue
Diagnose von schwerwiegenden Gesundheitszuständen, wie Myokardinfarkten
und Tumoren, zu erleichtern.
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Es
gibt Berichte, die darauf schließen lassen, dass verschiedene
Glucose-Analoge (Glucoheptonat, Gluconat, Glucarat), die mit Tc-99m
markiert sind, möglicherweise
für den
Nachweis von Tumoren und akuten Gewebeschädigungen wertvoll sind [1–8]. In
letzter Zeit wurde festgestellt, dass mit Tc-99m markiertes Glucarat,
ein Dicarboxylat-Zucker
mit 6 Kohlenstoffatomen sich sowohl in experimentellen Tumoren als
auch bei akutem Myokardinfarkt anreichert [9–12].
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In
mehreren klinischen und präklinischen
Untersuchungen wurde kürzlich
festgestellt, dass Tc-99m-Glucarat bevorzugt in nekrotischem Gewebe
festgehalten wird [10–12].
Die Lokalisierung von Tc-99m-Glucarat war in nekrotischen Zellen
signifikant stärker
als in normalen Kontrollzellen und lebensfähigen ischämischen Zellen [11]. Es wurde
angeregt, dass dieses Mittel möglicherweise
beim frühen
Nachweis von nekrotischem Myokard und bei der Differenzierung von
ischämischem
Myokard bei Patienten mit akutem Einsetzen von Schmerzen im Brustkorb
geeignet sein kann [10, 12].
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Der
genaue Mechanismus der Lokalisierung von Tc-99m-Glucarat ist derzeit
nicht bekannt. Es wurde jedoch in einem Zellkultursystem gezeigt,
dass die Anwesenheit von Fructose die Anreicherung von Tc-99m-Glucarat
in hypoxischen Zellen verringerte, jedoch die Anreicherung der aeroben
Zellen nicht beeinflusste [3, 13]. Ein Vorschlag für einen
Mechanismus der Aufnahme beruht auf einer verringerten Verfügbarkeit von
Sauerstoff, was zu einer erhöhten
Extraktion von Tc-99m-Glucarat im Tumor und ischämischen Geweben über einen
anaeroben Weg führt
[13].
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Ballinger
et al. berichteten, dass bei Hypoxie die Anwesenheit von Fructose
in Ovarialzellen des chinesischen Hamsters die Anreicherung von
Tc-99m-Glucarat um 30% und von Tc-99m-Gluconat um 40% verringerte,
jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Anreicherung dieser
Tc-99m-markierten
Kohlenhydrate unter aeroben Bedingungen hatte [13]. Auf der Grundlage
dieser Beobachtungen folgerten diese Autoren zusammen mit dem Ausschluss
von Tc-99m-DTPA durch hypoxische Zellen, dass die Zellmembranen
intakt waren und die intrazelluläre
Aufnahme von Tc-99m-Glucarat
und Tc-99m-Gluconat in Beziehung zum Fructose-Transport stand.
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Kürzlich berichteten
Petrov et al., dass die Aufnahme von Tc-99m-Glucarat in einem humanen BT-20-Brusttumormodell
nach 5 Stunden (1,13% ID/g) und nach 8 Stunden (1,21% ID/g) signifikant
größer war als
die Aufnahme von Tc-99m-MIBI und Tc-99m-DTPA [9]. Sie zeigten auch,
dass 50,9% des intrazellulären Tc-99m-Glucarats
sich in den Nuclei anreicherte, 34,3% im Zytoplasma und 14,8% in
den Mitochondrien der Tumorzellen.
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Orlandi
et al. berichteten über
eine starke Affinitätsbindung
von Tc-99m-Glucarat an nekrotisches Myokard bei Hunden mit experimentellem
Myokardinfarkt [8]. Jedoch fanden sie keine Anreicherung von Tc-99m-Glucarat in hypoxischem,
jedoch lebensfähigem
Myokard. Gleichermaßen
stellten Yaoita et al. eine ausgeprägte Aufnahme von Tc-99m-Glucarat
bei akuter Zerebralschädigung
fest, jedoch keine Aufnahme in lebensfähigem Gewebe [7]. Tc-99m-Glucarat
konzentrierte sich im Zentrum der zerebralen Schädigung, während F-18-FDG in dieser Region
vermindert war. Diese ungleiche Verteilung von F-18-FDG und Tc-99m-Glucarat
wurde als ein Anzeichen dafür
interpretiert, dass Tc-99m-Glucarat sich nicht als ein Glucose-Analoges verhält.
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Trotz
der vielversprechenden Verwendungsmöglichkeit als mögliche Abbildungsmittel,
sind Tc-99m-Glucurat und andere mit Tc-99m markierte Glucose-Analoge,
die aus dem Stand der Technik bekannt sind, mit dem Nachteil einer
instabilen Tc-99m-Markierung behaftet. Tatsächlich werden Tc-99m-markiertes Gluconat
und Glucarat als Tc-99m-Spendersubstrate bei Transchelierungsreaktionen
zur Markierung von Antikörpern
und Peptiden verwendet [16, 17]. Derzeit werden Kits mit einem Gehalt
an Tc-99m-markiertem
Gluconat oder Glucarat bei Transchelierungsreaktionen zur Markierung
von Polypeptiden verwendet. Reduziertes Tc-99m wird auf verschiedene
Liganden, wie Antikörper
und Peptide, aus Tc-99m-markiertem Gluconat oder Glucarat übertragen,
und zwar aufgrund der relativ geringen Bindungsaffinität von Tc-99m
in Bezug zu diesen Kohlenhydratmolekülen. Das Potential zur in vivo-Übertragung
von Tc-99m aus Tc-99m-markiertem Gluconat oder Glucarat auf Polypeptide
lässt es
fraglich erscheinen, ob die Verwendung von Tc-99m-markiertem Gluconat
oder Glucarat bei der Gewebeabbildung ratsam ist, da die Markierung
von Proteinen durch Tc-99m möglicherweise
die normale Funktionsweise der Proteine stört.
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Mit
Technetium markierte Komplexe, die wasserlösliche Mercaptane enthalten,
zur Verwendung bei der Nierenabbildung wurde im
US-Patent 4 208 398 beschrieben.
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Es
besteht ein Bedürfnis
nach Verfahren und Zusammensetzungen zur Abbildung von Tumoren und akuten
ischämischen
Gewebeschädigungen
beim Menschen sowie nach Verfahren, die es ermöglichen, neue akute Gewebeschädigungen,
wie solche, die durch neue Herzanfälle am Herzgewebe verursacht
werden, von normalem Gewebe und älteren
Schädigungen
zu unterscheiden.
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Kurze zusammenfassende Darstellung
der Erfindung
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Wir
haben festgestellt, dass es möglich
ist, zwischen einer akuten ischämischen
Gewebeschädigung und
normalem Gewebe oder älteren
Schädigungen
durch ein Verfahren zu unterscheiden, dass die intravenöse Verabreichung
einer wirksamen Menge eines Komplexes von 5-Thio-D-glucose und Technetium-99m (Tc-99m-5-Thioglucose)
an einen Patienten und das anschließende Scannen des Patienten
unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeits-gamma-Kamera oder eines ähnlichen
Instruments umfasst. Von neu geschädigtem ischämischen Gewebe wird mehr 5-Thio-D-glucose-Technetium-99m-Komplex
aufgenommen als durch normales oder schon länger geschädigtes Gewebe. Daher ist es
möglich,
das akute ischämische
geschädigte Gewebe
klar zu identifizieren und zu erkennen.
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Der
erfindungsgemäße Komplex
kann vorzugsweise hergestellt werden, indem man 10 mg 5-Thio-D-glucose
in 1 ml Kochsalzlösung
mit wenig darin gelöstem
Sauerstoff in einem 10 ml fassenden Fläschchen löst, 0,01–2,0 mg Zinn(II)-chlorid als
Quelle für
Zinn-Ionen zusetzt und anschließend
das Gemisch unter Bildung eines leicht rekonstituierbaren Feststoffes
lyophilisiert. Gegebenenfalls kann ein Antioxidationsmittel, wie
Gentisinsäure,
dem zu lyophilisierenden Gemisch zugesetzt werden. Zum Zeitpunkt
der Verwendung wird der lyophilisierte Feststoff in Fläschchen
mit bis zu 3 700 MBq (99mTc)-Pertechnetat
in 1–3
ml isotonischer Kochsalzlösung
rekonstituiert, um den erwünschten
Komplex aus 5-Thioglucose
und Tc-99m zu bilden. 370–740
MBq der den Komplex enthaltenden Lösung werden sodann intravenös einem
Patienten injiziert und der Patient wird mit einer gamma-Kamera
gescannt. Wie vorstehend ausgeführt,
ist zu erwarten, dass etwaiges akutes ischämisches Gewebe mehr von dem
Komplex aufnimmt, als normales oder vor längerer Zeit geschädigtes Gewebe,
so dass leicht eine Unterscheidung vorgenommen werden kann.
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Wir
haben ferner festgestellt, dass der Tc-99m-5-Thioglucose-Komplex
bevorzugt von Tumorgewebe aufgenommen wird. Daher kann der Komplex
auch dazu eingesetzt werden, Tumoren zu identifizieren und zu lokalisieren.
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Die
Vorteile unserer Erfindung gegenüber
früheren
Verfahren zur Abbildung von akutem ischämischem Gewebe und von Tumoren
sind für
den Fachmann ersichtlich.
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Gemäß einem
Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Komplex, der Technetium-99m
(Tc-99m) und 5-Thio-D-glucose umfasst, zur Verwendung bei der Diagnose
oder Therapie.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines Komplexes von mit Tc-99m markierter 5-Thio-D-glucose, wobei
das Verfahren die Stufe der Kombination von 5-Thio-D-glucose, Zinn-Ionen und einer Lösung von
Tc-99m in einem pharmazeutisch verträglichen Lösungsmittel umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kit, das 5-Thio-D-glucose und Zinn-Ionen
umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Komplexes,
der 5-Thio-D-glucose und Tc-99m umfasst, bei der Herstellung eines
Arzneimittels zur in vivo-Abbildung eines akuten ischämischen
Gewebes bei einem Säugetiersubjekt,
umfassend die folgenden Stufen:
- (a) das Abgeben
einer wirksamen Menge des Komplexes an das Säugetiersubjekt; und
- (b) das Scannen des Subjekts zur Bestimmung der Verteilung des
Komplexes im Subjekt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Komplexes,
der 5-Thio-D-glucose und Tc-99m umfasst, bei der Herstellung eines
Arzneimittels zur Abbildung eines Tumors bei einem Säugetiersubjekt,
umfassend die folgenden Stufen:
- (a) das Abgeben
einer wirksamen Menge des Komplexes an das Säugetiersubjekt; und
- (b) das Scannen des Subjekts zur Bestimmung der Verteilung des
Komplexes im Subjekt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch eine diagnostische Zusammensetzung,
die einen mit Technetium markierten 5-Thio-D-glucose-Komplex umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Zusammensetzung, die
5-Thio-D-glucose und Zinn-Ionen umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur in vivo-Abbildung von akutem
ischämischem Gewebe
oder eines Tumors bei einem Säugetiersubjekt,
umfassend das Scannen des Subjekts zur Bestimmung der Verteilung
eines Komplexes, der 5-Thio-D-glucose und Tc-99m umfasst, im Subjekt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur in vivo-Abbildung von akutem
ischämischem Gewebe
oder eines Tumors bei einem Säugetiersubjekt,
umfassend das Scannen des Subjekts zur Bestimmung der Verteilung
eines Mittels, das eine Kombination aus 5-Thio-D-glucose, Zinn-Ionen
und eine Lösung von
Tc-99m umfasst, im Subjekt.
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Die
vorliegende Erfindung kann bei der zur Bereitstellung eines Verfahrens
zur in vivo-Gewebeabbildung verwendet werden, das den Nachweis und
die Behandlung von pathologischen Zuständen, einschließlich z.
B. von akutem ischämischem
Gewebe und von Tumoren, erleichtert.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Stoffzusammensetzung zur in vivo-Anwendung bei der Gewebeabbildung.
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Die
erfindungsgemäße Stoffzusammensetzung
ist insofern vorteilhaft, als sie stabil ist und leicht aus Plasma
und Urin abgetrennt werden kann.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich beim Studium der Beschreibung und der Ansprüche.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich zur in vivo-Abbildung von Gewebe
bei einem Säugetierobjekt, umfassend
die folgenden Stufen:
- (a) das Abgeben eines
Komplexes, der 5-Thio-D-glucose und Tc-99m umfasst, in einer wirksamen
Menge an das Subjekt; und
- (b) das Scannen des Subjekts zur Bestimmung der Verteilung des
Komplexes von Stufe (a) im Subjekt.
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Es
gibt mehrere wichtige Faktoren, die bei der Konzeption und Entwicklung
von Abbildungsmitteln zu berücksichtigen
sind. Das Mittel soll differenziell zwischen normalen Zellen und
erkrankten Zellen oder Zellen, die mit einem Krankheitszustand in
Verbindung stehen, verteilt werden. Ein geeignetes Abbildungsmittel
soll insofern relativ stabil sein, als es nicht übermäßig mit biochemischen Stoffen,
die im Körper
auftreten, reagiert. Ferner sollen geeignete Abbildungsmittel leicht
aus dem Körper
ausgeschieden werden.
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Die
Stabilität
eines mit Tc-99m markierten Glucose-Analogen lässt sich durch Markierung über ein Thio-Ersatzprodukt
erheblich verbessern. Unter den Glucose-Analogen stellt 5-Thio-D-glucose
das am engsten verwandte Analoge von D-Glucose dar [14]. Im Laufe
der Jahre hat sich 5-Thio-D-glucose
als wertvolles Werkzeug bei der Untersuchung der Biochemie des Ausgangs-D-Glucose-Moleküls erwiesen,
da die Anwesenheit der 5-Thiogruppe
die biochemischen Eigenschaften des Moleküls nicht beeinträchtigt.
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Die
Beispiele liefern Einzelheiten über
die Herstellung eines mit Tc-99m markierten 5-Thio-D-glucose-Komplexes
(Tc-99m-5TG) unter Anwendung einer Reduktion mit Zinn-Ionen [15].
Es wurde festgestellt, dass der auf diese Weise hergestellte Tc99m-5TG-Komplex
hochgradig stabil ist. Die Stabilität wird gemessen als der prozentuale
Anteil von 5TG, der 24 Stunden nach Bildung des Komplexes mit Tc-99m
markiert ist. Vorzugsweise sind nach 24 Stunden mindestens 90% des
5TG mit Tc-99m markiert. Insbesondere sind nach 24 Stunden mindestens
95% oder sogar 98% des 5TG mit Tc-99m markiert.
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Der
erfindungsgemäße Komplex
wird hergestellt, indem man 5-Thio-D-glucose in einem geeigneten Lösungsmittel,
wie normaler Kochsalzlösung
(0,85 M NaCl), mit einem geringen Anteil an gelöstem Sauerstoff löst, eine
Quelle für
Zinn-Ionen, wie Zinn(II)-chlorid oder zweiwertiges Zinn, zusetzt
und das Gemisch zur Bildung eines Feststoffes, der bequem gelagert
und bei Bedarf leicht rekonstituiert werden kann, lyophilisiert.
Vorzugsweise sind 10 mg 5-Thio-D-glucose und 74 μg Zinn-Ionen vorhanden. Gegebenenfalls
kann ein Antioxidationsmittel, wie Gentisinsäure, dem zu lyophilisierenden
Gemisch zugesetzt werden.
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In
den Beispielen wird gezeigt, dass Zinnverbindungen und Zinnchlorid
sich zur Herstellung von Tc-99m-5TG eignen. Es wird erwartet, dass
andere Quellen für
Zinn-Ionen gleichermaßen
bei der praktischen Ausübung
der Erfindung geeignet sind.
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Zum
Anwendungszeitpunkt wird der lyophilisierte Feststoff mit 185 bis
370 MBq [99mTC] Pertechnetat in isotonischer
Kochsalzlösung
pro mg 5-Thio-D-glucose
rekonstituiert, um den erwünschten
Komplex aus 5- Thioglucose
und Tc-99m zu bilden. Es wird angenommen, dass beliebige pharmazeutisch
verträgliche
Trägerstoffe,
in denen der Komplex löslich
ist, erfindungsgemäß verwendet
werden können.
Der Fachmann erkennt, dass man mit Tc-99m markierte 5TG herstellen
kann, indem man eine Lösung
von 5-TG und Zinn-Ionen mit einer Lösung von Tc-99m vereinigt,
ohne zuerst die Lösung
von 5-TG und Zinn-Ionen zu lyophilisieren.
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In
den nachstehenden Beispielen wurde ein Präparat von mit Tc-99m markiertem
5-TG hergestellt, indem lyophilisiertes 5-TG und Zinn-Ionen mit
einer Tc-99m-Lösung
rekonstituiert wurden und das Gemisch 30 Minuten bei Raumtemperatur
vor Durchführung
der chromatographischen Analyse inkubiert wurde. Vernünftigerweise
lässt sich
erwarten, dass mit Tc-99m markiertes 5TG auch unter Anwendung kürzerer oder
längerer Inkubationsperioden
hergestellt werden kann. Vorzugsweise soll die Inkubation mindestens
10 Minuten lang erfolgen, um einen hohen Wirkungsgrad der Markierung
zu gewährleisten.
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Zur
Abbildung von Tumoren bei Mäusen
wurde ein Volumen einer Tc-99m-5TG-Lösung, die
zur Abgabe von etwa 9 bis 10 MBq Tc-99m-TG/kg Körpergewicht ausreichte, intravenös den Mäusen injiziert.
Wir nehmen an, dass beim Menschen eine Injektion eines Volumens
einer Tc-99m-5TG-Lösung,
die etwa 370–740 MBq
enthält,
beim abzubildenden Patienten (5 bis 10 MBq/kg Körpergewicht) geeignet ist,
um Gewebe im Patienten abzubilden. Vorzugsweise wird das Scanning-Mittel
auf intravenösem
Wege nicht mehr als 3 Stunden nach der Herstellung verabreicht.
Anschließend
wird das Subjekt einem Scanning-Vorgang unterzogen. Vorzugsweise
wird das Scannen 1 bis 6 Stunden nach der Verabreichung durchgeführt.
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Die
nachstehenden Beispiele beschreiben die biologische Verteilung von
Tc-99m-TG unter Verwendung von normalen Kaninchen- und Mäusetumormodellen,
denen intravenös
Tc-99m-TG injiziert worden ist. Wir haben festgestellt, dass es
möglich
ist, zwischen einer akuten ischämischen
Gewebeschädigung
und normalem Gewebe oder älteren
Schädigungen
zu unterscheiden, und zwar mit einem Verfahren, das die intravenöse Verabreichung
einer wirksamen Menge eines Komplexes aus 5-Thio-D-glucose und Tc-99m an ein Subjekt
und das anschließende
Scannen des Subjekts unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeits-gamma-Kamera
oder eines ähnlichen
Instruments umfasst. Von neu geschädigtem ischämischem Gewebe wird mehr 5-Thio-D-glucose-Tc-99m-Komplex
als von normalem Gewebe aufgenommen. Daher ist es möglich, das akute,
ischämisch
geschädigte
Gewebe klar zu identifizieren und darzustellen. Es wurde festgestellt,
dass der Tc-99m-5-Thioglucose-Komplex bevorzugt von Tumorgewebe
aufgenommen wird. Daher kann der Komplex auch dazu herangezogen
werden, die Identifizierung und Lokalisierung von Tumoren zu unterstützen.
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Es
lässt sich
erwarten, dass die Verfahren und die Stoffzusammensetzung der vorliegenden
Erfindung in wirksamer Weise bei beliebigen Säugetierspezies, einschließlich Menschen,
eingesetzt werden können.
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Die
folgenden nicht-beschränkenden
Beispiele dienen reinen Erläuterungszwecken.
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Beispiele
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Herstellung von Tc-99m-5TG
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Tc-99m-TG
wurde unter Verwendung von 74 μg
Zinn(II)-verbindung, 10 mg 5-Thio-D-glucose (Aldrich Chemical Company,
Milwaukee, WI) und 50–100
mCi (1,85–3,7
GBq) Tc-99m-Pertechnetat in einem Endvolumen von 2–4 ml hergestellt.
Nach 30-minütiger
Inkubation bei Raumtemperatur wurde die Lösung unter Verwendung von Whatman
3MM-Papierstreifen bei Entwicklung in Methylethylketon (MEK) und
von Gelman-Instant-Dünnschicht-Kieselgel
(ITLC-SG)-Streifen bei Entwicklung in Kochsalzlösung chromatographiert.
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Der
Markierungswirkungsgrad von Tc-99m-TG betrug 98,5 ± 0,8%
und blieb mehr als 24 Stunden stabil. Etwaiges nicht-umgesetztes
Tc-99m-Pertechnetat,
das als Verunreinigung vorhanden ist, erscheint an der Lösungsmittelfront
an den in MEK entwickelten Chromatogrammen. Unlösliche Tc-99m-Spezies erscheinen
an der Aufsetzstelle des Kochsalzlösungschromatogramms.
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Die
Markierungsreaktion kann unter Verwendung des gleichen Zinnreduktionsverfahrens
und eines Kits mit geeigneten Verhältnissen von 10 mg 5-Thio-D-glucose
und Zinn-Ionen durchgeführt
werden. Wir nehmen beispielsweise an, dass ein Kit, das etwa 10
mg 5-Thio-D-glucose und etwa 0,01 bis 2 mg Zinn(II)-verbindung in
Form von Zinn-chlorid-dihydrat oder Zinn-fluorid geeignet ist.
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Pharmakokinetische Studien von Tc-99m-5TG
an normalen Kaninchen
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Pharmakokinetische
Studien wurden unter Verwendung von männlichen New Zealand-Kaninchen durchgeführt. 20 μCi/kg (0,74
Mbq/kg) Tc-99m-TG wurden nach Hydratisierung mit 15 ml/kg normaler
Kochsalzlösung
intravenös
injiziert. Arterielle Blutproben wurden 2,5, 5, 7,5, 10, 15, 30,
45 und 60 Minuten nach der Injektion gewonnen. Plasmaproben wurden
in einem NaI-Szintillationszähler
getestet. Die Ergebnisse wurden auf Unterschiede des Probengewichts
und radioaktiven Zerfall korrigiert. Die Ausscheidung mit dem Urin
wurde aus einer 60 Minuten-Urinprobe und dem Urinvolumen bestimmt.
Die Plasma- und Nieren-Clearance-Werte wurden unter Anwendung eines
biexponentiellen Modells berechnet. Die Plasma-Protein-Bindung wurde aus 15
Minuten-Plasmaproben unter Anwendung von Ultrafiltration bestimmt
(Ultrafree-PFL-Filteranlagen, UFP2 LGC 24, Millipore Corporation,
Redford, MA).
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Die
biologische Verteilung von Tc-99m-TG in Kaninchen ergab eine frühe und anhaltende
Anreicherung in den Nieren. Die Plasma- und Nieren-Clearance vom Tc-99m-TG
betrug 14,5 ± 2
ml/min bzw. 11,3 ± 3 ml/min.
Eine untergeordnete extrarenale (hepatobiliäre) Ausscheidung ist für diese
Differenz verantwortlich. Tc-99m-TG wurde rasch von den Nieren in
den Urin ausgeschieden (53 ± 5%
1 Stunde nach der Injektion). Die Protein-Bindung betrug 32 ± 0,2%. Dieses günstige pharmakokinetische
Muster von Tc-99m-TG ergibt hohe Verhältnisse von Ziel zu Hintergrund,
was wiederum den Nachweis von Läsionen
verstärkt.
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Pharmakokinetische Studien von Tc-99m-5TG
an Mäusen
mit Tumoren
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Tumor-Lokalisierungsexperimente
wurden unter Verwendung von männlichen
Mäusen
vom C57BL/6-Stamm (18–20
g), die ein MC26-Kolonkarzinom aufwiesen, durchgeführt. 5 μCi (185 kBq)
Tc-99m-TG wurden in die Schwanzvene der Mäuse injiziert. Die Tiere wurden
durch zervikale Dislokation 1, 2 und 3 Stunden nach der Injektion
getötet.
Gewebeproben wurden jeder Maus entnommen, gewogen und in einem NaI-Szcintillationszähler ausgezählt.
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Die
biologische Verteilung von Tc-99m-TG in Mäusen mit MC26-Kolonkarzinom wurde
zur Bestimmung der Tumorlokalisierung und der Verhältnisse
von Tumor zu Nichttumor herangezogen. In Tabelle 1 sind die Konzentrationen
von Tc-99m-TG in Tumorgewebeproben angegeben, die 1 und 3 Stunden
nach der Injektion aus dem Oberschenkel von Mäusen mit MC26-Tumoren im Oberschenkel
entnommen worden sind. Die Tc-99m-TG-Konzentrationen sind als prozentuale
Aufnahme von injizierter Radioaktivität pro Gramm Gewebe angegeben.
Proben von normalem Muskel, die aus dem kontralateralen Oberschenkel
entnommen worden waren, dienten als Hintergrundkontrolle. Repräsentative
Verhältnisse
von Tumor zu Hintergrund sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
Die Tumoraufnahme von Tc-99m-TG betrug nach 1 Stunde 1,6 ± 0,3%.
Dieser Wert nahm 2 und 3 Stunden nach der Injektion geringfügig auf
1,3 ± 0,03%
bzw. 1,2 ± 0,3%
ab. Trotz einer geringfügigen
Abnahme der Tumorkonzentration im Laufe der Zeit ergab sich eine
kontinuierliche Zunahme der Verhältnisse
von Tumor zu Muskel 1 Stunde (2,7:1) und 3 Stunden (4:1) nach der
Injektion, was auf eine allmähliche
Abnahme des Hintergrunds zurückzuführen ist.
Diese Ergebnisse zeigen, dass sich akzeptable Verhältnisse
von Ziel zu Hintergrund relativ bald nach Verabreichung des Mittels
erreichen lassen. Die Aufnahme von Tc-99m-TG nach 1 Stunde in der
Schilddrüse
(0,17 ± 0,06%)
und im Magen (0,46 ± 0,13%)
war gering. Die Aufnahmen von Tc-99m-TG
in Schilddrüse
und Magen nahmen im Laufe der Zeit noch weiter ab auf 0,05 ± 0,02%
bzw. 0,2 ± 0,05%.
Dies bestätigt
unsere Hypothese, dass Tc-99m-TG in vivo hochgradig stabil ist und nur
einen minimalen oder gar keinen Abbau zu Tc-99m-Pertechnetat aufweist.
Die biologische Verteilung von Tc-99m-TG in den restlichen Organen
(angegeben als prozentuale Aufnahme der injizierten Dosis pro Organ) ist
in Tabelle 2 angegeben. Niere (2,62 ± 0,24%) und Leber (2,54 ± 0,37%)
wiesen die höchste
Aufnahme auf. Die Aufnahme von Tc-99m-TG in der Leber nahm im Laufe
der Zeit ab, während
die Niere eine Zunahme zeigte was auf eine Nierenrindenanreicherung
hinweist.
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Bei
Mäusen,
die nicht-radioaktive D-Glucose erhalten hatten, zeigten die Daten
für die
biologische Verteilung unter Anwendung des MC26-Kolon-Krebsmodells erhöhte Konzentrationen
an Tc-99m-5-Thioglucose im Blut und Körperhintergrund, während die
Tumoraufnahme von Tc-99m-5-Thioglucose um den Faktor 2 vermindert
war. Diese Befunde lassen darauf schließen, dass die Aufnahme von
Tc-99m-5-Thioglucose in Verbindung mit dem Transport von D-Glucose
steht und von Variationen der Blutkonzentrationen unabhängig ist. Tabelle 1 Lokalisierung von Tc-99m-TG, angegeben
als prozentualer Anteil der injizierten Dosis pro Gramm (% ID/g)
Tumorgewebe. Die Werte stellen Mittelwerte von % ID/g und die Standardabweichung
vom Mittelwert dar (n = 5).
| Gewebe | 1
Stunde | 2
Stunden | 3
Stunden |
| Tumor | 1,6 ± 0,3 | 1,4 ± 0,1 | 1,2 ± 0,3 |
| Muskeln | 0,6 ± 0,1 | 0,5 ± 0,1 | 0,3 ± 0,1 |
| Tm/Mus | 2,7/1 | 2,8/1 | 4,0/1 |
Lokalisierung
von Tc-99m-TG und C
14-2-Desoxyglucose (C
14-DG) in MX-1-Tumoren
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Um
das Muster der Lokalisierung von Tc-99m-TG in Tumoren besser zu
verstehen, wurde die autoradiographische biologische Verteilung
von Tc-99m-TG mit
der von C14-DG in Nacktmäusen (18–20 g) mit Xenotransplantaten
des humanen MX-1-Brusttumors verglichen. 3 mCi (111 MBq) Tc-99m-5TG
und 5 μCi
(185 kBq) C14-DG wurden gleichzeitig in
die Schwanzvene der Mäuse
injiziert. Autoradiogrammschnitte, die die Tumoren und lebenswichtige
Organe der Mäuse
umfassten, wurden nach 20 Minuten, 1 Stunde und 3 Stunden nach der Injektion
gewonnen und unter gleichzeitiger Tc-99m- und C14-Einwirkung
der gleichen Schnitte entwickelt.
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Die
autoradiographische biologische Verteilung von Tc-99m-TG in MX-1-Brusttumor zeigte
eine stärkere
und anhaltendere Tumorlokalisierung für Tc-99m-TG, verglichen mit
C
14-DG. Die Anreicherung sowohl von Tc-99m-TG
als auch von C
14-DG im gleichen Tumor zeigte
signifikant unterschiedliche Muster. Tc-99m-TG konzentrierte sich
im Zentrum der Tumoren, während
C
14-DG
in diesem zentralen Bereich eine verringerte Aktivität aufwies,
was darauf schließen
lässt,
dass Tc-99m-TG eine höhere
Avidität
für den
zentralen Nekrosebereich aufweist. Tabelle 2 Biologische Verteilung von Tc-99m-TG als
prozentualer Anteil der injizierten Dosis pro Organ (% ID/Organ)
in Mäusen.
Die Werte stellen Mittelwerte von % ID/Organ und die Standardabweichung
des Mittelwerts dar (n = 5).
| Gewebe | 1
Stunde | 2
Stunden | 3
Stunden |
| Herz | 0,17 ± 0,03 | 0,12 ± 0,01 | 0,13 ± 0,03 |
| Lunge | 0,41 ± 0,02 | 0,34 ± 0,02 | 0,29 ± 0,07 |
| Leber | 2,54 ± 0,37 | 2,33 ± 0,17 | 1,88 ± 0,77 |
| Nieren | 2,62 ± 0,24 | 2,43 ± 0,20 | 2,95 ± 0,49 |
| Magen | 0,46 ± 0,13 | - | 0,20 ± 0,05 |
| Schilddrüse | 0,17 ± 0,06 | - | 0,05 ± 0,02 |
-
Die
hier angegebenen Befunde liefern den Nachweis, dass Tc-99m-TG ein
wertvolles Abbildungsmittel darstellt und seine Verwendung die Therapieplanung
sowie Vorhersagen über
die Reaktion eines Tumors auf eine Behandlung erleichtert. Die Anreicherung
von Tc-99m-TG in der zentralen nekrotischen Zone von Tumoren verläuft eng
parallel mit der Tc-99m-Glucarat-Verteilung
in zentralen nekrotischen Regionen von Myokardinfarkten und akuten
zerebralen Schädigungen,
wie von Orlandi et al. [8] bzw. Yaoita et al. [7] beschrieben wurde.
Diese Daten zeigen einen klaren Gegensatz zwischen den Tumorlokalisierungen
von Tc-99m-5-Thioglucose
und 2-Desoxyglucose, was auf die Möglichkeit hinweist, Tc-99m-5-Thioglucose
bei der Abbildung von ischämischem
Tumorgewebe zu verwenden.
-
Der
Mechanismus der Lokalisierung von Tc-99m-TG in Tumoren und in ischämischen
Schädigungen ist
nicht bekannt. Tumore und ischämisches
Gewebe stellen Bereiche mit einer geringen Sauerstoffspannung dar.
Eine verringerte Verfügbarkeit
von Sauerstoff verursacht eine erhöhte Extraktion von Glucose über einen anaeroben
Stoffwechselweg. Es wurde berichtet, dass sich einige mit Tc-99m
markierte Kohlenhydrat-Liganden in Tumoren und hypoxischen Zellen über ein
Zuckertransportsystem anreichern [1–3, 9, 13]. Andere Autoren
berichten, dass Tc-99m-Kohlenhydrat-Liganden in nekrotischem, jedoch
lebensfähigem
Gewebe aufgrund ihrer Bindung an mitochondrielles Protein, Zytochrom-oxidase,
zurückgehalten
werden [7, 8, 10–12]. Diese
letztgenannte hypothetische Erklärung
erfordert das Aufbrechen von Zellmembranen während der Nekrose. Ein akuter
Infarkt zeigt ein Gemisch aus nekrotischem und ischämischem
Gewebe. Daher spielen möglicherweise
beide hypothetischen Wege unter Beteiligung eines anaeroben Transports
in ischämischen
Bereichen und unter Beteiligung einer mitochondriellen Bindung in
nekrotischen Zellen eine Rolle bei der Extraktion und Retention
der Kohlenhydrat-Liganden im akuten Infarkt.
-
Wir
ziehen es in Betracht, dass ein einstufiges Kit, das gefriergetrocknete
5-Thio-D-glucose und Zinn(II)-chlorid-dihydrat enthält, in effizienter
Weise hergestellt und zur Herstellung eines mit Tc-99m markierten
5-Thio-D-glucose-Komplexes verwendet werden kann.
-
Sämtliche
in dieser Patentanmeldung zitierten Veröffentlichungen werden durch
Verweis zum Gegenstand der Beschreibung gemacht.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen
beschränkt,
sondern soll sämtliche
Modifikationen und Variationen, die unter den Umfang der nachstehenden
Ansprüche
fallen, umfassen.
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