EA040690B1 - 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA AS A RADIOPHARMACEUTICAL FOR DETECTION OF OVEREXPRESSION OF PROSTATE-SPECIFIC MEMBRANE ANTIGEN - Google Patents

99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA AS A RADIOPHARMACEUTICAL FOR DETECTION OF OVEREXPRESSION OF PROSTATE-SPECIFIC MEMBRANE ANTIGEN Download PDF

Info

Publication number
EA040690B1
EA040690B1 EA201892668 EA040690B1 EA 040690 B1 EA040690 B1 EA 040690B1 EA 201892668 EA201892668 EA 201892668 EA 040690 B1 EA040690 B1 EA 040690B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
hynic
psma
prostate
radiopharmaceutical
edda
Prior art date
Application number
EA201892668
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Флорес Гуйллермина Ферро
Гарстиа Бланка Эли Окампо
Куэвас Клара Летиция Санос
Гутьерраз Мирна Алехандра Луна
Вега Эрика Патрисия Азорин
Мансилла Нэллели Патрисия Хименез
Original Assignee
Институто Националь Дэ Инвестигасьонес Нуклеарес
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институто Националь Дэ Инвестигасьонес Нуклеарес filed Critical Институто Националь Дэ Инвестигасьонес Нуклеарес
Publication of EA040690B1 publication Critical patent/EA040690B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к новому радиофармацевтическому препарату, который представляет собой ингибитор простатспецифического мембранного антигена (iPSMA), содержащий гидразиноникотинамид (HYNIC) в качестве химической группы, крайне важной для повышения липофильности молекулы для связывания с гидрофобными сайтами PSMA, в сочетании с обычным применением HYNIC в качестве хелатирующего агента для радиоактивного металла 99mTc в случае, когда для заполнения координационной сферы этого радиоактивного металла используется этилендиаминдиуксусная кислота (EDDA). В медицинской радиологии методами молекулярной визуализации SPECT (ОФЭКТ, однофотонной эмиссионной компьютерной томографии) новый радиофармацевтический препарат 99mTcEDDA/HYNIC-iPSMA обнаруживает с высокой аффинностью in vivo белок PSMA, сверхэкспрессируемый в раковых клетках предстательной железы.The present invention relates to a novel radiopharmaceutical that is a prostate-specific membrane antigen (iPSMA) inhibitor containing hydrazinonicotinamide (HYNIC) as a chemical moiety critical to increase the lipophilicity of the molecule for binding to hydrophobic sites of PSMA, in combination with the conventional use of HYNIC as 99m Tc radioactive metal chelating agent when ethylenediaminedioacetic acid (EDDA) is used to fill the coordination sphere of this radioactive metal. In medical radiology, using SPECT molecular imaging techniques, the new radiopharmaceutical 99m TcEDDA/HYNIC-iPSMA detects with high affinity in vivo the PSMA protein overexpressed in prostate cancer cells.

Сведения о предшествующем уровне техникиBackground Art Information

Рак предстательной железы (простаты) (PCa) является вторым по распространённости в мире раковым заболеванием у мужчин [Jemal A. et al. Cancer statistics, 2010. CA Cancer J. Clin. 2010, 60: 277-300]. У пациентов с локализованным PCa пятилетняя выживаемость при наличии рака приближается к 100%; однако у пациентов с метастазами пятилетняя выживаемость составляет 31% [Wei Q. et al. Global analysis of differentially expressed genes in androgen-independent prostate cancer. Prostate Cancer Prostatic Dis. 2007, 10: 167-174]. Почти все пациенты с метастазами сначала хорошо реагируют на антиандрогенную терапию. Однако основной причиной смерти пациентов с PCa является прогрессирование заболевания до андрогеннезависимого состояния.Prostate cancer (PCa) is the second most common cancer in men in the world [Jemal A. et al. Cancer statistics, 2010. CA Cancer J. Clin. 2010, 60: 277-300]. In patients with localized PCa, the five-year survival rate in the presence of cancer approaches 100%; however, in patients with metastases, the five-year survival rate is 31% [Wei Q. et al. Global analysis of differentially expressed genes in androgen-independent prostate cancer. Prostate Cancer Prostatic Dis. 2007, 10: 167-174]. Almost all patients with metastases initially respond well to antiandrogen therapy. However, the main cause of death in patients with PCa is the progression of the disease to androgen-independent state.

Фермент глутамат карбоксипептидаза II, также известный как простатспецифический мембранный антиген (PSMA), экспрессируется в эпителиальных клетках предстательной железы и сверхэкспрессируется в высокой степени в 95% случаев рака простаты на поздней стадии. Уровни экспрессии PSMA напрямую коррелируют с андрогенной независимостью, метастазированием и прогрессированием PCa [Santoni M. et al. Targeting prostate-specific membrane antigen for personalized therapies in prostate cancer: morphologic and molecular backgrounds and future promises. J. Biol. Regul. Homeost Agents. 2014, 28: 555563]. Поэтому PSMA является подходящей молекулярной мишенью для обнаружения метастатического рака простаты посредством визуализации и лучевой терапии с использованием специфических радиофармацевтических препаратов.The enzyme glutamate carboxypeptidase II, also known as prostate-specific membrane antigen (PSMA), is expressed in prostate epithelial cells and is highly overexpressed in 95% of advanced prostate cancers. PSMA expression levels directly correlate with androgen independence, metastasis, and PCa progression [Santoni M. et al. Targeting prostate-specific membrane antigen for personalized therapies in prostate cancer: morphologic and molecular backgrounds and future promises. J Biol. Regul. homeost agents. 2014, 28: 555563]. Therefore, PSMA is a suitable molecular target for the detection of metastatic prostate cancer through imaging and radiotherapy using specific radiopharmaceuticals.

Ген PSMA включает 19 экзонов, которые содержат ~60 т.п.н. геномной ДНК. Этот ген кодирует трансмембранный белок типа II с коротким цитоплазматическим фрагментом (19 аминокислот), гидрофобным трансмембранным доменом (24 аминокислоты) и большим внеклеточным доменом (707 аминокислот). PSMA содержит Zn в активном центре фермента, поэтому в качестве эффективного ингибитора его активности была предложена последовательность Glu-NH-CO-NH-Lys (β-нафтиламин) = GluМочевина-Lys(NaI) [Benesova, M. et al. Preclinical evaluation of a tailor-made DOTA-conjugated PSMA inhibitor with optimized linker moiety for imaging and endoradiotherapy of prostate cancer. J. Nucl. Med., 58, 2015: 914-920]. В конкретной химической реакции происходит электростатическое взаимодействие 3 карбоксильных групп фрагмента Glu-мочевина-Lys с пептидными боковыми цепями в активном центре PSMA, атом кислорода мочевины образует координационную связь с атомом цинка, а ароматическая структура в NaI в результате взаимодействия связывается с гидрофобным активным сайтом фермента. При проведении недавних клинических исследований применение двух различных производных iPSMA, меченных с помощью Lu-177, показало значительное снижение уровней простатспецифического антигена (PSA) у 70-80% больных PCa при отсутствии серьёзных побочных эффектов, заметно повысив выживаемость пациентов [Ahmadzadehfar H. et al. Early side-effects and first results of radioligand therapy with 177Lu-DKFZ-617 PSMA of castrate-resistant metastatic prostate cancer: a two-centre study. EJNMMI Res. 2015, 5:36 doi: 10.1186/s13550-015-0114-2; Kratochwil C. et al. [177Lu]Lutetium-labelled PSMA ligand-induced remission in a patient with metastatic prostate cancer. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging, 42, 2015: 987-988; Baum, Richard P., et al. Lutetium-177 PSMA radioligand therapy of metastatic castration-resistant prostate cancer: safety and efficacy. J. Nucl. Med., 2016: DOI: doi: 10.2967/jnumed.115.168443; Kratochwil, C. et al. PSMAtargeted radionuclide therapy of metastatic castration-resistant prostate cancer with Lu-177 labeled PSMA-617. J. Nucl. Med., 2016: doi:10.2967/jnumed.115.171397; Rahbar, K. et al. Response and tolerability of a single dose of 177Lu-PSMA-617 in patients with metastatic castration-resistant prostate cancer: a multicenter retrospective analysis. J. Nucl. Med., 2016: doi: 10.2967/jnumed.116.173757]. Белок PSMA является мультифункциональным, поскольку он может действовать как интернализуемый рецептор, как фермент в процессе абсорбции питательных веществ или как пептидаза, которая принимает участие в сигнальной трансдукции в эпителиальных клетках и в процессе миграции клеток [Rajasekaran A. et al. Is prostate-specific membrane antigen a multifunctional protein? American Journal of Physiology - Cell Physiology, 2005, 288:C975-C981]. По этой причине радиофармацевтические ингибиторы PSMA можно также применять в случае новообразований другого типа, отличных от PCa, например, среди прочего, при метастатическом раке молочной железы, при остеосаркомах, глиомах и при дифференцированном раке щитовидной железы [la Fougere, et al. In vivo visualization of prostate-specific membrane antigen in glioblastoma. Eur. J. Nucl. Med. and Mol. Imaging, 2015, 42: 170-171; Verburg F.A., et al. First evidence of PSMA expression in differentiated thyroid can- 1 040690 cer using [68Ga] PSMA-HBED-CC PET/CT. Eur. J. Nucl. Med. and Mol. imaging, 2015, 42: 1622-1623; ZengThe PSMA gene includes 19 exons, which contain ~60 kb. genomic DNA. This gene encodes a type II transmembrane protein with a short cytoplasmic fragment (19 amino acids), a hydrophobic transmembrane domain (24 amino acids) and a large extracellular domain (707 amino acids). PSMA contains Zn in the active site of the enzyme; therefore, the sequence Glu-NH-CO-NH-Lys (β-naphthylamine) = GluUrea-Lys(NaI) was proposed as an effective inhibitor of its activity [Benesova, M. et al. Preclinical evaluation of a tailor-made DOTA-conjugated PSMA inhibitor with optimized linker moiety for imaging and endoradiotherapy of prostate cancer. J. Nucl. Med., 58, 2015: 914-920]. In a specific chemical reaction, electrostatic interaction of 3 carboxyl groups of the Glu-urea-Lys fragment with peptide side chains in the PSMA active site occurs, the urea oxygen atom forms a coordination bond with the zinc atom, and the aromatic structure in NaI as a result of the interaction binds to the hydrophobic active site of the enzyme. In recent clinical studies, the use of two different Lu-177-labeled iPSMA derivatives showed a significant decrease in prostate-specific antigen (PSA) levels in 70-80% of PCa patients with no serious side effects, significantly increasing patient survival [Ahmadzadehfar H. et al . Early side-effects and first results of radioligand therapy with 177 Lu-DKFZ-617 PSMA of castrate-resistant metastatic prostate cancer: a two-centre study. EJNMM Res. 2015 5:36 doi: 10.1186/s13550-015-0114-2; Kratochwil C. et al. [ 177 Lu]Lutetium-labelled PSMA ligand-induced remission in a patient with metastatic prostate cancer. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging, 42, 2015: 987-988; Baum, Richard P., et al. Lutetium-177 PSMA radioligand therapy of metastatic castration-resistant prostate cancer: safety and efficacy. J. Nucl. Med., 2016: DOI: doi: 10.2967/jnumed.115.168443; Kratochwil, C. et al. PSMAtargeted radionuclide therapy of metastatic castration-resistant prostate cancer with Lu-177 labeled PSMA-617. J. Nucl. Med., 2016: doi:10.2967/jnumed.115.171397; Rahbar, K. et al. Response and tolerability of a single dose of 177 Lu-PSMA-617 in patients with metastatic castration-resistant prostate cancer: a multicenter retrospective analysis. J. Nucl. Med., 2016: doi: 10.2967/jnumed.116.173757]. The PSMA protein is multifunctional because it can act as an internalized receptor, as an enzyme in nutrient absorption, or as a peptidase that is involved in signal transduction in epithelial cells and in cell migration [Rajasekaran A. et al. Is prostate-specific membrane antigen a multifunctional protein? American Journal of Physiology - Cell Physiology, 2005, 288:C975-C981]. For this reason, PSMA radiopharmaceutical inhibitors can also be used in other types of neoplasms other than PCa, such as, but not limited to, metastatic breast cancer, osteosarcomas, gliomas, and differentiated thyroid cancer [la Fougere, et al. In vivo visualization of prostate-specific membrane antigen in glioblastoma. Eur. J. Nucl. Med. and Mol. Imaging, 2015, 42: 170-171; Verburg F.A., et al. First evidence of PSMA expression in differentiated thyroid can- 1 040690 cer using [68Ga] PSMA-HBED-CC PET/CT. Eur. J. Nucl. Med. and Mol. imaging, 2015, 42: 1622-1623; Zeng

C. et al. Prostate-specific membrane antigen: a new potential prognostic marker of osteosarcoma. Medical Oncology, 2012, 29: 2234-2239; Sathekge M. et al. 68Ga-PSMA imaging of metastatic breast cancer. (2015). Eur. J.C. et al. Prostate-specific membrane antigen: a new potential prognostic marker of osteosarcoma. Medical Oncology, 2012, 29: 2234-2239; Sathekge M. et al. 68 Ga-PSMA imaging of metastatic breast cancer. (2015). Eur. J.

Nucl. Med. and Mol. imaging, 2015, 42:1482-1483].Nucl. Med. and Mol. imaging, 2015, 42:1482-1483].

Однако перед любой лучевой терапией следует оценить захват радиофармацевтических препаратов опухолями или их метастазами методами ЯМР-визуализации, чтобы убедиться, действительно ли терапия пригодна или не пригодна для пациента, а также, чтобы определить активность, которую необходимо применить, чтобы обеспечить дозу излучения, подходящую для абляции опухоли, т.е. на практике осуществить персонализованную медицину. Поэтому необходимо применить PSMA-ингибирующие диагностические радиофармацевтические препараты с целью молекулярной визуализации методом позитронно-эмиссионной томографии (PET, ПЭТ) или однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT, ОФЭКТ). Из этих двух методов PET даёт более высокое пространственное разрешение и имеет более высокую чувствительность, поэтому большинство коммерческих PSMA-ингибирующих диагностических радиофармацевтических препаратов разработано на основе 68Ga, который является радионуклидом для PET [Eder M. et al. Novel preclinical and radiopharmaceutical aspects of [68Ga]Ga-PSMAHBED-CC: a new PET tracer for imaging of prostate cancer. Pharmaceuticals, 2014, 7: 779-796: Eder M. et al. 68Ga-complex lipophilicity and the targeting property of a urea-based PSMA inhibitor for PET imaging. Bioconjugate Chem., 2012, 23: 688-697; Weineisen et al. 68Ga- and 177Lu-labeled PSMA I&T: optimization of a PSMA-targeted theranostic concept and first proof-of-concept human studies. J. Nucl. Med., 2015, 56: 11691176; Afshar-Oromieh, A. et al. Comparison of PET/CT and PET/MRI hybrid systems using a 68Ga-labelled PSMA ligand for the diagnosis of recurrent prostate cancer: initial experience. Eur. J. Nucl. Med. and Molecular Imaging 41.5 (2014): 887-897].However, prior to any radiation therapy, the uptake of radiopharmaceuticals by tumors or their metastases should be assessed by NMR imaging to ascertain whether the therapy is indeed suitable or not suitable for the patient, as well as to determine the activity that must be applied to provide a dose of radiation suitable for tumor ablation, i.e. practice personalized medicine. Therefore, it is necessary to use PSMA-inhibiting diagnostic radiopharmaceuticals for the purpose of molecular imaging by positron emission tomography (PET, PET) or single photon emission computed tomography (SPECT, SPECT). Of these two methods, PET gives higher spatial resolution and has higher sensitivity, so most commercial PSMA-inhibiting diagnostic radiopharmaceuticals are based on 68 Ga, which is the radionuclide for PET [Eder M. et al. Novel preclinical and radiopharmaceutical aspects of [68Ga]Ga-PSMAHBED-CC: a new PET tracer for imaging of prostate cancer. Pharmaceuticals, 2014, 7: 779-796: Eder M. et al. 68Ga-complex lipophilicity and the targeting property of a urea-based PSMA inhibitor for PET imaging. Bioconjugate Chem., 2012, 23: 688-697; Weineisen et al. 68Ga- and 177Lu-labeled PSMA I&T: optimization of a PSMA-targeted theranostic concept and first proof-of-concept human studies. J. Nucl. Med., 2015, 56: 11691176; Afshar-Oromieh, A. et al. Comparison of PET/CT and PET/MRI hybrid systems using a 68Ga-labelled PSMA ligand for the diagnosis of recurrent prostate cancer: initial experience. Eur. J. Nucl. Med. and Molecular Imaging 41.5 (2014): 887-897].

Однако на национальном и на международном уровне исследования методом SPECT составляют более 70% от общего количества исследований в области медицинской радиологии вследствие их более низкой стоимости и большей доступности оборудования и радионуклидов, так как нет необходимости иметь циклотрон в больницах или поблизости от них. Радионуклидом, чаще всего применяемым для получения изображений методом визуализации SPECT, является 99mTc, но публикация, посвященная полному клиническому исследованию с использованием ингибиторов PSMA, меченных 99mTc, отсутствует, и их изучение не пошло далее преклинических исследований [Kularatne A., et al. Design, synthesis, and preclinical evaluation of prostate-specific membrane antigen targeted 99mTc-radioimaging agents. Mol. Pharmaceutics, 2009, 6: 790-800; Lu, G. et al. Synthesis and SAR of 99mTc/Re-labeled small molecule prostate specific membrane antigen inhibitors with novel polar chelates. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2013, 23: 1557-1563; Hillier S.M. et al. 99mTc-labeled small-molecule inhibitors of prostate-specific membrane antigen for molecular imaging of prostate cancer. J. Nucl. Med., 2013, 54: 1369-1376]. Было опубликовано только диагностическое изображение с использованием 99mTc, включённое как часть радиотерапевтического исследования с применением 177Lu у пациентов [Kratochwil, C. et al. PSMA-targeted radionuclide therapy of metastatic castration-resistant prostate cancer with Lu-177 labeled PSMA-617. J. Nucl Med, 2016: doi: 10.2967/jnumed.115.171397].However, nationally and internationally, SPECT studies account for more than 70% of the total number of studies in nuclear medicine due to their lower cost and greater availability of equipment and radionuclides, since there is no need to have a cyclotron in or near hospitals. The radionuclide most commonly used for SPECT imaging is 99m Tc, but there is no publication of a full clinical study using PSMA inhibitors labeled with 99m Tc, and their study has not gone beyond preclinical studies [Kularatne A., et al. Design, synthesis, and preclinical evaluation of prostate-specific membrane antigen targeted 99mTc-radioimaging agents. Mol. Pharmaceutics, 2009, 6:790-800; Lu, G. et al. Synthesis and SAR of 99mTc/Re-labeled small molecule prostate specific membrane antigen inhibitors with novel polar chelates. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2013, 23: 1557-1563; Hillier SM et al. 99mTc-labeled small-molecule inhibitors of prostate-specific membrane antigen for molecular imaging of prostate cancer. J. Nucl. Med., 2013, 54: 1369-1376]. Only a diagnostic image using 99m Tc has been published, included as part of a radiotherapy study using 177 Lu in patients [Kratochwil, C. et al. PSMA-targeted radionuclide therapy of metastatic castration-resistant prostate cancer with Lu-177 labeled PSMA-617. J. Nucl Med, 2016: doi: 10.2967/jnumed.115.171397].

Для достижения высокой чувствительности, равной чувствительности PET радионуклидов, необходимо разработать молекулы, более конкурентные с точки зрения аффинности и пригодности для мечения радионуклидом 99mTc, чтобы обнаруживать опухолевые поражения, которые сверхэкспрессируют PSMA, методами SPECT и с высокой чувствительностью.To achieve high sensitivity equal to that of PET radionuclides, it is necessary to develop molecules that are more competitive in terms of affinity and suitability for labeling with the 99m Tc radionuclide in order to detect tumor lesions that overexpress PSMA with SPECT methods and with high sensitivity.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Для целей патентования представлен новый радиофармацевтический препарат, который представляет собой ингибитор простатспецифического мембранного антигена (iPSMA), который содержит гидразиноникотинамид (HYNIC) в качестве химической группы, крайне важной для повышения липофильности молекулы для связывания с гидрофобными сайтами PSMA, в сочетании с обычным применением HYNIC в качестве хелатирующего агента для радиоактивного металла 99mTc в случае, когда для заполнения координационной сферы этого радиоактивного металла используется этилендиаминдиуксусная кислота (EDDA). Новый радиофармацевтический препарат 99mTc-EDDA/HYNIC/iPSMA обнаруживает с высокой аффинностью связывания in vivo белок PSMA, сверхэкспрессируемый к раковых клетках предстательной железы, с помощью метода молекулярной диагностики SPECT в медицинской радиологии. На фиг. 1 схематически показана структура патентуемого радиофармацевтического препарата (99mTcEDDA/HYNIC-iPSMA).For the purposes of patenting, a new radiopharmaceutical is presented which is an inhibitor of the prostate-specific membrane antigen (iPSMA), which contains hydrazinonicotinamide (HYNIC) as a chemical group critical to increase the lipophilicity of the molecule for binding to the hydrophobic sites of PSMA, in combination with the conventional use of HYNIC in as a chelating agent for the 99m Tc radioactive metal when ethylenediaminedioacetic acid (EDDA) is used to fill the coordination sphere of this radioactive metal. New radiopharmaceutical 99m Tc-EDDA/HYNIC/iPSMA detects high binding affinity in vivo PSMA protein overexpressed to prostate cancer cells using the SPECT molecular diagnostic method in nuclear medicine. In FIG. 1 schematically shows the structure of a patented radiopharmaceutical ( 99m TcEDDA/HYNIC-iPSMA).

На основании химического изучения различных производных, которые являются ингибиторами PSMA, которое продемонстрировало чёткую зависимость характеристик связывания или аффинности связывания от липофильности радиофармацевтического препарата [Kularatne A. et al. Design, synthesis, and preclinical evaluation of prostate-specific membrane antigen targeted 99mTc-radioimaging agents. Mol. Pharmaceutics, 2009, 6: 790-800], было сконструировано и синтезировано производное HYNIC-iPSMA, в котором липофильные характеристики молекулы увеличиваются благодаря наличию ароматического гетероцикла гидразиноникотинамида, которое в свою очередь пригодно для хелатирования 99mTc. В таблице ниже приведены различные ингибиторы PSMA, сравнительные результаты изучения радиофарма- 2 040690 цевтического препарата, который патентуется, и теоретического расчёта величин коэффициента распределения с использованием алгоритмов модели количественного соотношения структура-свойство (QSPR) для предсказания на основе фрагмента (CLogP), где большие величины показывают, что соединение является более липофильным.Based on a chemical study of various derivatives that are PSMA inhibitors, which demonstrated a clear dependence of binding characteristics or binding affinity on the lipophilicity of the radiopharmaceutical [Kularatne A. et al. Design, synthesis, and preclinical evaluation of prostate-specific membrane antigen targeted 99mTc-radioimaging agents. Mol. Pharmaceutics, 2009, 6: 790-800], a derivative of HYNIC-iPSMA was designed and synthesized, in which the lipophilic characteristics of the molecule are increased due to the presence of an aromatic hydrazinonicotinamide heterocycle, which in turn is suitable for chelating 99m Tc. The table below shows various PSMA inhibitors, comparative results of studying the patented radiopharmaceutical and theoretically calculating partition coefficient values using Quantitative Structure-Property Relationship (QSPR) algorithms for fragment-based prediction (CLogP), where large the values indicate that the compound is more lipophilic.

Более того, в структуре радиофармацевтического препарата, который патентуется, HYNIC функционирует в качестве спейсера между сайтом биологического распознавания и радиоактивным металлом, в то время как в других радиофармацевтических препаратах HYNIC используется исключительно как бифункциональный агент для мечения технецием 99mTc [Decristoforo С. et al. 99mTc-EDDA/HYNIC-TOC: a new 99mTc-labelled radiopharmaceutical for imaging somatostatin receptor-positive tumours; first clinical results and intra-patient comparison with 111In-labelled octreotide derivatives, 2000, J. Nucl. Med. 27; 1318-25; FerroFlores G. et al. Preparation and Evaluation of 99mTc EDDA/HYNIC-[Lys3]-Bombesin for imaging of GRP Receptor-Positive Tumours. Nucl. Med. Comm., 2006, 27:371-376; Gonzalez-Vazquez A. et al. Dosimetry and Biokinetics of 99mTc-EDDA/HYNIC-Tyr3 - Octreotide Prepared from Lyophilized Kits. Appl. Rad. Isot., 2006, 64: 792-79; Ortiz-Arzate Z. et al. Kit preparation and biokinetics in women of 99mTc-EDDA/HYNIC-E[c(RGDfK)]2 for breast cancer imaging, Nucl. Med. Commun, 2014, 35:423-32; Medina-Garcia V. et al. A Freeze-Dried Kit Formulation for the Preparation of Lys27(99mTc-EDDA/HYNIC)-Exendin(9-39)/99mTcEDDA/HYNIC-Tyr3-Octreotide to Detect Benign and Malignant Insulinomas. Nucl. Med. Biol., 2015, 42: 911916].Moreover, in the structure of the patented radiopharmaceutical, HYNIC functions as a spacer between the biological recognition site and the radioactive metal, while in other radiopharmaceuticals, HYNIC is used exclusively as a bifunctional agent for labeling technetium 99m Tc [Decristoforo C. et al. 99m Tc-EDDA/HYNIC-TOC: a new 99m Tc-labelled radiopharmaceutical for imaging somatostatin receptor-positive tumours; first clinical results and intra-patient comparison with 111 In-labelled octreotide derivatives, 2000, J. Nucl. Med. 27; 1318-25; FerroFlores G. et al. Preparation and Evaluation of 99m Tc EDDA/HYNIC-[Lys 3 ]-Bombesin for imaging of GRP Receptor-Positive Tumors. Nucl. Med. Comm., 2006, 27:371-376; Gonzalez-Vazquez A. et al. Dosimetry and Biokinetics of 99m Tc-EDDA/HYNIC-Tyr 3 - Octreotide Prepared from Lyophilized Kits. Appl. Rad. Isot., 2006, 64: 792-79; Ortiz-Arzate Z. et al. Kit preparation and biokinetics in women of 99m Tc-EDDA/HYNIC-E[c(RGDfK)] 2 for breast cancer imaging, Nucl. Med. Commun, 2014, 35:423-32; Medina-Garcia V. et al. A Freeze-Dried Kit Formulation for the Preparation of Lys 27 ( 99m Tc-EDDA/HYNIC)-Exendin(9-39)/ 99m TcEDDA/HYNIC-Tyr 3 -Octreotide to Detect Benign and Malignant Insulinomas. Nucl. Med. Biol., 2015, 42: 911916].

Способ получения радиофармацевтического препарата согласно данному изобретениюMethod for producing a radiopharmaceutical preparation according to this invention

Для синтеза молекулы сначала использовали ди-трет-бутиловый эфир глутаминовой кислоты, который взаимодействовал с карбонилдиимидазолом (CDI) в присутствии триэтиламина (TEA) с образованием производного ацилимидазола, которое активировалось метилтрифлатом (MeOTf) для реакции с (S)трет-бутил-2-амино-6-(бензилоксикарбониламино)гексаноатом (Cbz-Lys-Ot-Bu) с последующим снятием защиты Cbz путём гидрогенолиза, при этом получали производное Glu-мочевина-Lys, которое реагиро вало в твёрдой фазе (смола MBHA) с аминокислотой Fmoc-в-нафтилаланином (HBTU/HOBt) и затем с 6Boc-гидразинопиридин-3-карбоновой кислотой (Boc-HYNIC) в присутствии диизопропилэтиленамина (DiPEA) и диметилформамида (DMF). В конце снимали с соединения защиту с помощью TFA, очищали его методом HPLC (ВЭЖХ) и подвергали лиофилизации. Конечный продукт представлял собой Glu-NHCO-NH-Lys(β-нафтилаланин)-HYNIC (HYNIC-iPSMA), масс-спектр которого показан на фиг. 2.To synthesize the molecule, glutamic acid di-tert-butyl ester was first used, which reacted with carbonyldiimidazole (CDI) in the presence of triethylamine (TEA) to form an acylimidazole derivative, which was activated with methyl triflate (MeOTf) to react with (S)tert-butyl-2- amino-6-(benzyloxycarbonylamino)hexanoate (Cbz-Lys-Ot-Bu) followed by deprotection of Cbz by hydrogenolysis to give the Glu-urea-Lys derivative, which reacted in the solid phase (MBHA resin) with the amino acid Fmoc-b -naphthylalanine (HBTU/HOBt) and then with 6Boc-hydrazinopyridine-3-carboxylic acid (Boc-HYNIC) in the presence of diisopropylethyleneamine (DiPEA) and dimethylformamide (DMF). Finally, the compound was deprotected with TFA, purified by HPLC and lyophilized. The final product was Glu-NHCO-NH-Lys(β-naphthylalanine)-HYNIC (HYNIC-iPSMA) whose mass spectrum is shown in FIG. 2.

Ингибиторы простатспецифического мембранного антигена с захватом опухолью, показанным в процессе клинических исследованийProstate-specific membrane antigen inhibitors with tumor capture shown in clinical trials

- 3 040690- 3 040690

Обращённо-фазовая ВЭЖХ лиофилизированного твёрдого вещества белого цвета показала наличие химической чистоты соединения, степень чистоты составляла 98,25%.Reverse-phase HPLC of the lyophilized white solid indicated that the compound was chemically pure, with a purity of 98.25%.

Рецептуру HYNIC-iPSMA (37,5 мкг) составили в виде лиофилизированной лекарственной формы, содержащей 10 мг EDDA, 20 мг трицина, 20 мкг двухлористого олова и 50 мг маннита. Этот состав при восстановлении с помощью 1 мл 0,2М фосфатного буферного раствора с pH 7 и 1 мл раствора пертехнетата натрия (99mTcO4Na), полученный in situ из генератора 99Mo/99mTc, приводит к получению патентуемого соединения 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA (фиг. 1) со степенью радиохимической чистоты более 98%, определённой методом обращённо-фазовой ВЭЖХ, который обеспечил соответствующую радиохроматограмму (фиг. 3).HYNIC-iPSMA (37.5 μg) was formulated as a lyophilized dosage form containing 10 mg EDDA, 20 mg tricine, 20 μg stannous chloride and 50 mg mannitol. This formulation, when reconstituted with 1 ml of 0.2 M phosphate buffer pH 7 and 1 ml of sodium pertechnetate ( 99m TcO 4 Na) solution prepared in situ from a 99 Mo/ 99m Tc generator, results in the patent compound 99m Tc-EDDA /HYNIC-iPSMA (Fig. 1) with a radiochemical purity of more than 98%, determined by the method of reversed phase HPLC, which provided the corresponding radiochromatogram (Fig. 3).

Радиофармацевтический препарат остаётся стабильным при степени радиохимической чистоты более 95% в течение 24 ч после мечения. In-vitro определение стабильности в сыворотке крови человека показало наличие связывания с сывороточными белками со степенью равной 8,3±2.1% и высокую радиохимическую стабильность (>90%). Аффинность связывания HYNIC-iPSMA, определённая путём изучения компетентности раковых клеток, позитивных в отношении белка PSMA (LNCaP), показала, что величина IC50 составляла 2,9±0,7 нМ.The radiopharmaceutical remains stable at greater than 95% radiochemical purity for up to 24 hours after labeling. In-vitro determination of stability in human serum showed the presence of binding to serum proteins with a degree equal to 8.3±2.1% and high radiochemical stability (>90%). The binding affinity of HYNIC-iPSMA, determined by studying the competence of cancer cells positive for PSMA protein (LNCaP), showed that the IC 50 value was 2.9±0.7 nM.

Это соединение не проявляло токсичности или вредного воздействия, когда его вводили в дозе 40 мг/кг лабораторным мышам линии BALB-C. Определение биораспределения 99mTc-EDDA/HYNICiPSMA у бестимусных мышей с индуцированными LNCaP опухолями показало захват опухолями 8,7±1,3% активности, введённой на 1 г ткани (% ID/г) в основном с удалением почечным путём. Тесты по биокинетике и дозиметрии, проведённые у здоровых добровольцев, показали наличие быстрого клиренса из крови с большим захватом и удалением почечным путём, меньшим захватом печенью и большим захватом в паращитовидной железе, слюнной и слёзной железе со средней эффективной дозой 4±2 м3 в на 740 МБк введённой активности. На фиг. 4 показаны результаты сканирования методом SPECT радиофармацевтического препарата 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA у здорового добровольца. На фиг. 5 показаны результаты сканирования методом SPECT радиофармацевтического препарата 99mTc-EDDA/HYNICiPSMA у пациента с раком предстательной железы, подтверждающие способность радиофармацевтического препарата обнаруживать in vivo PSMA, сверхэкспрессированный в клетках рака предстательной железы. Наконец, на фиг. 6 показаны результаты сканирования методами PET и SPECT этого же пациента с метастатическим раком предстательной железы на поздней стадии, которому вводили и 68Ga-PSMA617 (PET), и 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA (SPECT), которые свидетельствуют, что оба радиофармацевтических препарата обнаруживают опухоли и метастазы рака предстательной железы с высокой чувствительностью, ассоциированной с распознаванием сверхэкспрессии PSMA. Это подтверждает и является основным доказательством того, что благодаря высокой аффинности, обусловленной липофильностью введённой молекулы HYNIC, 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA способен обеспечить высокую чувствитель- 4 040690 ность, равную чувствительности PET радионуклидов при детекции очагов опухолевого поражения, которые сверхэкспрессируют PSMA.This compound showed no toxicity or adverse effects when administered at a dose of 40 mg/kg to BALB-C laboratory mice. Determination of the biodistribution of 99m Tc-EDDA/HYNICiPSMA in athymic mice with LNCaP-induced tumors showed tumor uptake of 8.7 ± 1.3% of the activity introduced per 1 g of tissue (% ID/g) mainly with removal by the renal route. Biokinetic and dosimetry tests performed on healthy volunteers showed rapid clearance from the blood with greater uptake and elimination by the kidneys, less hepatic uptake, and greater uptake in the parathyroid, salivary, and lacrimal glands, with a mean effective dose of 4 ± 2 m3 per day. 740 MBq of injected activity. In FIG. 4 shows the results of a SPECT scan of a 99m Tc-EDDA/HYNIC-iPSMA radiopharmaceutical in a healthy volunteer. In FIG. 5 shows the results of a SPECT scan of a 99m Tc-EDDA/HYNICiPSMA radiopharmaceutical in a patient with prostate cancer, confirming the ability of the radiopharmaceutical to detect in vivo PSMA overexpressed in prostate cancer cells. Finally, in FIG. 6 shows PET and SPECT scan results of the same patient with advanced metastatic prostate cancer treated with both 68Ga -PSMA617 (PET) and 99m Tc-EDDA/HYNIC-iPSMA (SPECT), showing that both radiopharmaceuticals the drug detect tumors and metastases of prostate cancer with high sensitivity associated with the recognition of PSMA overexpression. This confirms and is the main evidence that due to the high affinity due to the lipophilicity of the introduced HYNIC molecule, 99m Tc-EDDA/HYNIC-iPSMA is able to provide high sensitivity, equal to the sensitivity of PET radionuclides in the detection of tumor lesions that overexpress PSMA.

В заключение можно указать, что получен препарат 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA со следующими характеристиками:In conclusion, it can be stated that a 99m Tc-EDDA/HYNIC-iPSMA preparation has been obtained with the following characteristics:

со степенью радиохимической чистоты более 95%, со способностью радиофармацевтического препарата обнаруживать, in vivo и специфически, опухоли, которые сверхэкспрессируют простатспецифический мембранный антиген, методом однофотонной эмиссионной томографии (SPECT) в медицинской радиологии.with a degree of radiochemical purity of more than 95%, with the ability of a radiopharmaceutical to detect, in vivo and specifically, tumors that overexpress prostate-specific membrane antigen by single photon emission tomography (SPECT) in nuclear medicine.

В дополнение к молекулярному распознаванию последовательности Glu-NH-CO-NH- патентуемого радиофармацевтического препарата, основанного на 99mTc, он обладает способностью в значительной степени связываться и обнаруживать с высокой чувствительностью опухоли и метастазы в случае наличия рака предстательной железы благодаря повышенной липофильности, обеспеченной наличием молекулы гидразиноникотинамида (HYNIC), которая позволяет эффективно взаимодействовать при сочетании с гидрофобным активным сайтом фермента PSMA для детекции с применением метода SPECT.In addition to molecular sequence recognition of the Glu-NH-CO-NH- patented radiopharmaceutical based on 99m Tc, it has the ability to significantly bind and detect with high sensitivity tumors and metastases in the presence of prostate cancer due to the increased lipophilicity provided by the presence hydrazinonicotinamide (HYNIC) molecule, which allows effective interaction when combined with the hydrophobic active site of the PSMA enzyme for detection using the SPECT method.

Claims (3)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Соединение формулы1. Compound formula 2. Соединение формулы2. Compound formula 3. Состав для получения соединения по п.2, содержащий 10 мг этилендиаминдиуксусной кислоты (EDDA), 20 мг трицина, 20 мкг двухлористого олова, 50 мг маннита и 37,5 мкг соединения HYNICiPSMA по п.1.3. Composition for the preparation of the compound according to claim 2, containing 10 mg of ethylenediamine diacetic acid (EDDA), 20 mg of tricine, 20 μg of stannous chloride, 50 mg of mannitol and 37.5 μg of the HYNICiPSMA compound of claim 1.
EA201892668 2016-06-24 2017-06-21 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA AS A RADIOPHARMACEUTICAL FOR DETECTION OF OVEREXPRESSION OF PROSTATE-SPECIFIC MEMBRANE ANTIGEN EA040690B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MXMX/A/2016/008466 2016-06-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040690B1 true EA040690B1 (en) 2022-07-18

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3486249B1 (en) 99mtc-edda/hynic-ipsma as a radiopharmaceutical for detecting the overexpression of prostate-specific membrane antigen
Ferro-Flores et al. Clinical translation of a PSMA inhibitor for 99mTc-based SPECT
CN112074526B (en) 177Lu-DOTA-HYNIC-iPSMA as a therapeutic radiopharmaceutical
Pillai et al. Radiolabeled enzyme inhibitors and binding agents targeting PSMA: effective theranostic tools for imaging and therapy of prostate cancer
Weiner et al. Radiolabeled peptides in the diagnosis and therapy of oncological diseases
Xu et al. 99mTc-labeling and evaluation of a HYNIC modified small-molecular inhibitor of prostate-specific membrane antigen
US6713042B2 (en) Ascorbic acid analogs for metalloradiopharmaceuticals
Piron et al. Recent advancements in 18F-labeled PSMA targeting PET radiopharmaceuticals
Huang et al. Synthesis and preclinical evaluation of an Al18F radiofluorinated bivalent PSMA ligand
Ferro-Flores et al. Radiolabeled protein-inhibitor peptides with rapid clinical translation towards imaging and therapy
Tornesello et al. Gastrin and cholecystokinin peptide‐based radiopharmaceuticals: an in vivo and in vitro comparison
Abouzayed et al. 177Lu-labeled PSMA targeting therapeutic with optimized linker for treatment of disseminated prostate cancer; evaluation of biodistribution and dosimetry
WO2022233768A1 (en) Precursor and radiotracer for neuroendocrine theranostics
EA040690B1 (en) 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA AS A RADIOPHARMACEUTICAL FOR DETECTION OF OVEREXPRESSION OF PROSTATE-SPECIFIC MEMBRANE ANTIGEN
EA040919B1 (en) 177Lu-DOTA-HYNIC-iPSMA AS A THERAPEUTIC RADIOPHARMACEUTICAL AGENTS TARGETING PROSTATE SPECIFIC MEMBRANE ANTIGEN
Müller et al. Folate Receptor-Targeted Radionuclide Imaging Agents
Lu Development and evaluation of radioimaging agents targeting prostate-specific membrane antigen
Braz Mitochondria-Targeted 111In-Radiocomplexes for Auger Therapy of Prostate Cancer
Strand et al. Radionuclide-based Diagnosis and Therapy of Prostate Cancer
Orsini et al. Single-Photon-Emitting Radiopharmaceuticals
Verena Development of bispecific prostate-specific membrane antigen/fibroblast activation protein (PSMA/FAP)-targeting radiotracers for prostate cancer imaging
Wirtz Development of biomarkers for molecular imaging and endoradiotherapy of prostate cancer
Strand et al. 19 Radionuclide-based Diagnosis and
Vallabhajosula Theranostics in Prostate Cancer
WO2024064969A2 (en) High-purity copper radiopharmaceutical compositions and diagnostic and therapeutic uses thereof