NO338547B1 - Process for the preparation of a liquid composition comprising hyperpolarized 13C pyruvate, the composition and use of it for the preparation of hyperpolarized 13C pyruvate - Google Patents
Process for the preparation of a liquid composition comprising hyperpolarized 13C pyruvate, the composition and use of it for the preparation of hyperpolarized 13C pyruvate Download PDFInfo
- Publication number
- NO338547B1 NO338547B1 NO20071091A NO20071091A NO338547B1 NO 338547 B1 NO338547 B1 NO 338547B1 NO 20071091 A NO20071091 A NO 20071091A NO 20071091 A NO20071091 A NO 20071091A NO 338547 B1 NO338547 B1 NO 338547B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pyruvate
- pyruvic acid
- radical
- hyperpolarized
- composition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 78
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 36
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 8
- 229940076788 pyruvate Drugs 0.000 claims description 106
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 66
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 claims description 54
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 44
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 34
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 27
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000012216 imaging agent Substances 0.000 claims description 18
- 239000011734 sodium Chemical group 0.000 claims description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 16
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 claims description 15
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 14
- LCTONWCANYUPML-VQEHIDDOSA-N pyruvic -2-13c acid Chemical compound C[13C](=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-VQEHIDDOSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052708 sodium Chemical group 0.000 claims description 14
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims description 10
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 claims description 10
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 8
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 6
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 6
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims description 6
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 claims description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004029 hydroxymethyl group Chemical group [H]OC([H])([H])* 0.000 claims description 3
- IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 2,2'-piperazine-1,4-diylbisethanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCN1CCN(CCS(O)(=O)=O)CC1 IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid Chemical compound OCC[NH+]1CCN(CCS([O-])(=O)=O)CC1 JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HRGUSFBJBOKSML-UHFFFAOYSA-N 3',5'-di-O-methyltricetin Chemical compound COC1=C(O)C(OC)=CC(C=2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C(=O)C=2)=C1 HRGUSFBJBOKSML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007991 ACES buffer Substances 0.000 claims description 2
- 239000007992 BES buffer Substances 0.000 claims description 2
- 239000007995 HEPES buffer Substances 0.000 claims description 2
- OWXMKDGYPWMGEB-UHFFFAOYSA-N HEPPS Chemical compound OCCN1CCN(CCCS(O)(=O)=O)CC1 OWXMKDGYPWMGEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007996 HEPPS buffer Substances 0.000 claims description 2
- 239000007993 MOPS buffer Substances 0.000 claims description 2
- DBXNUXBLKRLWFA-UHFFFAOYSA-N N-(2-acetamido)-2-aminoethanesulfonic acid Chemical compound NC(=O)CNCCS(O)(=O)=O DBXNUXBLKRLWFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007990 PIPES buffer Substances 0.000 claims description 2
- IDDMFNIRSJVBHE-UHFFFAOYSA-N Piscigenin Natural products COC1=C(O)C(OC)=CC(C=2C(C3=C(O)C=C(O)C=C3OC=2)=O)=C1 IDDMFNIRSJVBHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007994 TES buffer Substances 0.000 claims description 2
- KCFYHBSOLOXZIF-UHFFFAOYSA-N dihydrochrysin Natural products COC1=C(O)C(OC)=CC(C2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C(=O)C2)=C1 KCFYHBSOLOXZIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BMCJATLPEJCACU-UHFFFAOYSA-N tricin Natural products COc1cc(OC)c(O)c(c1)C2=CC(=O)c3c(O)cc(O)cc3O2 BMCJATLPEJCACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 68
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 23
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 23
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 22
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 18
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 17
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 13
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 13
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 12
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 12
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 10
- 208000023958 prostate neoplasm Diseases 0.000 description 10
- 150000003893 lactate salts Chemical group 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- -1 amine ion Chemical class 0.000 description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 description 8
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 8
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 8
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 6
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 6
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- CAQWNKXTMBFBGI-UHFFFAOYSA-N C.[Na] Chemical class C.[Na] CAQWNKXTMBFBGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 5
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000002102 hyperpolarization Effects 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 102000007066 Prostate-Specific Antigen Human genes 0.000 description 4
- 108010072866 Prostate-Specific Antigen Proteins 0.000 description 4
- 239000012980 RPMI-1640 medium Substances 0.000 description 4
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002616 MRI contrast agent Substances 0.000 description 3
- 206010060862 Prostate cancer Diseases 0.000 description 3
- 208000000236 Prostatic Neoplasms Diseases 0.000 description 3
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 3
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 3
- 125000003295 alanine group Chemical group N[C@@H](C)C(=O)* 0.000 description 3
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 3
- WQADWIOXOXRPLN-UHFFFAOYSA-N 1,3-dithiane Chemical compound C1CSCSC1 WQADWIOXOXRPLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000030 D-alanine group Chemical group [H]N([H])[C@](C([H])([H])[H])(C(=O)[*])[H] 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N Isoflurane Chemical compound FC(F)OC(Cl)C(F)(F)F PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010027476 Metastases Diseases 0.000 description 2
- MBBZMMPHUWSWHV-BDVNFPICSA-N N-methylglucamine Chemical compound CNC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO MBBZMMPHUWSWHV-BDVNFPICSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 101100258328 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) crc-2 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N acetyl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 230000033115 angiogenesis Effects 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000019439 energy homeostasis Effects 0.000 description 2
- 230000037149 energy metabolism Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229960002725 isoflurane Drugs 0.000 description 2
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229960003194 meglumine Drugs 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 210000002307 prostate Anatomy 0.000 description 2
- 239000012312 sodium hydride Substances 0.000 description 2
- 229910000104 sodium hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000004102 tricarboxylic acid cycle Effects 0.000 description 2
- OHSJPLSEQNCRLW-UHFFFAOYSA-N triphenylmethyl radical Chemical compound C1=CC=CC=C1[C](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 OHSJPLSEQNCRLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000005166 vasculature Anatomy 0.000 description 2
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- CXWGKAYMVASWDQ-UHFFFAOYSA-N 1,2-dithiane Chemical compound C1CCSSC1 CXWGKAYMVASWDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJTVSSFTXWNIRG-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethanesulfonic acid Chemical compound OCC[NH+](CCO)CCS([O-])(=O)=O AJTVSSFTXWNIRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXROTPXCYDXGSC-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1,3-dithiane Chemical compound CC1SCCCS1 KXROTPXCYDXGSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DVLFYONBTKHTER-UHFFFAOYSA-N 3-(N-morpholino)propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCCN1CCOCC1 DVLFYONBTKHTER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000036975 Ambrosia artemisiifolia Species 0.000 description 1
- 235000003129 Ambrosia artemisiifolia var elatior Nutrition 0.000 description 1
- APKFDSVGJQXUKY-KKGHZKTASA-N Amphotericin-B Natural products O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1C=CC=CC=CC=CC=CC=CC=C[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 APKFDSVGJQXUKY-KKGHZKTASA-N 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 208000003174 Brain Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 206010061968 Gastric neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 1
- 208000008839 Kidney Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOCBASBOOFNAJA-UHFFFAOYSA-N N-tris(hydroxymethyl)methyl-2-aminoethanesulfonic acid Chemical compound OCC(CO)(CO)NCCS(O)(=O)=O JOCBASBOOFNAJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010030113 Oedema Diseases 0.000 description 1
- 206010061535 Ovarian neoplasm Diseases 0.000 description 1
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010061902 Pancreatic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 241000276498 Pollachius virens Species 0.000 description 1
- 239000006146 Roswell Park Memorial Institute medium Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 229940022663 acetate Drugs 0.000 description 1
- FXXACINHVKSMDR-UHFFFAOYSA-N acetyl bromide Chemical compound CC(Br)=O FXXACINHVKSMDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- APKFDSVGJQXUKY-INPOYWNPSA-N amphotericin B Chemical compound O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 APKFDSVGJQXUKY-INPOYWNPSA-N 0.000 description 1
- 229960003942 amphotericin b Drugs 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 235000003484 annual ragweed Nutrition 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000004872 arterial blood pressure Effects 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 229940009098 aspartate Drugs 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008499 blood brain barrier function Effects 0.000 description 1
- 210000001218 blood-brain barrier Anatomy 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 201000008274 breast adenocarcinoma Diseases 0.000 description 1
- 235000006263 bur ragweed Nutrition 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000004856 capillary permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000021523 carboxylation Effects 0.000 description 1
- 238000006473 carboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 210000001715 carotid artery Anatomy 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 208000029742 colonic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 235000003488 common ragweed Nutrition 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LOZWAPSEEHRYPG-UHFFFAOYSA-N dithiane Natural products C1CSCCS1 LOZWAPSEEHRYPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004252 dithioacetals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004662 dithiols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 210000001723 extracellular space Anatomy 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 description 1
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 1
- 210000004013 groin Anatomy 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 208000014829 head and neck neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3] WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 230000037356 lipid metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 208000037841 lung tumor Diseases 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 235000020938 metabolic status Nutrition 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 208000017708 myomatous neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000001338 necrotic effect Effects 0.000 description 1
- 208000025402 neoplasm of esophagus Diseases 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229940039748 oxalate Drugs 0.000 description 1
- KHPXUQMNIQBQEV-UHFFFAOYSA-N oxaloacetic acid Chemical compound OC(=O)CC(=O)C(O)=O KHPXUQMNIQBQEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005895 oxidative decarboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000036407 pain Effects 0.000 description 1
- 201000002528 pancreatic cancer Diseases 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 150000002960 penicillins Chemical class 0.000 description 1
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 1
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002953 preparative HPLC Methods 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000022558 protein metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000005588 protonation Effects 0.000 description 1
- 229910052952 pyrrhotite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004728 pyruvic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 1
- 235000009736 ragweed Nutrition 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000004366 reverse phase liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 description 1
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005891 transamination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 210000001635 urinary tract Anatomy 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 231100000009 visible necrosis Toxicity 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D519/00—Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K49/00—Preparations for testing in vivo
- A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K49/00—Preparations for testing in vivo
- A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
- A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
- A61K49/10—Organic compounds
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Description
Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av en flytende sammensetning omfattende hyperpolarisert<13>C-pyruvat, sammensetningen og anvendelse av den for fremstilling av hyperpolarisert<13>C-pyruvat. The invention relates to a method for the production of a liquid composition comprising hyperpolarized<13>C-pyruvate, the composition and its use for the production of hyperpolarized<13>C-pyruvate.
Magnetresonansavbildning (MRI) er en avbildningsteknikk som er blitt særlig attraktiv for leger, siden dette gir mulighet for å avbilde en pasients kropp, eller deler av den, på en ikke-invasiv måte og uten at pasienten og det medisinske personellet utsettes for potensiell skadelig stråling som ved røntgenfotografering. På grunn av den høye kvaliteten på bildene, er MRI en gunstig bildeteknikk ved avbildning av mykvev og organer, og den gir mulighet til å skille friskt vev fra sykt vev, f.eks. tumorer og lesjoner. Magnetic resonance imaging (MRI) is an imaging technique that has become particularly attractive to doctors, as it allows imaging of a patient's body, or parts of it, in a non-invasive manner and without exposing the patient and medical staff to potentially harmful radiation as in X-ray photography. Due to the high quality of the images, MRI is a favorable imaging technique for imaging soft tissues and organs, and it allows to distinguish healthy tissue from diseased tissue, e.g. tumors and lesions.
Magnetresonansavbildning av tumorer kan utføres med eller uten MR-kontrastmidler. På et MR-bilde som tas uten kontrastmiddel, vil tumorer fra en størrelse på ca. 1-2 cm og større vises relativt klart. Kontrast-forsterket MRI gjør det imidlertid mulig å oppdage mye mindre vevsendringer, dvs. tumorer som er mye mindre. Dette gjør kontrast-forsterket MRI til et betydningsfullt verktøy for å oppdage tumorer på et tidlig stadium samt oppdagelse av metastaser. Magnetic resonance imaging of tumors can be performed with or without MR contrast agents. On an MR image taken without contrast agent, tumors from a size of approx. 1-2 cm and larger appear relatively clearly. However, contrast-enhanced MRI makes it possible to detect much smaller tissue changes, i.e. tumors that are much smaller. This makes contrast-enhanced MRI an important tool for detecting tumors at an early stage as well as detecting metastases.
Flere typer kontrastmidler er blitt brukt ved magnetresonansavbildning av tumorer. Vannløselige paramagnetiske metallchelater, f.eks. gadoliniumchelater som Omniscan™ (Amersham Health), er MR-kontrastmidler som er mye brukt. På grunn av den lave molekylærvekten, distribueres de hurtig i det ekstracellulære området (dvs. blod og interstitium) hvis de administrereres i vaskulaturet. De fjernes også relativt hurtig fra kroppen. Gadoliniumchelater er funnet særlig nyttige for å øke oppdagelseshyppigheten av metastaser og små tumorer, og for å forbedre tumorklassifisering - det sistnevnte ved å muliggjøre differensiering av vitalt tumorvev (velperfusert og/eller skadet blod-hjernebarriere) fra sentral nekrose og fra omkringliggende ødem eller makroskopisk ikke-involvert vev (se f.eks. C. Olaussen et al., Neuroradiology 1985; 27: 164-171). Several types of contrast agents have been used in magnetic resonance imaging of tumors. Water-soluble paramagnetic metal chelates, e.g. gadolinium chelates such as Omniscan™ (Amersham Health), are widely used MR contrast agents. Because of their low molecular weight, they are rapidly distributed in the extracellular space (ie, blood and interstitium) if administered into the vasculature. They are also removed relatively quickly from the body. Gadolinium chelates have been found particularly useful for increasing the detection rate of metastases and small tumors, and for improving tumor classification - the latter by enabling the differentiation of vital tumor tissue (well-perfused and/or damaged blood-brain barrier) from central necrosis and from surrounding edema or macroscopically not -involved tissue (see e.g. C. Olaussen et al., Neuroradiology 1985; 27: 164-171).
I motsetning til dette vil blodpool-MR-kontrastmidler, f.eks. superparamagnetiske jernoksidpartikler, bli værende i vaskulaturet over en lengre periode. Disse har vist seg å være svært nyttige for å forsterke kontrasten i leveren, men også for å oppdage kapillær permeabilitetsabnormitet, f.eks. "lekkasje" i kapillærvegger i tumorer, f.eks. som et resultat av angiogenese. In contrast, blood pool MRI contrast agents, e.g. superparamagnetic iron oxide particles, remain in the vasculature for a longer period of time. These have been shown to be very useful for enhancing contrast in the liver, but also for detecting capillary permeability abnormality, e.g. "leakage" in capillary walls in tumors, e.g. as a result of angiogenesis.
Til tross for de ubestridte utmerkede egenskapene til ovennevnte kontrastmidler, er bruken av dem ikke helt uten risiko. Selv om paramagnetiske metallchelatkomplekser vanligvis har høye stabilitetskonstanter, er det mulig at toksiske metallioner frigis i kroppen etter administrasjon. Videre viser denne typen kontrastmidler dårlig spesifisitet. Despite the undisputed excellent properties of the above contrast agents, their use is not entirely without risk. Although paramagnetic metal chelate complexes usually have high stability constants, it is possible that toxic metal ions are released into the body after administration. Furthermore, this type of contrast agent shows poor specificity.
WO-A-99/35508 offentliggjør en metode for MR-undersøkelse av en pasient ved hjelp av en hyperpolarisert løsning med et høy-TVmiddel som MRI-avbildningsmiddel. Termen "hyperpolarisering" betyr forsterket kjernepolarisering av NMR-aktive kjerner som er til stede i høy-T^midde!, dvs. kjerner med kjernespinn forskjellig fra null, fortrinnsvis<13>C- eller<15>N-kjerner. Etter at kjernepolarisering av NMR-aktive kjerner er forsterket, øker populasjonsforskjellen mellom spinn i lav kjernespinntilstand og spinn i eksiterte kjernespinntilstand for disse kjernene betydelig, og dermed forsterkes MR-signalintensiteten med en faktor på hundre og mer. Ved bruk av hyperpolarisert<13>C- og/eller<15>N-anriket høy-Trmiddel vil det ikke forekomme noe vesentlig interferens fra bakgrunnssignaler. Dette er fordi den naturlige forekomsten av<13>C og/eller<15>N er neglisjerbar. Dermed vil bildekontrasten bli fordelaktig høy. Flere mulige høy-T^midler egnet for hyperpolarisering og påfølgende bruk som MR-avbildningsmidler, er offentliggjort, deriblant, men ikke begrenset til, ikke-endogene og endogene forbindelser som acetat, pyruvat, oksalat eller glukonat, sukker som glukose eller fruktose, urea, amider, aminosyrer som glutamat, glysin, cystein eller aspartat, nukleotider, vitaminer som askorbinsyre, penicillinderivater og sulfonamider. Det er videre konstatert at intermediater i metabolske sykluser, f.eks. i sitronsyresyklusen, som fumarsyre og pyrodruesyre, er foretrukne avbildningsmidler ved avbildning av metabolsk aktivitet. WO-A-99/35508 discloses a method for MRI examination of a patient using a hyperpolarized solution with a high TV agent as the MRI imaging agent. The term "hyperpolarization" means enhanced nuclear polarization of NMR-active nuclei present in high-T medium, i.e., nuclei with nuclear spin other than zero, preferably <13>C or <15>N nuclei. After nuclear polarization of NMR-active nuclei is enhanced, the population difference between spins in the low nuclear spin state and spins in the excited nuclear spin state for these nuclei increases significantly, thus amplifying the MR signal intensity by a factor of a hundred or more. When using hyperpolarized<13>C- and/or<15>N-enriched high-Tr agent, no significant interference from background signals will occur. This is because the natural occurrence of <13>C and/or <15>N is negligible. Thus, the image contrast will be advantageously high. Several possible high-T^ agents suitable for hyperpolarization and subsequent use as MR imaging agents have been disclosed, including, but not limited to, non-endogenous and endogenous compounds such as acetate, pyruvate, oxalate or gluconate, sugars such as glucose or fructose, urea , amides, amino acids such as glutamate, glycine, cysteine or aspartate, nucleotides, vitamins such as ascorbic acid, penicillin derivatives and sulfonamides. It has also been established that intermediates in metabolic cycles, e.g. in the citric acid cycle, such as fumaric acid and pyruvic acid, are preferred imaging agents when imaging metabolic activity.
Det må understrekes at signalet til et hyperpolarisert avbildningsmiddel svekkes på grunn av relaksasjon og - ved administrasjon i pasientens kropp - fortynning. Derfor må T-, -verdien for avbildningsmidler i biologiske væsker (f.eks. blod) være tilstrekkelig lang for å muliggjøre at midlet distribueres til målområdet i pasientens kropp i en høyt hyperpolarisert tilstand. I tillegg til at avbildningsmidlet har en høy Trverdi, er det svært gunstig å oppnå et høyt polariseringsnivå. It must be emphasized that the signal of a hyperpolarized imaging agent is weakened due to relaxation and - when administered in the patient's body - dilution. Therefore, the T value of imaging agents in biological fluids (eg, blood) must be sufficiently long to enable the agent to be distributed to the target area of the patient's body in a highly hyperpolarized state. In addition to the imaging agent having a high Tr value, it is very beneficial to achieve a high polarization level.
Flere hyperpolarisingsteknikker er offentliggjorte i WO-A-99/35508, én av dem er den dynamiske kjernepolariseringsteknikken (DNP-teknikken) der polariseringen av prøven fremkalles av en paramagnetisk forbindelse, det såkalte paramagnetiske midlet eller DNP-midlet. Under DNP-prosessen tilføres energi, normalt i form av mikrobølgestråling, som vil i første omgang eksitere det paramagnetiske midlet. Ved svekking til grunntilstand oppstår en overføring av polarisering fra uparrede elektroner av det paramagnetiske midlet til NMR-aktive kjerner i prøven. Generelt brukes et moderat eller høyt magnetisk felt og en svært lav temperatur i DNP-prosessen, f.eks. ved å gjennomføre DNP-prosessen i flytende helium og et magnetisk felt på ca. 1 T eller mer. Eller det kan anvendes et moderat magnetisk felt og en hvilken som helst temperatur, der tilstrekkelig polariseringsforsterkning oppnås. DNP-teknikker er f.eks. beskrevet i WO-A-98/58272 og i WO-A-01/96895. Several hyperpolarization techniques are disclosed in WO-A-99/35508, one of which is the dynamic nuclear polarization technique (DNP technique) where the polarization of the sample is induced by a paramagnetic compound, the so-called paramagnetic agent or DNP agent. During the DNP process, energy is supplied, normally in the form of microwave radiation, which will initially excite the paramagnetic agent. When weakening to the ground state, a transfer of polarization occurs from unpaired electrons of the paramagnetic agent to NMR-active nuclei in the sample. In general, a moderate or high magnetic field and a very low temperature are used in the DNP process, e.g. by carrying out the DNP process in liquid helium and a magnetic field of approx. 1 T or more. Or a moderate magnetic field and any temperature can be used where sufficient polarization gain is achieved. DNP techniques are e.g. described in WO-A-98/58272 and in WO-A-01/96895.
Det paramagnetiske midlet spiller en avgjørende rolle i DNP-prosessen, og valg av det har en betydelig virkning på polariseringsnivået som oppnås. Flere ulike paramagnetiske midler - i WO-A-99/35508 angitt som "OMRI-kontrastmidler" - er kjent, f.eks. oksygen-baserte, svovel-baserte eller karbon-baserte organiske frie radikaler eller magnetiske partikler som det refereres til i WO-A-99/35508, WO-A-88/10419, WO-A-90/00904, WO-A-91/12024, WO-A-93/02711 eller WO-A-96/39367. The paramagnetic agent plays a crucial role in the DNP process and its choice has a significant effect on the level of polarization achieved. Several different paramagnetic agents - in WO-A-99/35508 referred to as "OMRI contrast agents" - are known, e.g. oxygen-based, sulfur-based or carbon-based organic free radicals or magnetic particles as referred to in WO-A-99/35508, WO-A-88/10419, WO-A-90/00904, WO-A- 91/12024, WO-A-93/02711 or WO-A-96/39367.
Wolber J et al.: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors, and Associated Equipment, Elsevier BV NorthHolland, NL, vol. 526, nr 1-2, Juni 2004, side 173-181 beskriver høyt polariserte kjernespin i løsning ved anvendelse av DNP. Wolber J et al.: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors, and Associated Equipment, Elsevier BV NorthHolland, NL, vol. 526, no. 1-2, June 2004, pages 173-181 describes highly polarized nuclear spins in solution using DNP.
Overraskende, har vi nå funnet en forbedret fremgangsmåte for å fremstille en flytende sammensetning som inneholder hyperpolarisert<13>C-pyruvat, som gjør det mulig å få hyperpolarisert<13>C-pyruvat med et bemerkelsesverdig høyt polariseringsnivå. Det er videre funnet at en slik sammensetning, er spesielt egnet ved in vivo MR-avbildning. Surprisingly, we have now found an improved method for preparing a liquid composition containing hyperpolarized<13>C-pyruvate, which makes it possible to obtain hyperpolarized<13>C-pyruvate with a remarkably high level of polarization. It has further been found that such a composition is particularly suitable for in vivo MR imaging.
Derfor, i et aspekt, frembringer den foreliggende oppfinnelsen en fremgangsmåte for å fremstille en flytende sammensetning som inneholder hyperpolarisert<13>C-pyruvat, den nevnte fremgangsmåte omfatter: Therefore, in one aspect, the present invention provides a method for preparing a liquid composition containing hyperpolarized<13>C-pyruvate, said method comprising:
a) fremstilling av en flytende blanding som inneholder et radikal med formelen (I),<13>C-pyrudruesyre og/eller<13>C-pyruvat og frysing av blandingen, a) preparing a liquid mixture containing a radical with the formula (I),<13>C-pyruvic acid and/or<13>C-pyruvate and freezing the mixture,
der there
M er hydrogen eller en ekvivalent av et kation, og M is hydrogen or an equivalent of a cation, and
R1 som er lik eller ulik, er en rettkjedet eller forgrenet, R1 which is the same or different, is a straight-chain or branched,
hydroksylert og/eller alkoksylert CrC^hydrokarbongruppe hydroxylated and/or alkoxylated CrC 2 hydrocarbon group
b) forsterking av<13>C-kjernepolarisering av pyrodruesyre og/eller pyruvat i blandingen via DNP c) tilsetning av en buffer og en base til den fryste blandingen for å løse den opp og for å omdanne<13>C-pyrodruesyre til et<13>C-pyruvat for å oppnå en flytende b) enhancement of<13>C-nuclear polarization of pyruvic acid and/or pyruvate in the mixture via DNP c) addition of a buffer and a base to the frozen mixture to solubilize it and to convert<13>C-pyruvic acid to a <13>C-pyruvate to obtain a liq
sammensetning eller, når bare<13>C-pyruvate brukes i trinn a), tilsetning av en buffer til den fryste blandingen for å løse den opp for å oppnå en flytende composition or, when only <13>C-pyruvate is used in step a), addition of a buffer to the frozen mixture to dissolve it to obtain a liquid
sammensetning composition
d) eventuelt, fjerning av radikalet og/eller reaksjonsprodukter derav, fra den flytende sammensetningen d) optionally, removal of the radical and/or reaction products thereof from the liquid composition
Termen "hyperpolarisert" og "polarisert" brukes om hverandre i det følgende og betegner en polarisering til et nivå over det som er funnet ved romtemperatur og 1 T. The terms "hyperpolarized" and "polarized" are used interchangeably in the following and denote a polarization to a level above that found at room temperature and 1 T.
Et radikal med formelen (I) er brukt i en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen A radical with the formula (I) is used in a method according to the invention
der there
M er hydrogen eller en ekvivalent av et kation, og M is hydrogen or an equivalent of a cation, and
R1 som er lik eller ulik, er en rettkjedet eller forgrenet R1 which is the same or different is a straight chain or branched chain
hydroksylert og/eller alkoksylert CrC^hydrokarbongruppe. hydroxylated and/or alkoxylated CrC 2 hydrocarbon group.
I det følgende er termen "radikal" brukt for radikalet med formelen (I). In the following, the term "radical" is used for the radical of formula (I).
I en foretrukken utførelsesform er M hydrogen eller en ekvivalent av et fysiologisk tolererbart kation. Termen "fysiologisk tolererbart kation" angir et kation som tolereres av den levende humane kroppen eller den ikke-humane animalske kroppen. Fortrinnsvis er M hydrogen eller et annet alkalikation, et ammoniumion eller et organisk aminion, f.eks. meglumin. Aller helst er M hydrogen eller natrium. In a preferred embodiment, M is hydrogen or an equivalent of a physiologically tolerable cation. The term "physiologically tolerable cation" denotes a cation tolerated by the living human body or the non-human animal body. Preferably, M is hydrogen or another alkali cation, an ammonium ion or an organic amine ion, e.g. meglumine. Most preferably, M is hydrogen or sodium.
I en annen foretrukken utførelsesform er R1 lik eller ulik, og er hydroksymetyl eller hydroksyetyl. I en annen foretrukken utførelsesform er R1 den lik eller ulik, og er en rettkjedet eller forgrenet alkoksylert Ci-C^hydrokarbongruppe, fortrinnsvis -CH2-0-(CrC3-alkyl), -(CH2)2-0-CH3eller -(CrC3-alkyl)-0-CH3. I en annen foretrukken utførelsesform er R1 lik eller ulik, og er en rettkjedet eller forgrenet alkoksylert C-r C4-hydrokarbongruppe som bærer en terminal hydroksylgruppe, fortrinnsvis -CH2-0-C2H4OH eller -C2H4-0-CH2OH. I en ennå mer foretrukken utførelsesform er R1 lik og er en rettkjedet alkoksylert CrC^hydrokarbongruppe, fortrinnsvis metoksy, - CH2-OCH3, -CH2-OC2H5eller -CH2-CH2-OCH3, aller helst -CH2-CH2-OCH3. In another preferred embodiment, R 1 is the same or different, and is hydroxymethyl or hydroxyethyl. In another preferred embodiment, R 1 is the same or different, and is a straight-chain or branched alkylated C 1 -C 3 hydrocarbon group, preferably -CH 2 -O-(CrC 3 -alkyl), -(CH 2 ) 2 -O-CH 3 or -(CrC 3 - alkyl)-O-CH 3 . In another preferred embodiment, R 1 is the same or different, and is a straight-chain or branched C 1 -C 4 alkoxylated hydrocarbon group bearing a terminal hydroxyl group, preferably -CH 2 -O-C 2 H 4 OH or -C 2 H 4 -O-CH 2 OH. In an even more preferred embodiment, R 1 is equal to and is a straight-chain alkylated C 1 -C 4 hydrocarbon group, preferably methoxy, -CH 2 -OCH 3 , -CH 2 -OC 2 H 5 or -CH 2 -CH 2 -OCH 3 , most preferably -CH 2 -CH 2 -OCH 3 .
I den mest foretrukne utførelsesform er M hydrogen eller natrium, og R1 er lik og er In the most preferred embodiment, M is hydrogen or sodium, and R 1 is equal to and is
-CH2-CH2-OCH3. -CH 2 -CH 2 -OCH 3 .
Syntesen av radikalene kjent innen fagfeltet og er offentliggjort i WO-A-91/12024, WO-A-96/39367, WO 97/09633 og WO-A-98/39277. Kortfattet kan radikalene syntetiseres ved at tre molare ekvivalenter av en metalert monomerisk arylforbindelse reagerer med en molar ekvivalent av et passende beskyttet karboksylsyrederivat for å danne et trimerisk intermediat. Dette intermediatet er metalert og reagerer deretter med f.eks. karbondioksid for å resultere i et trikarboksyl-tritylkarbinol som i neste trinn blir behandlet med en sterk syre for å generere et triarylmetylkation. Dette kationet reduseres deretter for å danne det stabile tritylradikalet. The synthesis of the radicals known in the field and published in WO-A-91/12024, WO-A-96/39367, WO 97/09633 and WO-A-98/39277. Briefly, the radicals can be synthesized by reacting three molar equivalents of a metalated monomeric aryl compound with one molar equivalent of an appropriately protected carboxylic acid derivative to form a trimeric intermediate. This intermediate is metalated and then reacts with e.g. carbon dioxide to result in a tricarboxyl tritylcarbinol which in the next step is treated with a strong acid to generate a triarylmethyl cation. This cation is then reduced to form the stable trityl radical.
Den isotopiske anrikningen av<13>C-pyrudruesyre og/eller13C-pyruvat brukt i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er fortrinnsvis minst 75 %, helst minst 80 % og aller helst minst 90 %, en isotopisk anrikning over 90 % er det beste og foretrekkes. Ideelt er en anrikning på 100%.13C-pyrudruesyre og/eller13C-pyruvat kan isotopisk anrikes ved C1-posisjon (i det følgende betegnet ^Ci-pyrodruesyre og 13Ct pyruvat), ved C2-posisjon (i det følgende betegnet<13>C2-pyrodruesyre og13C2-pyruvat), ved C3-posisjon (i det følgende betegnet<13>C3-pyrodruesyre og<13>C3-pyruvat), ved C1- og C2-posisjon (i det følgende betegnet<13>C1l2-pyodruesyre og<13>C1l2-pyruvat), ved C1- og C3-posisjon (i det følgende betegnet<13>C1l3-pyrodruesyre og<13>C1l3-pyruvat), ved C2- og C3-posisjon (i det følgende betegnet<13>C2,3-pyrodruesyre og<13>C2,3-pyruvat) eller ved C1-, C2- og C3-posisjon (i det følgende betegnet<13>C1l23-pyrodruesyre og<13>C1l2,3-pyruvat); fortrinnsvis C1-posisjon. The isotopic enrichment of <13>C-pyruvic acid and/or 13C-pyruvate used in the method according to the invention is preferably at least 75%, preferably at least 80% and most preferably at least 90%, an isotopic enrichment above 90% is the best and preferred. An enrichment of 100% is ideal. 13C-pyruvic acid and/or 13C-pyruvate can be isotopically enriched at the C1 position (hereinafter referred to as ^Ci-pyruvic acid and 13Ct pyruvate), at the C2 position (hereinafter referred to as <13>C2 -pyruvic acid and 13C2-pyruvate), at the C3 position (hereinafter referred to as<13>C3-pyruvic acid and<13>C3-pyruvate), at the C1 and C2 positions (hereinafter referred to as<13>C1l2-pyruvic acid and <13>C1l2-pyruvate), at C1- and C3-positions (hereafter denoted<13>C1l3-pyruvic acid and<13>C1l3-pyruvate), at C2- and C3-positions (hereafter denoted<13> C2,3-pyruvic acid and<13>C2,3-pyruvate) or at the C1-, C2- and C3-position (hereinafter denoted<13>C1123-pyruvic acid and<13>C112,3-pyruvate); preferably C1 position.
Flere metoder for syntesen av ^Crpyrodruesyre er kjent innen fagfeltet. Kortfattet beskriver Seebach et al., Journal of Organic Chemistry 40(2), 1975, 231-237 en synteserute som er avhengig av beskyttelse og aktivering av et karbonyl-holdig startmateriale som S,S-acetal, f.eks. 1,3-ditian eller 2-metyl-1,3-ditian. Ditian er metalert og reagerer med en metyl-holdig forbindelse og/eller<13>C02. Ved å bruke riktig isotopisk anriket<13>C-komponent som angitt i denne referansen, er det mulig å oppnå<13>C-i-pyruvat,<13>C2-pyruvat eller13C1l2-pyruvat. Karbonylens funksjon blir deretter frigitt ved bruk av konvensjonelle metoder beskrevet i litteraturen. En annen synteserute starter fra eddiksyre som først omdannes til acetylbromid og som deretter reagerer med Cu<13>CN. Nitrilet som oppnås, omdannes til pyrodruesyre via amidet (se f.eks. S.H. Anker et al., J. Biol. Chem. 176 (1948), 1333 eller J. E. Thirkettle, Chem Commun. (1997), 1025). Videre kan<13>C-pyrodruesyre oppnås ved protonering av kommersielt tilgjengelig natrium-<13>C-pyruvat, f.eks. ved metoden beskrevet i patent 6,232,497 (USA). Several methods for the synthesis of ^Crpyruvic acid are known in the field. Briefly, Seebach et al., Journal of Organic Chemistry 40(2), 1975, 231-237 describe a synthetic route that relies on the protection and activation of a carbonyl-containing starting material such as S,S-acetal, e.g. 1,3-dithiane or 2-methyl-1,3-dithiane. Dithiane is metalated and reacts with a methyl-containing compound and/or<13>CO2. By using the correct isotopically enriched <13>C component as indicated in this reference, it is possible to obtain <13>C-i-pyruvate, <13>C2-pyruvate or <13>C112-pyruvate. The carbonyl function is then released using conventional methods described in the literature. Another synthesis route starts from acetic acid which is first converted to acetyl bromide and which then reacts with Cu<13>CN. The resulting nitrile is converted to pyruvic acid via the amide (see, e.g., S.H. Anker et al., J. Biol. Chem. 176 (1948), 1333 or J. E. Thirkettle, Chem Commun. (1997), 1025). Furthermore, <13>C-pyruvic acid can be obtained by protonation of commercially available sodium <13>C-pyruvate, e.g. by the method described in patent 6,232,497 (USA).
Om<13>C-pyrodruesyre og/eller<13>C-pyruvat brukes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er hovedsakelig avhengig av radikalet som anvendes. Hvis radikalet er løselig i<13>C-pyrodruesyre, da brukes helst<13>C-pyrodruesyre og en flytende blanding, helst en flytende løsning, lages av radikalet og<13>C-pyrodruesyren. Hvis radikalet ikke er løselig i<13>C-pyrodruesyre, da brukes<13>C-pyruvat og/eller<13>C-pyrodruesyre og minst én ko-løsemiddel til å lage en flytende blanding, helst en flytende løsning. Det er funnet at en vellykket polarisering i trinn b) og dermed polariseringsnivået, er avhengig av at forbindelsen som skal polariseres og radikalet er i intim kontakt med hverandre. Derfor er ko-løsemidel helst en ko-løsemiddel eller ko-løsemiddelblanding som løser opp begge, radikalet og<13>C-pyrodruesyre og/eller<13>C-pyruvat. For<13>C-pyruvat er vann foretrukket som ko-løsemiddel.. Whether<13>C-pyruvic acid and/or<13>C-pyruvate is used in the method according to the invention depends mainly on the radical used. If the radical is soluble in <13>C-pyruvic acid, then <13>C-pyruvic acid is preferably used and a liquid mixture, preferably a liquid solution, is made of the radical and <13>C-pyruvic acid. If the radical is not soluble in<13>C-pyruvic acid, then<13>C-pyruvate and/or<13>C-pyruvic acid and at least one co-solvent are used to make a liquid mixture, preferably a liquid solution. It has been found that a successful polarization in step b) and thus the level of polarization, is dependent on the compound to be polarized and the radical being in intimate contact with each other. Therefore, co-solvent is preferably a co-solvent or co-solvent mixture that dissolves both, the radical and<13>C-pyruvic acid and/or<13>C-pyruvate. For <13>C-pyruvate, water is preferred as co-solvent.
Videre er det funnet at høyere polariseringsnivåer i trinn b) oppnås når blandingen ved avkjøling/frysing danner en glassprøve i stedet for en krystallisert prøve. Igjen, dannelsen av glass muliggjør en mer intim kontakt mellom radikalet og forbindelsen som skal polariseres.<13>C-pyrodruesyre er en god glassdanner og brukes derfor helst i fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen når radikalet er løselig i<13>C-pyrodruesyre.<13>C-pyruvat er et salt, og en flytende blanding av en vannholdig løsning av<13>C-pyruvat og et radikal vil resultere i en krystallisert prøve ved frysing. For å unngå dette foretrekkes det å tilsette ytterligere ko-løsemiddler som er gode glassdannere, f.eks. glyserol, propandiol eller glykol. Furthermore, it has been found that higher polarization levels in step b) are obtained when the mixture forms a glass sample on cooling/freezing instead of a crystallized sample. Again, the formation of glass enables a more intimate contact between the radical and the compound to be polarized.<13>C-pyruvic acid is a good glass former and is therefore preferably used in the method according to the invention when the radical is soluble in<13>C-pyruvic acid. <13>C-pyruvate is a salt, and a liquid mixture of an aqueous solution of <13>C-pyruvate and a radical will result in a crystallized sample on freezing. To avoid this, it is preferred to add further co-solvents which are good glass formers, e.g. glycerol, propanediol or glycol.
Derfor, i en utførelsesform løses<13>C-pyruvat i vann for å oppnå en vannholdig løsning og et radikal, glyserol og alternativt en ytterligere ko-løsemiddel tilsettes for å danne en flytende blanding i henhold til trinn a) ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I en foretrukken utførelsesform er<13>C-pyrodruesyre, et radikal og en ko-løsemiddel kombinert for å danne en flytende blanding i henhold til trinn a) ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I en særlig foretrukken utførelsesform er<13>C-pyrodruesyre og et radikal kombinert for å danne en flytende blanding i henhold til trinn a) ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Intensiv blanding av forbindelser kan utføres på flere måter kjent innen fagfeltet, f.eks. røring, røring ved virvelstrøm og ultralydbehandling. Therefore, in one embodiment, <13>C-pyruvate is dissolved in water to obtain an aqueous solution and a radical, glycerol and optionally a further co-solvent are added to form a liquid mixture according to step a) of the method of the invention. In a preferred embodiment, <13>C-pyruvic acid, a radical and a co-solvent are combined to form a liquid mixture according to step a) according to the method according to the invention. In a particularly preferred embodiment,<13>C-pyruvic acid and a radical are combined to form a liquid mixture according to step a) according to the method according to the invention. Intensive mixing of compounds can be carried out in several ways known in the art, e.g. stirring, stirring by eddy current and ultrasonic treatment.
Den flytende blandingen i trinn a) i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen inneholder fortrinnsvis 5 til 100 mM radikal, helst 10 til 20 mM radikal, særlig foretrekkes 12 til 18 mM radikal og aller helst 13 til 17 mM radikal. Det er funnet at oppbygningstiden for polarisering i trinn b) ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, blir kortere ved bruk av større mengder radikal, det oppnåelige polariseringsnivået er imidlertid lavere. Derfor må disse to effektene balanseres mot hverandre. The liquid mixture in step a) according to the method according to the invention preferably contains 5 to 100 mM radical, preferably 10 to 20 mM radical, particularly preferred 12 to 18 mM radical and most preferably 13 to 17 mM radical. It has been found that the build-up time for polarization in step b) according to the method according to the invention, becomes shorter when larger amounts of radical are used, the achievable polarization level is however lower. Therefore, these two effects must be balanced against each other.
Den flytende blandingen i trinn a) ifølge fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir fryst før polariseringen i trinn b) utføres. Avkjøling/frysing kan oppnås ved bruk av metoder kjent innen fagfeltet, f.eks. ved frysing av den flytende blandingen i flytende nitrogen eller ved bare å plassere den i polarisereren der flytende helium vil fryse prøven. The liquid mixture in step a) according to the method according to the invention is frozen before the polarization in step b) is carried out. Cooling/freezing can be achieved using methods known in the field, e.g. by freezing the liquid mixture in liquid nitrogen or by simply placing it in the polarizer where liquid helium will freeze the sample.
I trinn b) iølge fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir<13>C-kjernepolariseringen av<13>C-pyrodruesyre og/eller<13>C-pyruvate forsterket via DNP. Som beskrevet tidligere, er dynamisk kjernepolarisering (DNP) er en polariseringsmetode der polarisering av forbindelsen som skal polariseres, blir fremkalt av et DNP-middel, dvs. en paramagnetisk forbindelse. Når det gjelder fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, blir polariseringen fremkalt av radikalet som brukes. Under DNP-prosessen tilføres energi, fortrinnsvis i form av mikrobølgestråling, som i første omgang eksiterer radikalet. Ved svekking til grunntilstand forekommer det en overføring av polarisering fra det uparrede elektronet i radikalet til 13C-kjernene av13C-pyrodruesyren og/eller 13C-pyruvatet. In step b) according to the method according to the invention, the<13>C nuclear polarization of<13>C-pyruvic acid and/or<13>C-pyruvate is enhanced via DNP. As described earlier, dynamic nuclear polarization (DNP) is a polarization method in which polarization of the compound to be polarized is induced by a DNP agent, i.e. a paramagnetic compound. In the case of the method according to the invention, the polarization is induced by the radical used. During the DNP process, energy is supplied, preferably in the form of microwave radiation, which initially excites the radical. On weakening to the ground state, there is a transfer of polarization from the unpaired electron in the radical to the 13C nuclei of the 13C-pyruvic acid and/or the 13C-pyruvate.
DNP-teknikker er f.eks. beskrevet i WO-A-98/58272 og i WO-A-01/96895. Generelt brukes et moderat eller høyt magnetisk felt og en svært lav temperatur i DNP-prosessen, f.eks. ved å gjennomføre DNP-prosessen i flytende helium og et magnetisk felt på ca. 1 T eller mer. Eller det kan anvendes et moderat magnetisk felt og en hvilken som helst temperatur, der tilstrekkelig polariseringsforsterkning oppnås. I en foretrukken utførelsesform ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, utføres DNP-prosessen i flytende helium og et magnetisk felt på ca. 1 T eller mer. Egnede polariseringsenheter for å utføre trinn b) ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er f.eks. beskrevet i WO-A-02/37132. I en foretrukken utførelsesform inneholder polariseringsenheten en kryostat og et polariserings-hjelpemiddel, f.eks. et mikrobølgekammer koblet med en bølgeleder til en mikrobølgekilde i et borehull i midten som omgitt av magnetfeltproduserende hjelpemidler, f.eks. en superledende magnet. Borehullet utvides vertikalt ned til minst det nivået av en region P, nær den superledende magneten der det magnetiske feltet er tilstrekkelig høyt, f.eks. mellom 1 og 25 T, for at polarisering av<13>C-kjernene skal finne sted. Borehullet for prøven kan fortrinnsvis forsegles og kan evakueres til lave trykk, f.eks. trykk på 1 mbar eller mindre. Introduksjonshjelpemidlet for prøven (dvs. den fryste blandingen fra trinn a) ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen), f.eks. en avtakbar prøvetransporterende slange, kan føres inn i borehullet. Denne slangen kan føres inn fra toppen av borehullet ned i en posisjon inne i mikrobølgekammeret i region P. Region P er nedkjølt av flytende helium til en temperatur som er lav nok til at polarisering skal finne sted, fortrinnsvis temperaturer på 0,1-100 K, helst 0,5-10 K, aller helst 1-5 K. Introduksjonshjelpemidlet for prøven er fortrinnsvis forseglbart i øvre del, på en passende måte, for å opprettholde delvis vakuum i borehullet. En prøvebeholder, f.eks. et prøvebeger, kan flyttes på og tilpasses inne i den lave enden av introduseringshjelpemidlet for prøven. Prøvebeholderen er fortrinnsvis laget av et lettvektmateriale med en lav spesifikk varmekapasitet og gode kryogene egenskaper, f.eks. KelF (polyklorotrifluoroetylen) eller PEEK (polyetereterketon). Prøvebeholderen kan inneholde mer enn én prøve som skal polariseres. DNP techniques are e.g. described in WO-A-98/58272 and in WO-A-01/96895. In general, a moderate or high magnetic field and a very low temperature are used in the DNP process, e.g. by carrying out the DNP process in liquid helium and a magnetic field of approx. 1 T or more. Or a moderate magnetic field and any temperature can be used where sufficient polarization gain is achieved. In a preferred embodiment according to the method according to the invention, the DNP process is carried out in liquid helium and a magnetic field of approx. 1 T or more. Suitable polarizing units for carrying out step b) according to the method according to the invention are, e.g. described in WO-A-02/37132. In a preferred embodiment, the polarization unit contains a cryostat and a polarization aid, e.g. a microwave chamber connected by a waveguide to a microwave source in a central borehole surrounded by magnetic field producing aids, e.g. a superconducting magnet. The borehole is extended vertically down to at least the level of a region P, close to the superconducting magnet where the magnetic field is sufficiently high, e.g. between 1 and 25 T, for polarization of the<13>C nuclei to take place. The borehole for the sample can preferably be sealed and can be evacuated to low pressures, e.g. pressure of 1 mbar or less. The introduction aid for the sample (ie the frozen mixture from step a) according to the method according to the invention), e.g. a removable sample-transporting hose can be inserted into the borehole. This tubing can be fed from the top of the borehole down into a position inside the microwave chamber in region P. Region P is cooled by liquid helium to a temperature low enough for polarization to take place, preferably temperatures of 0.1-100 K , preferably 0.5-10 K, most preferably 1-5 K. The introduction aid for the sample is preferably sealable in the upper part, in a suitable manner, to maintain partial vacuum in the borehole. A sample container, e.g. a sample cup, can be moved on and adjusted inside the low end of the sample introduction aid. The sample container is preferably made of a lightweight material with a low specific heat capacity and good cryogenic properties, e.g. KelF (polychlorotrifluoroethylene) or PEEK (polyether ether ketone). The sample container can contain more than one sample to be polarized.
Prøven settes inn i prøvebeholderen, senkes i det flytende heliumet og gjennomstråles med mikrobølger, fortrinnsvis ved en frekvens på ca. 94 GHz ved 200 mW. Polariseringsnivået kan overvåkes ved å oppnå fast form<13>C-NMR-signaler av prøven under mikrobølgebestrålingen, derfor foretrekkes bruk av en polariseringsenhet som inneholder hjelpemidler for å oppnå fast form<13>C-NMR-spektre ifølge trinn b). Generelt oppnås en saturasjonskurve i et diagram som viser<13>C-NMR-signal vs. tid. Derfor er det mulig å avgjøre når det optimale polariseringsnivået er nådd. The sample is inserted into the sample container, immersed in the liquid helium and irradiated with microwaves, preferably at a frequency of approx. 94 GHz at 200 mW. The level of polarization can be monitored by obtaining solid-state<13>C-NMR signals of the sample during the microwave irradiation, therefore the use of a polarization unit containing aids to obtain solid-state<13>C-NMR spectra according to step b) is preferred. In general, a saturation curve is obtained in a diagram showing<13>C-NMR signal vs. time. Therefore, it is possible to determine when the optimal polarization level has been reached.
I trinn c) ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen løses den fryste polariserte blandingen opp i en buffer, fortrinnsvis en fysiologisk tolererbar buffer, for å oppnå en flytende sammensetning. Termen "buffer", slik den er brukt i denne søknaden, betegner én eller flere buffere, dvs. også blandinger av buffere. In step c) according to the method according to the invention, the frozen polarized mixture is dissolved in a buffer, preferably a physiologically tolerable buffer, to obtain a liquid composition. The term "buffer", as used in this application, denotes one or more buffers, i.e. also mixtures of buffers.
Foretrukne buffere er fysiologisk tolererbare buffere, helst buffere som buffer i området mellom pH 7-8, f.eks. fosfatbuffere (KH2P04/Na2HP04), ACES, PIPES, imidazol/HCI, BES, MOPS, HEPES, TES, TRIS, HEPPS eller TRICIN. De mest foretrukne bufferne er fosfatbuffere og TRIS, aller helst TRIS. I en annen utførelsesform er flere enn én av de ovennevnte foretrukne bufferne blitt brukt, dvs. en blanding av buffere. Preferred buffers are physiologically tolerable buffers, preferably buffers in the range between pH 7-8, e.g. phosphate buffers (KH2PO4/Na2HP04), ACES, PIPES, imidazole/HCl, BES, MOPS, HEPES, TES, TRIS, HEPPS or TRICIN. The most preferred buffers are phosphate buffers and TRIS, most preferably TRIS. In another embodiment, more than one of the above-mentioned preferred buffers has been used, i.e. a mixture of buffers.
Når<13>C-pyrodruesyre ble brukt i forbindelsen som skulle polariseres, omfattet trinn When<13>C-pyruvic acid was used in the compound to be polarized, steps included
c) også omdannelse av13C-pyrodruesyre til 13C-pyruvat. For å oppnå dette må<13>C-pyroduresyre reagere med en base. I en utførelsesform reagerer<13>C-pyrodruesyre c) also conversion of 13C-pyruvic acid to 13C-pyruvate. To achieve this,<13>C-pyruduric acid must react with a base. In one embodiment,<13>C-pyruvic acid reacts
med en base for å omdanne den til 13C-pyruvat, og deretter blir det tilsatt en buffer. I en annen foretrukken utførelsesform kombineres bufferen og basen i én løsning og denne løsningen blir tilsatt til<13>C-pyrodruesyre, løser den opp og omdanner den til<13>C-pyruvat samtidig. I en foretrukken utførelsesform er basen en vannholdig løsning av NaOH, Na2C03eller NaHC03, den mest foretrukne basen er NaOH. I en særlig foretrukken utførelsesform blir en løsning av TRIS-buffer som inneholder NaOH, brukt til å løse opp13C-pyrodruesyre og omdanne den til natriumsalt fra<13>C-pyruvat. with a base to convert it to 13C-pyruvate, and then a buffer is added. In another preferred embodiment, the buffer and base are combined in one solution and this solution is added to <13>C-pyruvic acid, dissolving it and converting it to <13>C-pyruvate at the same time. In a preferred embodiment, the base is an aqueous solution of NaOH, Na 2 CO 3 or NaHCO 3 , the most preferred base being NaOH. In a particularly preferred embodiment, a solution of TRIS buffer containing NaOH is used to dissolve 13 C-pyruvic acid and convert it to the sodium salt of<13>C-pyruvate.
I en annen foretrukken utførelsesform inneholder bufferen eller - der det er anvendelig - den kombinerte buffer-/baseløsningen ytterligere én eller flere forbindelser som kan binde eller kompleksere frie paramagnetiske ioner, f.eks. chelatdannende midler som DTPA eller EDTA. Det er funnet at frie paramagnetiske ioner kan forårsake forkortning av T1i den hyperpolariserte forbindelsen, noe som helst unngås. In another preferred embodiment, the buffer or - where applicable - the combined buffer/base solution further contains one or more compounds capable of binding or complexing free paramagnetic ions, e.g. chelating agents such as DTPA or EDTA. It has been found that free paramagnetic ions can cause shortening of T1 in the hyperpolarized compound, which is preferably avoided.
Oppløsningen kan utføres helst ved å bruke metodene og/eller enhetene offentliggjort i WO-A-02/37132. Kortfattet brukes det en oppløsningsenhet som enten er fysisk separert fra polarisereren, eller en del av et apparat som inneholder polarisereren og oppløsningsenheten. I en foretrukken utførelsesform utføres trinn c) ved et elevert magnetisk felt for å forbedre relaksasjonen og opprettholde maksimal hyperpolarisering. Feltnoder bør unngås, og lave felt kan lede til forsterket The dissolution may preferably be carried out using the methods and/or devices disclosed in WO-A-02/37132. Briefly, a resolving unit is used that is either physically separated from the polarizer, or part of an apparatus that contains the polarizer and the resolving unit. In a preferred embodiment, step c) is performed at an elevated magnetic field to enhance relaxation and maintain maximal hyperpolarization. Field nodes should be avoided, and low fields can lead to amplified
relaksasjon til tross for tiltakene ovenfor. relaxation despite the above measures.
I det eventuelle trinnet d) ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fjernes radikalet og/eller reaksjonsprodukter derav, fra den flytende sammensetningen oppnådd i trinn c). Radikalet og/eller reaksjonsproduktene kan fjernes delvis, i all vesentlighet eller, ideelt, fullstendig. Fullstendig fjerning er foretrukket når den flytende sammensetningen brukes på humane pasienter. Reaksjonsproduktene av radikalet kan være estere som kan være dannet ved reaksjon av pyrodruesyre med radikaler med formelen (I) som inneholder hydroksygrupper. I en foretrukken utførelsesform ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er trinn d) obligatorisk. Metoder som kan brukes til å fjerne radikalet og/eller reaksjonsprodukter derav, er kjent innen fagfeltet. Vanligvis er metoden som brukes, avhengig av radikalets egenskaper og/eller dens reaksjonsprodukter. Ved oppløsning av den fryste blandingen ifølge trinn c) kan radikalet presipitere, og det kan lett separeres fra den flytende sammensetningen ved filtrering. Hvis det ikke oppstår presipitering, kan radikalet fjernes ved kromatografiske separasjonsteknikker, f.eks. væskefasekromatografi som reversert fase eller ioneutvekslingskromatografi eller ved ekstraksjon. In the possible step d) according to the method according to the invention, the radical and/or reaction products thereof are removed from the liquid composition obtained in step c). The radical and/or reaction products can be partially, substantially or, ideally, completely removed. Complete removal is preferred when the liquid composition is used on human patients. The reaction products of the radical can be esters which can be formed by the reaction of pyruvic acid with radicals of the formula (I) containing hydroxy groups. In a preferred embodiment according to the method according to the invention, step d) is mandatory. Methods that can be used to remove the radical and/or reaction products thereof are known in the field. Generally, the method used depends on the properties of the radical and/or its reaction products. When dissolving the frozen mixture according to step c), the radical can precipitate, and it can be easily separated from the liquid composition by filtration. If precipitation does not occur, the radical can be removed by chromatographic separation techniques, e.g. liquid phase chromatography such as reversed phase or ion exchange chromatography or by extraction.
Siden radikaler med formelen (I) har et karakteristisk UV/synlig-absorpsjonsspektrum, er det mulig å bruke UV/synlig-absorpsjonsmåling som en metode for å kontrollere om den finnes i den flytende sammensetningen etter at den er fjernet. For å oppnå kvantitative resultater, dvs. konsentrasjonen av radikalet til stede i den flytende blandingen, kan det optiske spektrometeret kalibreres slik at absorpsjonen ved en spesifikk bølgelengde danner en prøve av den flytende samensetningen som produserer den motsvarende radikalkonsentrasjonen i prøven. Fjerning av radikalet og/eller reaksjonsproduktene derav, er spesielt foretrukket hvis den flytende sammensetningen blir brukt som et kontrastmiddel ved in vivo MR-avbilding av en human kropp eller en ikke-human animalsk kropp. Since radicals of formula (I) have a characteristic UV/visible absorption spectrum, it is possible to use UV/visible absorption measurement as a method to check whether it is present in the liquid composition after it has been removed. To obtain quantitative results, i.e. the concentration of the radical present in the liquid mixture, the optical spectrometer can be calibrated so that the absorption at a specific wavelength forms a sample of the liquid composition which produces the corresponding radical concentration in the sample. Removal of the radical and/or reaction products thereof is particularly preferred if the liquid composition is used as a contrast agent in in vivo MR imaging of a human body or a non-human animal body.
Det beskrives en sammesetning som inneholder hyperpolarisert<13>C-pyruvat, fortrinnsvis hyperpolarisert natrium<13>C-pyruvat og en buffer valgt fra en gruppe som inneholder fosfatbuffer og TRIS. A composition is described which contains hyperpolarized<13>C-pyruvate, preferably hyperpolarized sodium<13>C-pyruvate and a buffer selected from a group containing phosphate buffer and TRIS.
utførelsesform Det hyperpolariserte<13>C-pyruvatet et polariseringsnivå på minst 10 %, mer foretrukket minst 15 %, særlig foretrukket minst 20 % og mest foretrukket mer enn 20 %. embodiment The hyperpolarized<13>C-pyruvate a polarization level of at least 10%, more preferably at least 15%, particularly preferably at least 20% and most preferably more than 20%.
Det er funnet at slike sammensetninger er utmerkede avbildningsmidler for in vivo MR-avbildning, særlig for in vivo MR-studier av metabolske prosesser og for in vivo MR-avbildning av tumorer, og en sammensetning som inneholder hyperpolarisert<13>C-pyruvat og en buffer valgt fra en gruppe som inneholder fosfatbuffer og TRIS kan anvendes som MR-avbildningsmiddel, danner et annet aspekt av oppfinnelsen. Such compositions have been found to be excellent imaging agents for in vivo MR imaging, particularly for in vivo MR studies of metabolic processes and for in vivo MR imaging of tumors, and a composition containing hyperpolarized<13>C-pyruvate and a buffer selected from a group containing phosphate buffer and TRIS can be used as an MR imaging agent, forms another aspect of the invention.
Sammensetningen er helst produsert ifølge fremgangsmåten ifølge krav 1, helst ved bruk av<13>C-pyruvat i trinn a) ifølge fremgangsmåten ifølge krav 1 og et radikal med formelen (I) der M er et hydrogen eller et fysiologisk tolerererbart kation og R1 er lik og er en rettkjedet eller forgrenet alkoksylert CrC-hydrokarbongruppe, helst metoksy, -CH2-OCH3, -CH2-OC2H5eller -CH2-CH2-OCH3, og trinn d) er obligatorisk. I en særlig foretrukken utførelsesform er sammensetningen av oppfinnelsen produsert ifølge fremgangsmåten ifølge krav 1 hvor i trinn a)<13>C-pyruvat og et radikal med formelen (I) der M er hydrogen og R1 er lik og er -CH2-CH2-OCH3er brukt og trinn d) er obligatorisk. The composition is preferably produced according to the method according to claim 1, preferably using<13>C-pyruvate in step a) according to the method according to claim 1 and a radical with the formula (I) where M is a hydrogen or a physiologically tolerable cation and R1 is equal to and is a straight-chain or branched alkylated CrC hydrocarbon group, preferably methoxy, -CH2-OCH3, -CH2-OC2H5 or -CH2-CH2-OCH3, and step d) is mandatory. In a particularly preferred embodiment, the composition of the invention is produced according to the method according to claim 1 where in step a)<13>C-pyruvate and a radical with the formula (I) where M is hydrogen and R1 is equal to and is -CH2-CH2-OCH3er used and step d) is mandatory.
Sammensetning som inneholder hyperpolarisert<13>C-pyruvat, helst hyperpolarisert natrium<13>C-pyruvat og en buffer valgt fra en gruppe som inneholder fosfatbuffer og TRIS kan anvendes for fremstilling av et MR-avbildningsmiddel for in wVo-studier av metabolske prosesser i den humane kroppen eller den ikke-humane animalske kroppen. Composition containing hyperpolarized<13>C-pyruvate, preferably hyperpolarized sodium<13>C-pyruvate and a buffer selected from a group containing phosphate buffer and TRIS can be used for the preparation of an MR imaging agent for in wVo studies of metabolic processes in the human body or the non-human animal body.
Et annet aspekt av oppfinnelsen er bruk av en sammensetning som inneholder hyperpolarisert<13>C-pyruvat, fortrinnsvis hyperpolarisert natrium-<13>C-pyruvat og en buffer valgt fra en gruppe som inneholder fosfatbuffer og TRIS, for å produsere et MR-avbildningsmiddel for in vivo tumor avbildning i den humane kroppen eller den ikke-humane animalske kroppen, fortrinnsvis for in wVo-turmordiagnostisering og/eller tumorklassifisering og/eller tumorbehandlingsovervåkning, helst for in vivo-prostatatumordiagnostisering og/eller prostatatumorklassifisering og/eller prostatatumorbehandlingsovervåking. Another aspect of the invention is the use of a composition containing hyperpolarized <13>C-pyruvate, preferably hyperpolarized sodium <13>C-pyruvate and a buffer selected from a group containing phosphate buffer and TRIS, to produce an MR imaging agent for in vivo tumor imaging in the human body or the non-human animal body, preferably for in wVo tumor diagnosis and/or tumor classification and/or tumor treatment monitoring, preferably for in vivo prostate tumor diagnosis and/or prostate tumor classification and/or prostate tumor treatment monitoring.
Sammensetningen i henhold til oppfinnelsen kan brukes som et "konvensjonelt" MR-avbildningsmiddel, dvs. gi kontrastforsterkning for anatomisk avbildning. En annen fordel med sammensetningen i henhold til oppfinnelsen, er at pyruvat er en endogen forbindelse som er svært godt tolerert av den humane kroppen, selv i høye konsentrasjoner. Som et intermediat i sitronsyresyklusen, spiller pyruvat en viktig metabolsk rolle i den humane kroppen. Pyruvat omdannes til ulike forbindelser: transaminering resulterer i alanin, via oksidativ dekarboksylering, pyruvat omdannes til acetyl-CoA og bikarbonat, reduksjonen av pyruvat resulterer i laktat og karboksylering i oksaloacetat. The composition according to the invention can be used as a "conventional" MR imaging agent, i.e. provide contrast enhancement for anatomical imaging. Another advantage of the composition according to the invention is that pyruvate is an endogenous compound which is very well tolerated by the human body, even in high concentrations. As an intermediate in the citric acid cycle, pyruvate plays an important metabolic role in the human body. Pyruvate is converted into various compounds: transamination results in alanine, via oxidative decarboxylation, pyruvate is converted into acetyl-CoA and bicarbonate, the reduction of pyruvate results in lactate and carboxylation in oxaloacetate.
Det er nå funnet at omdannelse av hyperpolarisert<13>C-pyruvat til hyperpolarisert<13>C-laktat, hyperpolarisert<13>C-bikarbonat (ved kun<13>Crpyruvat,<13>C12-pyruvat eller<13>Ci,23-pyruvat) og hyperpolarisert<13>C-alanin kan brukes i in vivo MR-studier av metabolske prosesser i den humane kroppen. Dette er overraskende siden man må huske at T1av hyperpolariserte forbindelser svekkes på grunn av relaksasjon og fortynning.<13>C-pyruvat har en TVrelaksasjon i humant fullblod ved 37 °C av ca. 42 s, omdannelsen av hyperpolarisert<13>C-pyruvat til hyperpolarisert<13>C-laktat, hyperpolarisert<13>C-bikarbonat og hyperpolarisert<13>C-alanin er imidlertid funnet å være rask nok til å tillate signalsporing fra opphavsforbindelsen til<13>C-pyruvat og dennes metabolitter. Mengden alanin, bikarbonat og laktat er avhengig av den metabolske statusen for vevet under undersøkelsen. MR-signalintensiteten fra hyperpolarisert<13>C-laktat, hyperpolarisert<13>C-bikarbonat og hyperpolarisert<13>C-alanin er relatert til mengden av disse forbindelsene og graden av polarisering som er igjen ved tidspunktet for sporing. Ved å monitore omdannelsen av hyperpolarisert<13>C-pyruvat til hyperpolarisert 13C-laktat, hyperpolarisert13C-bikarbonat og hyperpolarisert<13>C-alanin, er det mulig å studere metabolske prosesser in vivo i den humane kroppen eller den ikke-humane animalske kroppen ved bruk av ikke-invasiv MR-avbildning. It has now been found that conversion of hyperpolarized<13>C-pyruvate to hyperpolarized<13>C-lactate, hyperpolarized<13>C-bicarbonate (by only<13>Crpyruvate,<13>C12-pyruvate or<13>Ci, 23-pyruvate) and hyperpolarized<13>C-alanine can be used in in vivo MR studies of metabolic processes in the human body. This is surprising since one must remember that the T1 of hyperpolarized compounds weakens due to relaxation and dilution.<13>C-pyruvate has a TV relaxation in human whole blood at 37 °C of approx. 42 s, however, the conversion of hyperpolarized<13>C-pyruvate to hyperpolarized<13>C-lactate, hyperpolarized<13>C-bicarbonate, and hyperpolarized<13>C-alanine is found to be fast enough to allow signal tracing from the parent compound to <13>C-pyruvate and its metabolites. The amount of alanine, bicarbonate and lactate depends on the metabolic status of the tissue during the examination. The MR signal intensity from hyperpolarized<13>C-lactate, hyperpolarized<13>C-bicarbonate, and hyperpolarized<13>C-alanine is related to the amount of these compounds and the degree of polarization remaining at the time of tracking. By monitoring the conversion of hyperpolarized<13>C-pyruvate to hyperpolarized 13C-lactate, hyperpolarized 13C-bicarbonate and hyperpolarized<13>C-alanine, it is possible to study metabolic processes in vivo in the human body or the non-human animal body using non-invasive MR imaging.
Det er funnet at MR-signalamplituder fra de forskjellige pyruvat-metabolittene, er avhengige av vevstype. Det unike metabolske toppmønsteret som dannes av alanin, laktat, bikarbonat og pyruvat, kan brukes som fingeravtrykk for metabolske tilstander av vevet under undersøkelse, hvilket gjør det mulig å skille mellom friskt vev og tumorvev. Dette gjør sammensetningen i henhold til oppfinnelsen til et utmerket middel for in vivo MR-avbildning av tumorer It has been found that MR signal amplitudes from the different pyruvate metabolites are dependent on tissue type. The unique metabolic peak pattern formed by alanine, lactate, bicarbonate and pyruvate can be used as a fingerprint for metabolic states of the tissue under investigation, making it possible to distinguish between healthy tissue and tumor tissue. This makes the composition according to the invention an excellent agent for in vivo MR imaging of tumors
Generelt ved MR-avbildning i forbindelse med sammensetningen i henhold til oppfinnelsen plasseres den som undersøkes, f.eks. en pasient eller et dyr, i MR-magneten. Tilegnede<13>C-MR RF-spoler er plassert for å dekke området som er av interesse. In general, with MR imaging in connection with the composition according to the invention, the person being examined is placed, e.g. a patient or an animal, in the MR magnet. Dedicated<13>C-MR RF coils are positioned to cover the region of interest.
Sammensetningen omfattende hyperpolarisert<13>C-pyruvat og en buffer valgt fra gruppen som inneholder fosfatbuffer og TRIS, administreres parenteralt, fortrinnsvis intravenøst, intraarterielt eller direkte i området eller organet som er av interesse. Dose og konsentrasjon av sammensetningen i henhold til oppfinnelsen vil være avhengig av en rekke faktorer, f.eks. toksisitet, evne til å nå et organ og administrasjonsruten. Generelt administreres sammensetningen i en konsentrasjon på opptil 1 mmol pyruvat per kg kroppsvekt, fortrinnsvis 0,01 til 0,5 mmol/kg, helst 0,1 til 0,3 mmol/kg. Administrasjonshastigheten er fortrinnsvis mindre enn 10 ml/s, helst mindre enn 6 ml/min og aller helst fra 5 ml/s til 0,1 ml/s. I mindre enn 400 s etter administrasjonen, fortrinnsvis mindre enn 120 s, helst mindre enn 60 s etter administrasjonen, særlig foretrukket 20 til 50 s etter administrasjonen og aller helst 30 til 40 s etter administrasjonen, en MR-avbildningssekvens brukes til å kode volumet som er av interesse, i en kombinert frekvens og på en spatial selektiv måte. Dette vil resultere i metabolske avbildninger av<13>C-laktat,<13>C-alanin og 13C-pyruvat og helst i metabolske avbildninger av13C-laktat,<13>C-alanin, 13C-bikarbonat og13C-pyruvat. Innenfor den samme tidsperioden kan det tas et protonbilde med eller uten et proton MRI-kontrastmiddel for å oppnå anatomisk og/eller perfusjonsinformasjon. The composition comprising hyperpolarized<13>C-pyruvate and a buffer selected from the group containing phosphate buffer and TRIS is administered parenterally, preferably intravenously, intra-arterially or directly into the area or organ of interest. Dose and concentration of the composition according to the invention will depend on a number of factors, e.g. toxicity, ability to reach an organ and the route of administration. In general, the composition is administered at a concentration of up to 1 mmol pyruvate per kg body weight, preferably 0.01 to 0.5 mmol/kg, most preferably 0.1 to 0.3 mmol/kg. The rate of administration is preferably less than 10 ml/s, preferably less than 6 ml/min and most preferably from 5 ml/s to 0.1 ml/s. For less than 400 s after the administration, preferably less than 120 s, preferably less than 60 s after the administration, particularly preferably 20 to 50 s after the administration and most preferably 30 to 40 s after the administration, an MR imaging sequence is used to encode the volume which is of interest, in a combined frequency and in a spatially selective manner. This will result in metabolic images of<13>C-lactate,<13>C-alanine and 13C-pyruvate and preferably in metabolic images of 13C-lactate,<13>C-alanine, 13C-bicarbonate and 13C-pyruvate. Within the same time period, a proton image can be taken with or without a proton MRI contrast agent to obtain anatomical and/or perfusion information.
Kodingen av volumet av interesse, kan oppnås ved å bruke såkalt spektroskopisk avbildningssekvens som beskrevet i f.eks. T.R. Brown et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA 79, 3523-3526 (1982); A.A. Maudsley, et al., J. Magn. Res 51, 147-152 The coding of the volume of interest can be achieved by using so-called spectroscopic imaging sequence as described in e.g. T.R. Brown et al., Proe. Nati. Acad. Pollock. USA 79, 3523-3526 (1982); A.A. Maudsley, et al., J. Magn. Res 51, 147-152
(1983). Spektroskopiske bildedata inneholder et antall volumelementer der hvert element inneholder et fullt<13>C-MR-spektrum. 13C-pyruvat og dennes13C-metabolitter har alle en unik posisjon i et<13>C-MR-spektrum og resonansfrekvensene kan brukes til å identifisere dem. Integralet fra toppunktet på dens resonansfrekvens er direkte koblet til henholdsvis mengden<13>C-pyruvat og dennes 13C-metabolitter. Når mengden av<13>C-pyruvat og hver<13>C-metabolitt er estimert ved hjelp av tilpasningsrutiner for tidsområder som beskrevet f.eks. i L. Vanhamme et al., J Magn Reson 129, 35-43 (1997), kan bilder bli generert for13C-pyruvat og hver<13>C-metabolitt der en fargekode eller gråkode representerer mengden<13>C-pyruvat og hver<13>C-metabolitt som måles. (1983). Spectroscopic imaging data contain a number of volume elements where each element contains a full<13>C-MR spectrum. 13C-pyruvate and its 13C metabolites all have a unique position in a<13>C-MR spectrum and the resonance frequencies can be used to identify them. The integral from the peak of its resonance frequency is directly connected to the amount of<13>C-pyruvate and its 13C-metabolites, respectively. When the amount of<13>C-pyruvate and each<13>C-metabolite is estimated using fitting routines for time ranges as described e.g. in L. Vanhamme et al., J Magn Reson 129, 35-43 (1997), images can be generated for 13C-pyruvate and each<13>C metabolite where a color code or gray code represents the amount of<13>C-pyruvate and each <13>C metabolite that is measured.
Selv om spektroskopiske avbildningsmetoder har vist seg å være verdifulle i produksjonen av metabolske bilder ved hjelp av alle typer MR-kjerner f.eks.1H,31P,<23>Na, gjør mengden av repetisjoner som skal til for å kode det spektroskopiske bildet i sin helhet, denne fremgangsmåten mindre egnet for hyperpolarisert<13>C. Man må være nøyaktig for å sikre at hyperpolariserte<13>C- signaler er tilgjengelige under hele MR-datainnsamlingen På bekostning av redusert signal til støy, kan dette oppnås ved å redusere RF-pulsvinkelen som brukes i hvert fasekodetrinn. Høyere matrisestørrelser krever flere fasekodetrinn og lengre skannetider. Although spectroscopic imaging methods have been shown to be valuable in the production of metabolic images using all types of MR nuclei e.g.1H,31P,<23>Na, the amount of repetitions required to encode the spectroscopic image in in its entirety, this method less suitable for hyperpolarized<13>C. Care must be taken to ensure that hyperpolarized<13>C signals are available throughout the MR data acquisition At the expense of reduced signal to noise, this can be achieved by reducing the RF pulse angle used in each phase encoding step. Higher matrix sizes require more phase code steps and longer scan times.
Avbildningsmetoder basert på pionerarbeid av P. C. Lauterbur (Nature, 242, 190-191, (1973) og P. Mansfield (J. Phys. C. 6, L422-L426 (1973)), antyder at anvendelse av en utlesingsgradient under datainnsamlingen vil tillate høyere signal til støy-bilder eller ekvivalente, høyere spatiale oppløsningsbilder. Disse avbildningsmetodene i deres grunnform vil imidlertid ikke være tilgjengelige til å produsere separate bilder for13C-pyruvat og dennes<13>C-metabolitter, men et bilde som inneholder signalene for<13>C-pyruvat og alle dennes13C-metabolitter, dvs. identifikasjon av spesifikke metabolitter er ikke mulig. Imaging methods based on pioneering work by P. C. Lauterbur (Nature, 242, 190-191, (1973) and P. Mansfield (J. Phys. C. 6, L422-L426 (1973)), suggest that application of a readout gradient during data acquisition will allow higher signal to noise images or equivalent, higher spatial resolution images However, these imaging methods in their basic form will not be available to produce separate images for 13C-pyruvate and its<13>C metabolites, but an image containing the signals for<13> C-pyruvate and all its 13C metabolites, i.e. identification of specific metabolites is not possible.
I en foretrukken utførelsesform brukes bildesekvenser som vil gjøre bruk av multiekko for å kode frekvensinformasjonen. Sekvenser som kan produsere separate vann- og fett-1 H-bilder er for eksempel beskrevet i G. Glover, J Magn Reson Imaging 1991;1:521-530 og S. B. Reeder et al., MRM 51 35-45 (2004). Siden metabolitter som skal spores og som sådan har kjente MR-frekvenser, kan fremgangsmåten som blir drøftet i referansen ovenfor, anvendes til direkte avbildning av pyruvat, alanin og laktat, og fortrinnsvis pyruvat, alanin, laktat og bikarbonat, og gjør en mer effektiv bruk av det hyperpolariserte<13>C-MR-signalet, ved at det gir en bedre signalkvalitet sammenlignet med den klassiske spektroskopiske avbildningsteknikken, en høyere spatial oppløsning og raskere innsamlingstid. In a preferred embodiment, image sequences are used which will make use of multi-echo to encode the frequency information. Sequences that can produce separate water and fat 1 H images are described, for example, in G. Glover, J Magn Reson Imaging 1991;1:521-530 and S. B. Reeder et al., MRM 51 35-45 (2004). Since metabolites to be tracked and as such have known MR frequencies, the method discussed in the above reference can be used for direct imaging of pyruvate, alanine and lactate, and preferably pyruvate, alanine, lactate and bicarbonate, making a more efficient use of the hyperpolarized<13>C-MR signal, in that it provides a better signal quality compared to the classic spectroscopic imaging technique, a higher spatial resolution and faster acquisition time.
Tumorvev karakteriseres ofte med en økt perfusjon og høyere metabolsk aktivitet. Prosessen med å øke vaskulære bed, angiogenese, forårsakes av celler som på grunn av sine høyere metabolske behov og/eller sine store avstander fra en kapillær, ikke er i stand til å få nok substrater som kan gi dem den energien de trenger for å opprettholde energihomeostase. Det er i dette området, hvor celler har problemer med å produsere nok energi, en markert endring i metabolsk mønster er forventet. Vev som har problemer med å opprettholde energihomeostase vil endre sin energimetabolisme som særlig resulterer i en økt laktatproduksjon. Overraskende nok er det mulig å gjøre denne endringen i metabolismen synlig ved hjelp av hyperpolarisert<13>C-pyruvat innfor det korte MR-avbildningstidsvinduet som er tilgjengelig, dvs. bruke det høye<13>C-laktatsignalet i tumorområdet til å skille tumoren fra friskt vev. Siden perfusjonen er heterogen i tumorvevet, foretrekkes det å korrigere13C-laktatsignalet for mengden pyruvat (<13>C-pyruvatsignal) tilgjengelig i samme region. Dette vil gjøre det mulig å fremheve områder i vevet med et relativt høyt laktatsignal med hensyn til pyruvatsignalet, og dermed forbedre muligheten til å skille mellom tumorvev og friskt vev. Tumor tissue is often characterized by increased perfusion and higher metabolic activity. The process of increasing vascular beds, angiogenesis, is caused by cells that, due to their higher metabolic needs and/or their large distances from a capillary, are not able to obtain enough substrates that can give them the energy they need to maintain energy homeostasis. It is in this area, where cells have problems producing enough energy, that a marked change in metabolic pattern is expected. Tissues that have problems maintaining energy homeostasis will change their energy metabolism, which in particular results in increased lactate production. Surprisingly, it is possible to make this change in metabolism visible using hyperpolarized<13>C-pyruvate within the short MR imaging time window available, i.e. using the high<13>C-lactate signal in the tumor area to distinguish the tumor from fresh tissue. Since the perfusion is heterogeneous in the tumor tissue, it is preferred to correct the 13C-lactate signal for the amount of pyruvate (<13>C-pyruvate signal) available in the same region. This will make it possible to highlight areas in the tissue with a relatively high lactate signal with respect to the pyruvate signal, thus improving the ability to distinguish between tumor tissue and healthy tissue.
Ved korrigering for pyruvatsignalet blir både laktat- og pyruvatbilder normalisert til maksimalverdi i hvert individuelle bilde. Dernest multipliseres det normaliserte laktatbildet med det inverterte pyruvatbildet, f.eks. det maksimale pyruvatsignalet i bildet minus pyruvatnivået for hver piksel. I det siste trinnet multipliseres intermediatresultatet oppnådd i operasjonen ovenfor, med det opprinnelige laktatbildet. When correcting for the pyruvate signal, both lactate and pyruvate images are normalized to the maximum value in each individual image. Next, the normalized lactate image is multiplied by the inverted pyruvate image, e.g. the maximum pyruvate signal in the image minus the pyruvate level for each pixel. In the last step, the intermediate result obtained in the above operation is multiplied by the original lactate image.
For å fremheve områder med endret metabolisme, kan det høye<13>C-laktatsignalet sammen med et redusert<13>C-alaninsignal brukes i en lignende operasjon som beskrevet i avsnittet ovenfor. Overraskende nok blir identifikasjon av tumorområdet, dvs. muligheten til å skille mellom tumorvev og friskt vev forbedret av denne korrigeringen også. Ved korrigering for alaninsignalet er både laktat- og alaninbilder normalisert til maksimalverdi i hvert individuelle bilde. Dernest multipliseres det normaliserte laktatbildet med det inverterte alaninbildet, f.eks. det maksimale alaninsignalet i bildet minus alaninnivået for hver piksel. I det siste trinnet multipliseres intermediatresultatet oppnådd i operasjonen ovenfor, med det opprinnelige laktatbildet. På en lignende måte kan<13>C-bikarbonatsignalet også inkluderes i analysen. Videre kan et proton bilde innsamlet med eller uten et proton MRI-kontrastmiddel, inkluderes i analysen for å oppnå anatomisk og/eller perfusjonsinformasjon. To highlight areas of altered metabolism, the high<13>C-lactate signal together with a reduced<13>C-alanine signal can be used in a similar operation as described in the section above. Surprisingly, identification of the tumor area, i.e. the ability to distinguish between tumor tissue and healthy tissue, is improved by this correction as well. When correcting for the alanine signal, both lactate and alanine images are normalized to the maximum value in each individual image. Next, the normalized lactate image is multiplied by the inverted alanine image, e.g. the maximum alanine signal in the image minus the alanine level for each pixel. In the last step, the intermediate result obtained in the above operation is multiplied by the original lactate image. In a similar way, the<13>C-bicarbonate signal can also be included in the analysis. Furthermore, a proton image collected with or without a proton MRI contrast agent can be included in the analysis to obtain anatomical and/or perfusion information.
I en annen foretrukken utførelsesform administreres sammensetningen i henhold til oppfinnelsen gjentatte ganger, og tillater dermed dynamiske studier. Dette er en videre fordel med sammensetningen sammenlignet med andre MR-avbildningsmidler som, på grunn av sin relativt lange sirkulasjon i pasientens kropp, ikke tillater dynamiske studier. In another preferred embodiment, the composition according to the invention is administered repeatedly, thus allowing dynamic studies. This is a further advantage of the composition compared to other MR imaging agents which, due to their relatively long circulation in the patient's body, do not allow dynamic studies.
Sammensetningen i henhold til oppfinnelsen er videre nyttig som et avbildningsmiddel for vivo MR-tumorklassifisering. De samme metabolske bildene og/eller metabolske forholdsbildene som beskrevet i tidligere avsnitt, kan brukes til dette formålet med egnede "cut off'-kategorier definert, avhengig av tumorstørrelsen og metabolsk aktivitet. The composition according to the invention is further useful as an imaging agent for in vivo MR tumor classification. The same metabolic images and/or metabolic ratio images as described in the previous section can be used for this purpose with appropriate "cut off" categories defined, depending on the tumor size and metabolic activity.
Videre er sammensetningen i henhold til oppfinnelsen nyttig som et avbildningsmiddel ved in vivo MR-tumorbehandlingsovervåkning, f.eks. ved å overvåke direkte endringer i metabolismemønsteret for tumorer ved behandling med terapeutiske antitumormidler og/eller strålingsbehandling eller i forbindelse med en hvilken som helst type intervensjonsteknikk, med eller uten noen form for ablasjon, dvs. kjemisk ablasjon kombinert med radiofrekvenser, mikrobølger eller ultralyd. MR-avbildning av tumorer kan påvirkes og forbedres ved å klargjøre pasienten eller dyret på en måte som vil forstyrre proteinmetabolismen, lipidmetabolismen eller energimetabolismen generelt. Måter å oppnå dette på er kjent innen fagfeltet, f.eks. med abrosia (f.eks over natten), glukoseinfusjon osv. Furthermore, the composition according to the invention is useful as an imaging agent in in vivo MR tumor treatment monitoring, e.g. by directly monitoring changes in the metabolic pattern of tumors when treated with therapeutic antitumor agents and/or radiation therapy or in conjunction with any type of interventional technique, with or without any form of ablation, i.e. chemical ablation combined with radio frequencies, microwaves or ultrasound. MR imaging of tumors can be influenced and improved by preparing the patient or animal in a way that will disrupt protein metabolism, lipid metabolism, or energy metabolism in general. Ways to achieve this are known in the field, e.g. with ragweed (e.g. overnight), glucose infusion, etc.
I en foretrukken utførelsesform er sammensetningen i henhold til oppfinnelsen nyttig som et avbildningsmiddel ved in vivo MR-avbildning av tumorer, tumorbehandlingsovervåking og tumorklassifisering av hjernetumorer, brysttumorer, colontumorer/colo-rektale tumorer, lungetumorer, nyretumorer, hode- og nakketumorer, muskeltumorer, magetumorer, spiserørtumorer, ovarietumorer, bukspyttkjerteltumorer og prostatatumorer. Det er videre funnet at sammensetningen i henhold til oppfinnelsen er spesielt nyttig som et avbildningsmiddel for in vivo MR-prostatatumoravbildning, dvs. prostatatumordiagnostisering og/eller prostatatumorklassifisering og/eller prostatatumorbehandlingsovervåking. In a preferred embodiment, the composition according to the invention is useful as an imaging agent in in vivo MR imaging of tumors, tumor treatment monitoring and tumor classification of brain tumors, breast tumors, colon tumors/colorectal tumors, lung tumors, kidney tumors, head and neck tumors, muscle tumors, stomach tumors , esophageal tumors, ovarian tumors, pancreatic tumors and prostate tumors. It has further been found that the composition according to the invention is particularly useful as an imaging agent for in vivo MR prostate tumor imaging, i.e. prostate tumor diagnosis and/or prostate tumor classification and/or prostate tumor treatment monitoring.
Når en mann kommer til lege med symptomer på smerte eller ubehag i urinveien, mistenkes prostatakreft. Hvis mannen er over 50 år, utføres en PSA-test (Prostate Specific Antigen). Prostatakreft mistenkes på grunnlag av en forhøyet PSA og/eller abnormal DRE (Digital Rectal Examination). Hvis PSA-testen er positiv, sendes pasienten til en spesialist (en urolog) for diagnostisering ved hjelp av ultralydledet biopsi. Av de to millioner biopsiprosedyrene som blir utført i USA og Europa hvert år, er henholdsvis 5 av 6 og 2 av 3 negative. Når det blir oppdaget på et tidlig stadium, er femårsoverlevelseshyppigheten for disse pasientene 100%. Siden prostatakreft er den mest vanlige krefttypen og den andre hyppigste årsaken til kreftdød hos menn, er det stor medisinsk etterspørsel etter en metode for diagnostisering av prostatatumorer som er i stand til å oppdage prostatatumorer på et tidlig stadium, og som kan være til hjelp i å redusere antall biopsiprosedyrer. When a man comes to the doctor with symptoms of pain or discomfort in the urinary tract, prostate cancer is suspected. If the man is over 50, a PSA (Prostate Specific Antigen) test is performed. Prostate cancer is suspected on the basis of an elevated PSA and/or abnormal DRE (Digital Rectal Examination). If the PSA test is positive, the patient is sent to a specialist (a urologist) for diagnosis using an ultrasound-guided biopsy. Of the two million biopsy procedures performed in the US and Europe each year, 5 out of 6 and 2 out of 3 are negative, respectively. When detected at an early stage, the five-year survival rate for these patients is 100%. Since prostate cancer is the most common type of cancer and the second most common cause of cancer death in men, there is a great medical demand for a prostate tumor diagnosis method that is capable of detecting prostate tumors at an early stage and can be helpful in reduce the number of biopsy procedures.
<13>C-avbildning av prostata krever en sende-mottaksvolum-<13>C-RF-spole, fortrinnsvis en sendevolum-<13>C-RF-spole kombinert med en endorektal RF-spole for kun MR-mottak, og helst brukes en sende-mottaks-faset arrayvolum-<13>C-RF-spole kombinert med en endorektal<13>C-RF-spole for kun MR-mottak. Særlig foretrukket er spoler som utfører innsamlingen av et<1>H-prostatabilde mulig etter<13>C-avbildningen. <13>C imaging of the prostate requires a transmit-receive volume-<13>C-RF coil, preferably a transmit-volume-<13>C-RF coil combined with an endorectal RF coil for MR reception only, and preferably a transmit-receive phased-array volume<13>C-RF coil combined with an endorectal<13>C-RF coil is used for MR reception only. Particularly preferred are coils which perform the collection of a<1>H prostate image possible after the<13>C imaging.
Et annet aspekt av oppfinnelsen er en sammensetning som inneholder<13>C-pyrodruesyre og/eller<13>C-pyruvat og radikalet med formelen (I). Another aspect of the invention is a composition containing<13>C-pyruvic acid and/or<13>C-pyruvate and the radical of the formula (I).
I en foretrukken utførelsesform inneholder den nevnte sammensetningen et radikal med formelen (I) der M er hydrogen eller et ekvivalent av et fysiologisk tolererbart kation. Fortrinnsvis er M hydrogen eller et annet alkalikation, et ammoniumion eller et organisk aminion, f.eks. meglumin. Aller helst representerer M hydrogen eller natrium. In a preferred embodiment, said composition contains a radical of the formula (I) where M is hydrogen or an equivalent of a physiologically tolerable cation. Preferably, M is hydrogen or another alkali cation, an ammonium ion or an organic amine ion, e.g. meglumine. Most preferably, M represents hydrogen or sodium.
I en annen foretrukken utførelsesform innholder den nevnte sammensetningen et radikal med formelen (I) der R1 er lik eller ulik, og er hydroksymetyl eller hydroksyetyl. I en annen foretrukken utførelsesform er R1 lik eller ulik, og er en rettkjedet eller forgrenet alkoksylert C^C^hydrokarbongruppe, fortrinnsvis -CH2-0-(C-rQralkyl), -(CH2)2-0-CH3eller -(CrCs-alkyO-O-CHs. I en annen foretrukken utførelsesform er R1 lik eller ulik, og er en rettkjedet eller forgrenet alkoksylert C-r C4-hydrokarbongruppe som bærer en terminal hydroksylgruppe, fortrinnsvis -CH2-0-C2H4OH eller -C2H4-0-CH2OH. I en ennå mer foretrukken utførelsesform er R1 lik og er en rettkjedet alkoksylert C1-C4-hydrokarbongruppe, fortrinnsvis metoksy, - CH2-OCH3, -CH2-OC2H5eller -CH2-CH2-OCH3, aller helst -CH2-CH2-OCH3. In another preferred embodiment, the said composition contains a radical of the formula (I) where R 1 is the same or different, and is hydroxymethyl or hydroxyethyl. In another preferred embodiment, R 1 is the same or different, and is a straight-chain or branched alkylated C 1 -C 2 hydrocarbon group, preferably -CH 2 -O-(C 4 -C 4 -alkyl), -(CH 2 ) 2 -O -CH 3 or -(C 1 -C 5 -alkyl -O-CHs. In another preferred embodiment, R1 is the same or different, and is a straight-chain or branched alkylated C-r C4 hydrocarbon group bearing a terminal hydroxyl group, preferably -CH2-0-C2H4OH or -C2H4-0-CH2OH. In a even more preferred embodiment, R 1 is equal to and is a straight chain alkylated C 1 -C 4 hydrocarbon group, preferably methoxy, -CH 2 -OCH 3 , -CH 2 -OC 2 H 5 or -CH 2 -CH 2 -OCH 3 , most preferably -CH 2 -CH 2 -OCH 3 .
I en særlig foretrukken utførelsesform inneholder den nevnte sammensetningen et radikal med formelen (I) der M er hydrogen eller natrium, og R1 er lik og er -CH2-CH2-OCH3. In a particularly preferred embodiment, said composition contains a radical of the formula (I) where M is hydrogen or sodium, and R 1 is equal to and is -CH 2 -CH 2 -OCH 3 .
I en annen foretrukken utførelsesform inneholder den nevnte sammensetning<13>C-pyrodruesyre og/eller<13>C-pyruvat med en isotopisk anrikning på minst 75 %, fortrinnsvis 80 % og mer foretrukken minst 90 %, og mest foretrukken en isotopisk anrikning på over 90 %. Ideelt er en anrikning på 100 %.<13>C-pyrodruesyre og/eller<13>C-pyruvat kan isotopisk anrikes ved C1-posisjon, ved C2-posisjon, ved C3-positsjon, ved C1- og C2-posisjon, ved C1- og C3-posisjon, ved C2- og C3-posisjon eller ved C1-, C2- og C3-posisjon, med C1-posisjonen som den foretrukne posisjonen. In another preferred embodiment, said composition contains<13>C-pyruvic acid and/or<13>C-pyruvate with an isotopic enrichment of at least 75%, preferably 80% and more preferably at least 90%, and most preferably an isotopic enrichment of over 90%. An enrichment of 100% is ideal.<13>C-pyruvic acid and/or<13>C-pyruvate can be isotopically enriched at the C1 position, at the C2 position, at the C3 position, at the C1 and C2 position, at C1 and C3 position, at C2 and C3 position or at C1, C2 and C3 position, with the C1 position as the preferred position.
I en særlig foretrukken utførelsesform inneholder den nevnte sammensetningen<13>C-pyrodruesyre og radikalet med formelen (I) der M er hydrogen eller natrium og R1 er lik og er -CH2-CH2-OCH3, mest foretrukket inneholder den nevnte sammensetningen<13>C-pyrodruesyre og radikalet med formelen (I) der M er hydrogen eller natrium og R1 er lik og er -CH2-CH2-OCH3. In a particularly preferred embodiment, the said composition<13> contains C-pyruvic acid and the radical of the formula (I) where M is hydrogen or sodium and R1 is equal to and is -CH2-CH2-OCH3, most preferably the said composition contains<13> C-pyruvic acid and the radical of the formula (I) where M is hydrogen or sodium and R1 is equal to and is -CH2-CH2-OCH3.
Sammensetningen i henhold til oppfinnelsen som inneholder<13>C-pyroduresyre og/eller<13>C-pyruvat og radikalet med formelen (I) er særlig nyttig for produksjon av hyperpolarisert<13>C-pyruvat, f.eks. for produksjon av hyperpolarisert13C-pyruvat i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Derfor er et annet aspekt av oppfinnelsen bruk av sammensetningen som inneholder<13>C-pyrodruesyre og/eller<13>C-pyruvat og radikalet med formelen (I) for produksjon av hyperpolarisert<13>C-pyruvat. The composition according to the invention containing<13>C-pyruduric acid and/or<13>C-pyruvate and the radical with the formula (I) is particularly useful for the production of hyperpolarized<13>C-pyruvate, e.g. for the production of hyperpolarized 13C-pyruvate according to the method according to the invention. Therefore, another aspect of the invention is the use of the composition containing<13>C-pyruvic acid and/or<13>C-pyruvate and the radical of formula (I) for the production of hyperpolarized<13>C-pyruvate.
Radikalene med formelen (I) der M er hydrogen eller natrium og R1 er lik og er - CH2-CH2-OCH3, ble funnet å være særlig gunstig for bruk i fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen på grunn av følgende egenskaper: de er løselig i<13>C-pyrodruesyre og stabile når de løses opp heri. Videre viser de høy polariseringseffektivitet i trinn b) av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen og er stabile under oppløsningstrinnet c), også når en base brukes i dette trinnet. De kan enkelt fjernes i trinn d) av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved f.eks. filtrering ved hjelp av hydrofobisk filtermateriale. The radicals of the formula (I) where M is hydrogen or sodium and R1 is equal to and is - CH2-CH2-OCH3, were found to be particularly favorable for use in the process according to the invention due to the following properties: they are soluble in < 13>C-pyruvic acid and stable when dissolved therein. Furthermore, they show high polarization efficiency in step b) of the method according to the invention and are stable during the dissolution step c), also when a base is used in this step. They can be easily removed in step d) of the method according to the invention by e.g. filtration using hydrophobic filter material.
Radikalene som anvendes ifølge oppfinnelsen kan syntetiseres som beskrevet i Eksempel 1. Kortfattet kan radikalene syntetiseres ved at tre molare ekvivalenter av en metalert monomerisk arylforbindelse reagere med en molar ekvivalent av et passende beskyttet karboksylsyrederivat for å danne et trimerisk intermediat. Dette intermediatet er metalert og reagerer deretter med f.eks. karbondioksid for å resultere i et trikarboksyl-tritylkarbinol som i neste trinn blir behandlet med en sterk syre for å generere et triarylmetylkation. Dette kationet reduseres deretter for å danne det stabile tritylradikalet. The radicals used according to the invention can be synthesized as described in Example 1. Briefly, the radicals can be synthesized by reacting three molar equivalents of a metalated monomeric aryl compound with one molar equivalent of a suitably protected carboxylic acid derivative to form a trimeric intermediate. This intermediate is metalated and then reacts with e.g. carbon dioxide to result in a tricarboxyl tritylcarbinol which in the next step is treated with a strong acid to generate a triarylmethyl cation. This cation is then reduced to form the stable trityl radical.
Radikalene kan anvendes som paramagnetisk middel for hyperpolarisering av forbindelser i en DNP-prosess. The radicals can be used as a paramagnetic agent for hyperpolarizing compounds in a DNP process.
Eksempler Examples
Eksempel 1: Syntese av tris(8-karboksy-2,2,6,6-(tetra(metoksyetyl)benzo-[1,2-4,5']bis-(1,3)ditiol -4-yl)metylnatriumsalt 10 g (70 mmol) tris(8-karboksy-2,2,6,6-(tetra(hydroksyetyl)benzo- [1,2-4,5']-bis-(1,3)-ditiol-4-yl)metylnatriumsalt som er blitt syntetisert i henhold til eksempel 7 av WO-A1-98/39277, ble suspendert i 280 ml dimetylacetamid under en argonatmosfære. Natriumhydrid (2,75 g) etterfulgt av metyliodid (5,2 ml) ble tilført og reaksjonen som er svakt eksotermisk, fikk fortsette 1 time i et 34 °C vannbad i 60 min. Tilsetningen av natriumhydrid og metyliodid ble gjentatt to ganger, i samme mengde for hver av forbindelsene, og etter den siste tilsetningen ble det rørt i blandingen ved romtemperatur i 68 timer. Deretter ble det tilsatt i 500 ml vann. pH-en ble justert til pH > 13 ved hjelp av 40 ml 1 M NaOH (aq), og det ble rørt i blandingen ved omgivelsestemperatur i 15 timer for hydrolyse av de formede metylesterne. Blandingen ble deretter omdannet til syre ved hjelp av 50 ml 2 M HCI (aq) til en pH på ca. 2 og 3 ganger det ekstraherte etylacetatet (500 ml og 2 x 200 ml). Den kombinerte organiske fasen ble tørket over Na2S04, og deretter evaporert til tørr tilstand. Råproduktet (24 g) ble renset ved forberedende HPLC ved bruk av acetonitril/vann som eluenter. De innsamlede fraksjonene ble evaporert for å fjerne acetonitril. Den gjenværende vannfasen ble ekstrahert med etylacetat, og den organiske fasen ble tørket over Na2S04og deretter evaporert til tørr tilstand. Vann (200 ml) ble tilsatt restproduktet, og pH-en ble nøye justert med 0,1 M NaOH (aq) til 7. Restproduktet oppløses langsomt under denne prosessen. Etter nøytralisering ble den vannholdige løsningen frysetørret. Example 1: Synthesis of tris(8-carboxy-2,2,6,6-(tetra(methoxyethyl)benzo-[1,2-4,5']bis-(1,3)dithiol -4-yl)methyl sodium salt 10 g (70 mmol) tris(8-carboxy-2,2,6,6-(tetra(hydroxyethyl)benzo-[1,2-4,5']-bis-(1,3)-dithiol-4- yl)methyl sodium salt which has been synthesized according to Example 7 of WO-A1-98/39277 was suspended in 280 ml of dimethylacetamide under an argon atmosphere. Sodium hydride (2.75 g) followed by methyl iodide (5.2 ml) was added and the reaction, which is slightly exothermic, was allowed to proceed for 1 h in a 34 °C water bath for 60 min. The addition of sodium hydride and methyl iodide was repeated twice, in the same amount for each of the compounds, and after the last addition the mixture was stirred at room temperature for 68 h. Then it was added to 500 mL of water. The pH was adjusted to pH > 13 with 40 mL of 1 M NaOH (aq), and the mixture was stirred at ambient temperature for 15 h to hydrolyze the formed the methyl esters The mixture was then converted to acid using 50 ml 2 M HCI (aq) to a pH of approx. 2 and 3 times the extracted ethyl acetate (500 ml and 2 x 200 ml). The combined organic phase was dried over Na 2 SO 4 , then evaporated to dryness. The crude product (24 g) was purified by preparative HPLC using acetonitrile/water as eluents. The collected fractions were evaporated to remove acetonitrile. The remaining aqueous phase was extracted with ethyl acetate, and the organic phase was dried over Na 2 SO 4 and then evaporated to dryness. Water (200 mL) was added to the residue and the pH was carefully adjusted with 0.1 M NaOH (aq) to 7. The residue slowly dissolved during this process. After neutralization, the aqueous solution was freeze-dried.
Eksempel 2: Produksjon av hyperpolarisert<13>C-pyruvat ved hjelp av13C-Example 2: Production of hyperpolarized<13>C-pyruvate using 13C-
pyrodrue syre og radikalet i eksempel 1 pyruvic acid and the radical in example 1
En 20 mM løsning ble laget ved å løse opp 5,0 mg av radikalet fra eksempel 1 i ^Ci-pyrodruesyre (164 ul). Prøven ble blandet til homogenitet, og et aliquot av løsningen (41 mg) ble plassert i et prøvebeger og satt i DNP-polarisereren. A 20 mM solution was made by dissolving 5.0 mg of the radical from Example 1 in ^Ci-pyruvic acid (164 µl). The sample was mixed to homogeneity, and an aliquot of the solution (41 mg) was placed in a sample cup and placed in the DNP polarizer.
Prøven ble polarisert under DNP-forhold ved 1,2 K i et magnetisk felt på 3,35 T under bestråling med mikrobølger (93,950 GHz). Etter 2 timer ble polariseringen stoppet, og prøven ble oppløst ved hjelp av en oppløsningsenhet i henhold til WO-A-02/37132 i en vannholdig løsning av natriumhydroksid og tris(hydroksymetyl)-aminometan (TRIS), for å gi en nøytral løsning av hyperpolarisert natrium<13>Ci- pyruvat. Den oppløste prøven ble raskt analysert med<13>C-NMR for å fastsette polariseringen og en 19,0 %<13>C-polarisering ble oppnådd. The sample was polarized under DNP conditions at 1.2 K in a magnetic field of 3.35 T under microwave irradiation (93.950 GHz). After 2 hours, the polarization was stopped and the sample was dissolved using a dissolution unit according to WO-A-02/37132 in an aqueous solution of sodium hydroxide and tris(hydroxymethyl)aminomethane (TRIS), to give a neutral solution of hyperpolarized sodium<13>Ci- pyruvate. The dissolved sample was quickly analyzed by<13>C-NMR to determine the polarization and a 19.0%<13>C polarization was obtained.
Eksempel 3: Produksjon av hyperpolarisert13C-pyruvat ved hjelp av13C-Example 3: Production of hyperpolarized 13C-pyruvate using 13C-
pyrodrue syre og radikalet i eksempel 1 pyruvic acid and the radical in example 1
En 15 mM løsning ble laget ved å løse opp radikalet fra eksempel 1 (209,1 mg) i en blanding av ^Crpyrudruesyre (553 mg) og umerket pyrudruesyre (10,505 g). Prøven ble blandet til homogenitet, og et aliquot av løsningen (2,015 g) ble plassert i et prøvebeger og satt i DNP-polarisereren. A 15 mM solution was made by dissolving the radical from Example 1 (209.1 mg) in a mixture of ^Crpyruvic acid (553 mg) and unlabeled pyruvic acid (10.505 g). The sample was mixed to homogeneity, and an aliquot of the solution (2.015 g) was placed in a sample cup and placed in the DNP polarizer.
Prøven ble polarisert under DNP-forhold ved 1,2 K i et magnetisk felt på 3,35 T under bestråling med mikrobølger (93,950 GHz). Etter 4 timer ble polariseringen stoppet, og prøven ble oppløst ved hjelp av en oppløsningsenhet i henhold til WO-A-02/37132 i en vannholdig løsning av natriumhydroksid og tris(hydroksymetyl)-aminometan (TRIS), for å gi en nøytral løsning av hyperpolarisert natrium 13Ct pyruvat med en total pyruvatkonsentrasjon på 0,5 M i 100 mM TRIS-buffer. I serier med oppløsningsenheten ble det koblet til en kromatogråfisk kolonne. Kolonnen består av en innsats (D = 38 mm; h = 10 mm) som inneholder hydrofobisk pakkemateriale (Bondesil-C18, 40UM Delenummer:12213012) som leveres av Varian. Den oppløste prøven ble tvunget gjennom kolonnen som selektivt adsorberte radikalet. Den filtrerte løsningen ble raskt analysert med<13>C-NMR for å fastsette polariseringen, og en 16,5 %<13>C-polarisering ble oppnådd. Restproduktet for radikalkonsentrasjonen ble deretter analysert med et UV-spektrofotometer ved 469 nm og ble fastsatt til under påvisningsgrensen på 0,1 uM. The sample was polarized under DNP conditions at 1.2 K in a magnetic field of 3.35 T under microwave irradiation (93.950 GHz). After 4 hours, the polarization was stopped and the sample was dissolved using a dissolution unit according to WO-A-02/37132 in an aqueous solution of sodium hydroxide and tris(hydroxymethyl)aminomethane (TRIS), to give a neutral solution of hyperpolarized sodium 13Ct pyruvate with a total pyruvate concentration of 0.5 M in 100 mM TRIS buffer. In series with the resolution unit, it was connected to a chromatograyfish column. The column consists of an insert (D = 38 mm; h = 10 mm) containing hydrophobic packing material (Bondesil-C18, 40UM Part number: 12213012) supplied by Varian. The dissolved sample was forced through the column which selectively adsorbed the radical. The filtered solution was quickly analyzed by<13>C-NMR to determine the polarization, and a 16.5%<13>C polarization was obtained. The residue of the radical concentration was then analyzed with a UV spectrophotometer at 469 nm and was determined to be below the detection limit of 0.1 µM.
Eksempel 4: Produksjon av hyperpolarisert13C-pyruvat ved hjelp av13C-Example 4: Production of hyperpolarized 13C-pyruvate using 13C-
pyrodrue og tris(8-karboksy-2,2,6,6-(tetra(hydroksy-etoksy)-metylbenzo[1,2-d:4,5-d']bis(1,3)ditiol-4-yl)metylnatriumsalt pyrrhotite and tris(8-carboxy-2,2,6,6-(tetra(hydroxy-ethoxy)-methylbenzo[1,2-d:4,5-d']bis(1,3)dithiol-4-yl )methyl sodium salt
Tris(8-karboksy-2,2,6,6-tetra(hydroksy-etoksy)metyl-benzo[1,2-d:4,5-d']-bis-(1,3)-ditiol-4-yl)metylnatriumsalt ble syntetisert som beskrevet i eksempel 29 i WO-A-97/09633. Tris(8-carboxy-2,2,6,6-tetra(hydroxy-ethoxy)methyl-benzo[1,2-d:4,5-d']-bis-(1,3)-dithiol-4- yl)methyl sodium salt was synthesized as described in Example 29 of WO-A-97/09633.
En 20 mM løsning ble laget ved å løse opp tris(8-karboksy-2,2,6,6-tetra(hydroksyetoksy)metyl-benzo[1,2-d:4,5-d']-bis-(1,3)-ditiol-4-yl)metylnatriumsalt i ^Crpyrodruesyre (83,1 mg). Prøven ble blandet til homogenitet, plassert i et prøvebeger og satt inn i DNP-polarisereren. Prøven ble polarisert under DNP-forhold ved 1,2 K i et magnetisk felt på 3,35 T under bestråling med mikrobølger (93,950 GHz).<13>C-NMR-signalet fra prøven ble oppnådd ved hjelp av et Varian lnova-200 NMR-spektrometer. DNP-forsterkning ble kalkulert fra en enhet med termisk likevekt13C-NMR signal og forsterket NMR-signal. 16 %13C-polariseringen ble oppnådd. A 20 mM solution was made by dissolving tris(8-carboxy-2,2,6,6-tetra(hydroxyethoxy)methyl-benzo[1,2-d:4,5-d']-bis-(1 ,3)-Dithiol-4-yl)methyl sodium salt in ^Crpyruvic acid (83.1 mg). The sample was mixed to homogeneity, placed in a sample cup and inserted into the DNP polarizer. The sample was polarized under DNP conditions at 1.2 K in a magnetic field of 3.35 T under microwave irradiation (93.950 GHz).<13>C-NMR signal from the sample was obtained using a Varian lnova-200 NMR spectrometer. DNP gain was calculated from a unit of thermal equilibrium 13 C-NMR signal and amplified NMR signal. The 16% 13 C polarization was obtained.
Eksempel 5: Tumoravbildning ved bruk av hyperpolarisert<13>C-pyruvat som Example 5: Tumor imaging using hyperpolarized<13>C-pyruvate as
avbildnings middel imaging agent
5.1 Tumor animalsk modell og tumorklargjøring 5.1 Tumor animal model and tumor preparation
R3230AC er et adenokarsinom mammae hos rotte som kan opprettholdes hos Fischer 344 hunnrotter. For å etablere en animalsk tumormodell ble en fryst ampulle med R32030-celler som inneholder RPMI 1640, 10 % FBS og 10 % DMSO raskt tinet opp i 37 °C. Deretter ble celleløsningen overført til FBS, og økende volumer med RPMI 1640 ble tilført. Til slutt ble cellesuspensjonen overført til en 25 cm<2>vekstkolbe, og lagt i en inkubator på 37 °C, 5 % C02. Vekstmediet ble byttet annen hver dag. På dagen for infeksjon av rotte ble fjerning av cellene utført enten med mekanisk kraft eller ved bruk av trypsin. Cellene ble vasket ved bruk av fosfatbuffer uten kalsium og magnesium. Trypsin (0,05 % trypsin i 0,02 % EDTA) ble tilført i 2-5 min. Deretter ble 5 ml FBS tilsatt og cellene ble overført i et glassbeger som inneholdt RPMI 1640 med FCS og antibiotika (100IU/ml penicillin, 100 I U/ml streptomysin og 2,5 ug/ml amfotericin B). Celleløsningen ble sentrifugert og cellepelleten ble resuspendert i 20 ml RPMI med FBS og antibiotika, sentrifugering og resuspensjon ble gjentatt. Cellene ble deretter aliquotert to ampuller som inneholdt 4 x 10<6>celler/ml RPMI 1640. For å oppnå donortumorer ble Fischer 344 hunnrotter (Charles River, 180-200 g) gitt bedøvelse og 0,3 ml av cellesuspensjonen ble injisert subkutant i lyskeregionen på begge sider. 15 og 22 dager senere, ble deler av tumoren klargjort som beskrevet i F.A. Burgener et al., Invest Radiol 22/6 (1987), 472-478; S. Saini et al., J. Magn. Reson. 129/1 (1997), 35-43). To innsnitt ble gjort på ventralt abdomen på Fischer mottakerhunnrottene. En tumordel ble innsatt i hver lomme, og innsnittene ble lukket. Rottene ble brakt til avbildning 12-14 dager etter tumorinnpoding. R3230AC is a rat mammary adenocarcinoma that can be maintained in female Fischer 344 rats. To establish an animal tumor model, a frozen vial of R32030 cells containing RPMI 1640, 10% FBS, and 10% DMSO was rapidly thawed at 37 °C. Then the cell solution was transferred to FBS, and increasing volumes of RPMI 1640 were added. Finally, the cell suspension was transferred to a 25 cm<2> growth flask, and placed in an incubator at 37 °C, 5% CO 2 . The growth medium was changed every other day. On the day of rat infection, removal of the cells was performed either by mechanical force or by using trypsin. The cells were washed using phosphate buffer without calcium and magnesium. Trypsin (0.05% trypsin in 0.02% EDTA) was added for 2-5 min. Then 5 ml of FBS was added and the cells were transferred into a glass beaker containing RPMI 1640 with FCS and antibiotics (100 IU/ml penicillin, 100 I U/ml streptomycin and 2.5 µg/ml amphotericin B). The cell solution was centrifuged and the cell pellet was resuspended in 20 ml RPMI with FBS and antibiotics, centrifugation and resuspension were repeated. The cells were then aliquoted into two vials containing 4 x 10<6>cells/ml RPMI 1640. To obtain donor tumors, female Fischer 344 rats (Charles River, 180-200 g) were anesthetized and 0.3 ml of the cell suspension was injected subcutaneously into the groin region on both sides. 15 and 22 days later, sections of the tumor were prepared as described in F.A. Burgener et al., Invest Radiol 22/6 (1987), 472-478; S. Saini et al., J. Magn. Reason. 129/1 (1997), 35-43). Two incisions were made on the ventral abdomen of the female Fischer recipient rats. A tumor part was inserted into each pocket, and the incisions were closed. The rats were brought for imaging 12-14 days after tumor inoculation.
5.2 Rotteklargjøring og proton-MR-avbildning 5.2 Rat preparation and proton MR imaging
Veide rotter ble gitt bedøvelse ved bruk av isofluran (2-3 %) og lagt på et varmebord for å sikre en kroppstemperatur på rundt 37 °C. Et kateter ble introdusert i halevenen og inn i arteria carotis communis sinistra. Rottene ble transportert til MR-maskinen og plassert på en hjemmelaget pute som ble oppvarmet til ca. 37 °C ved hjelp av sirkulerende FC-104 Fluorinert. Denne væsken vil ikke forårsake bakgrunnssignaler ved<1>H- og<13>C-MR-avbildning. Bedøvelse ble fortsatt ved hjelp av 1-2 % isofluran levert via en lang slange i et åpent pustesystem ved en hastighet på 0,4 l/min. Arteriekateteret ble koblet til via en T-tube til en trykkregistrator og en pumpe som leverer saltløsning (hastighet 0,15 l/min) for å unngå kateterklumping. Rottene ble plassert i en MR-spole (Rapid Biomedical, Germany) og avbildet ved hjelp av en standard proton MR-avbildningssekvens for å få anatomisk informasjon og for å bestemme tumorens beliggenhet. Weighed rats were anesthetized using isoflurane (2-3%) and placed on a warming table to ensure a body temperature of around 37 °C. A catheter was introduced into the tail vein and into the left carotid artery. The rats were transported to the MRI machine and placed on a home-made pad that was heated to approx. 37 °C using circulating FC-104 Fluorinated. This fluid will not cause background signals in<1>H and<13>C MR imaging. Anesthesia was maintained using 1-2% isoflurane delivered via a long tube in an open breathing system at a rate of 0.4 L/min. The arterial catheter was connected via a T-tube to a pressure recorder and a pump delivering saline solution (rate 0.15 L/min) to avoid catheter clumping. The rats were placed in an MR coil (Rapid Biomedical, Germany) and imaged using a standard proton MR imaging sequence to obtain anatomical information and to determine tumor location.
5.3<13>C-MR-avbildning 5.3<13>C-MR imaging
Basert på protonfrekvensen funnet av MR-systemet ble MR-frekvensen for<13>d-alanin beregnet i henhold til følgende ligning: Frekvens<13>Cralanin = 0,25144 x [(systemfrekvens proton x 1,00021) - 0,000397708] Based on the proton frequency found by the MR system, the MR frequency of<13>d-alanine was calculated according to the following equation: Frequency<13>Cralanine = 0.25144 x [(system frequency proton x 1.00021) - 0.000397708]
Frekvensen beregnet posisjonerte MR-signalene som oppstod fra<13>Ci-alanin i resonans med<13>d-laktat til venstre og<13>d-pyruvat resonerer til høyre for<13>d-alanin. En ikke-lokalisert MR-spektroskopisekvens ble kjørt for å sikret at 13C-MR-spole og systemets MR-frekvens var satt opp på riktig måte.<13>C-bildelokasjonen ble plassert for å dekke tumoren (snittykkelse 10 mm, i plan pikselstørrelse 5x5 mm<2>). I rekonstruksjonsfasen ble bildedataene null-fyllt for å resultere i en oppløsning på 2,5 x 2,5 x 10 mm<3>.<13>d-pyruvat i TRIS-buffer (90 mM) ble injisert i en dose på 10 ml/kg i en periode på 12 s med minimum volum på 2 ml i halevenen og 30 s etter injeksjonsstart (dvs. 18 s etter avslutning av injeksjonen), ble den kjemiske overgangen<13>C-MR-sekvens startet. The frequency calculated positioned the MR signals arising from<13>Ci-alanine in resonance with<13>d-lactate to the left and<13>d-pyruvate resonating to the right of<13>d-alanine. A non-localized MR spectroscopy sequence was run to ensure that the 13C MR coil and system MR frequency were set up correctly. The <13>C image location was positioned to cover the tumor (slice thickness 10 mm, in planar pixel size 5x5 mm<2>). In the reconstruction phase, the image data were zero-filled to result in a resolution of 2.5 x 2.5 x 10 mm<3>.<13>d-pyruvate in TRIS buffer (90 mM) was injected at a dose of 10 ml /kg for a period of 12 s with a minimum volume of 2 ml in the tail vein and 30 s after the start of the injection (i.e. 18 s after the end of the injection), the chemical transition<13>C-MR sequence was started.
5.4 Analyse av MR-avbildningsdata 5.4 Analysis of MR imaging data
MR-avbildning resulterte i en matrise som inneholdt 16x16 elementer, der hvert element eller voxel/piksel inneholdt et<13>C-MR-spektrum. I rekonstruksjonsfasen var matrisen null-fylt til 32 x 32, en matematisk operasjon som hjelper å forbedre spatial oppløsning. Datasetet som skulle analyseres inneholdt 1024 spektra som ble eksportert til Dicom<®->format (DICOM er det registrerte varemerket for National Electrical Manufacturers Association for standardpublikasjoner angående digital kommunikasjon av medisinsk informasjon) for ytterligere analyse. Ca. halvparten av disse spektra inneholdt ikke MR-signaler siden posisjonen til disse voxelene var utenfor dyret. En plassering innenfor dyret viste voxler med høye pyruvatsignaler og uvesentlige laktat- og alaninsignaler ("blodpool") mens andre voxler viste pyruvat, alanin og laktat ved omtrent samme intensitet. MR imaging resulted in a matrix containing 16x16 elements, where each element or voxel/pixel contained a<13>C-MR spectrum. In the reconstruction phase, the matrix was zero-filled to 32 x 32, a mathematical operation that helps improve spatial resolution. The data set to be analyzed contained 1024 spectra that were exported to Dicom<®> format (DICOM is the registered trademark of the National Electrical Manufacturers Association for standards publications regarding the digital communication of medical information) for further analysis. About. half of these spectra did not contain MR signals since the position of these voxels was outside the animal. One location within the animal showed voxels with high pyruvate signals and insignificant lactate and alanine signals ("blood pool") while other voxels showed pyruvate, alanine, and lactate at approximately the same intensity.
Amplitudene for pyruvat, alanin og laktat ble estimert ved hjelp av domenetilpasningsprosedyrer som inkluderte følgende: Nullsekvensfasen er konstant over datasettet, den første sekvensfasen er 1,4 ms, linjebredden eller dempning i tidsområdet kan variere mellom 0,5 og 3 ganger gjennomsnittsbredden av hele datasettet for hver metabolitt uavhengig, og frekvensen kan variere med 20 hz i begge retninger med hensyn til gjennomsnittlig frekvens over hele datasettet før den høyeste toppen, som må identifiseres av brukeren. The amplitudes for pyruvate, alanine and lactate were estimated using domain fitting procedures that included the following: the zero sequence phase is constant across the data set, the first sequence phase is 1.4 ms, the line width or attenuation in the time domain can vary between 0.5 and 3 times the average width of the entire data set for each metabolite independently, and the frequency can vary by 20 hz in either direction with respect to the average frequency over the entire data set before the highest peak, which must be identified by the user.
Amplituder for laktat, alanin og pyruvat ble omordnet i en matrise og om prøvet til å samsvare med oppløsningen av protonet anatomiske MR-bilde.<13>C-MR-bilder ble projisert på anatomiske bilder ved hjelp av en automatisk prosedyre for å oppnå et operator-uavhengig resultat. Resultatene ble vist i bildesett som inneholder det anatomiske protonbildet til tumoren i rotten, det metabolske<13>C-bilde for pyruvat, laktat og alanin projisert på det anatomiske bildet, bilder som viser hver piksel Amplitudes for lactate, alanine, and pyruvate were rearranged in a matrix and resampled to match the resolution of the protonated anatomical MR image.<13>C-MR images were projected onto anatomical images using an automated procedure to obtain a operator-independent result. The results were displayed in image sets containing the anatomical proton image of the tumor in the rat, the metabolic<13>C image for pyruvate, lactate and alanine projected onto the anatomical image, images showing each pixel
a) ([laktatjnormx ([pyruvat]max- [pyruvat])n0rm) x [laktat] og a) ([lactatejnormx ([pyruvate]max- [pyruvate])n0rm) x [lactate] and
b) ([laktat]norm x ([alanin]max - [alanin])n0rm) x [laktat] b) ([lactate]norm x ([alanine]max - [alanine])n0rm) x [lactate]
der termen "[....]norm representerer den normaliserte amplituden, dvs. skalert til where the term "[...]norm represents the normalized amplitude, i.e. scaled to
den høyeste verdien i det metabolske bildet og [laktat] amplituden beregnet. the highest value in the metabolic picture and the [lactate] amplitude calculated.
Et vellykket resultat for diskriminering av tumorvev og friskt vev i et metabolsk<13>C-MR-bildet ble definert som høyeste laktatsignal i tumorområdet eller en høyt vektet ratiolaktat over pyruvat i tumorområdet samt en høyt vektet laktat over alanin-ratio på den samme piksellokasjonen. A successful result for the discrimination of tumor tissue and healthy tissue in a metabolic<13>C-MR image was defined as the highest lactate signal in the tumor area or a high weighted lactate over pyruvate ratio in the tumor area as well as a high weighted lactate over alanine ratio at the same pixel location .
5.5 Biologisk analyse 5.5 Biological analysis
Tumorområder ble visuelt undersøkt for å oppdage tegn på blødning. Tumorer ble frigjort fra rottekroppene, veid og delt i to. Tumorens innside ble undersøkt visuelt og vurdert for homogenitet, nekrose og blødning. Tumorvevet ble oppbevart i 4 % formalin. Tumor areas were visually examined to detect signs of bleeding. Tumors were released from the rat carcasses, weighed and bisected. The inside of the tumor was examined visually and assessed for homogeneity, necrosis and bleeding. The tumor tissue was stored in 4% formalin.
En tumor-bærende rotte ble ansett som egnet for evaluering hvis følgende kriterier ble oppfylt: tumorvekt > 100 mg, ingen synlige nekroser eller cyster i tumorens innside, en kroppstemperatur over 35 °C og et gjennomsnittlig arterielt blodtrykk over 60 mmHg ved MR-undersøkelse. A tumor-bearing rat was considered suitable for evaluation if the following criteria were met: tumor weight > 100 mg, no visible necrosis or cysts within the tumor, a body temperature above 35 °C and a mean arterial blood pressure above 60 mmHg on MRI.
5.6 Resultater 5.6 Results
Totalt 30 ulike tumorer ble avbildet hos 18 rotter. 1 rotte og 3 tumorer oppfylte ikke de biologiske kriteriene beskrevet i foregående avsnitt 5.5. De gjenværende 26 tumorene hos 17 rotter var homogene og hadde en massiv ikke-nekrotisk innside. Gjennomsnittlig polarisering av<13>C-rpyruvat ved injeksjon var 21,2 ± 2,9% A total of 30 different tumors were imaged in 18 rats. 1 rat and 3 tumors did not fulfill the biological criteria described in previous section 5.5. The remaining 26 tumors in 17 rats were homogeneous and had a massive non-necrotic interior. Mean polarization of <13>C-rpyruvate by injection was 21.2 ± 2.9%
(middelverdi ± SD) og pH var 8,08 ±0,14 (middelverdi ± SD). (mean ± SD) and pH was 8.08 ±0.14 (mean ± SD).
Figur 1 viser et typisk sett med bilder av en avbildet rotte med (1) protonreferansebilde, der piler indikerer tumorlokasjonene, (2)<13>C-pyruvatbilde, (3)<13>C-laktatbilde (4)<13>C-alaninbilde (5)<13>C-laktatbilde korrigert for<13>C-pyruvat og (6)<13>C-laktatbilde korrigert for<13>C-alanin. Bildene (2) til (6) er slått sammen med protonreferansebildet. Figur 2 viser det samme settet med bilder, men med bildene (2) til (6) som ikke er slått sammen med det anatomiske protonbildet. Figure 1 shows a typical set of images of an imaged rat with (1) proton reference image, where arrows indicate the tumor locations, (2)<13>C-pyruvate image, (3)<13>C-lactate image (4)<13>C- alanine image (5)<13>C-lactate image corrected for<13>C-pyruvate and (6)<13>C-lactate image corrected for<13>C-alanine. Images (2) to (6) are merged with the proton reference image. Figure 2 shows the same set of images, but with images (2) to (6) not merged with the anatomical proton image.
Som et resultat er tumorlokasjonen som indikert av et høyt pyruvatsignal (2), på grunn av høy metabolsk aktivitet. Laktatsignalet (3) identifiserer imidlertid den korrekte lokasjonen av tumoren. Alanin er synlig i skjelettmusklene og er fraværende i tumorvevet (4). Pyruvat- og alaninkorrigerte laktatbilder, (5) og (6), resulterer også i en utmerket kontrast for tumoren. As a result, the tumor location is as indicated by a high pyruvate signal (2), due to high metabolic activity. However, the lactate signal (3) identifies the correct location of the tumor. Alanine is visible in skeletal muscle and is absent in tumor tissue (4). Pyruvate- and alanine-corrected lactate images, (5) and (6), also result in excellent contrast for the tumor.
Det ble derfor demonstrert at tumorlokasjonen i de metabolske bildene er indikert av et høyt laktatsignal, et høyt laktatsignal korrigert for pyruvat og et høyt laktatsignal korrigert for alanin. It was therefore demonstrated that the tumor location in the metabolic images is indicated by a high lactate signal, a high lactate signal corrected for pyruvate and a high lactate signal corrected for alanine.
Analysen for metabolske<13>C-MR-bilder avslørte en metabolsk kontrast i tumorområdet i The analysis for metabolic<13>C-MR images revealed a metabolic contrast in the tumor area i
• 24 av 26 tumorer for laktatsignalet • 24 out of 26 tumors for the lactate signal
• 26 av 26 tumorer for laktatsignalet, pyruvatkorrigert (5,5, a)) • 26 of 26 tumors for the lactate signal, pyruvate corrected (5.5, a))
• 26 av 26 tumorer for laktatsignalet, alaninkorrigert (5,5, a)) • 26 of 26 tumors for the lactate signal, alanine corrected (5.5, a))
Den totale suksessraten for dette studiet var 26 av 26, eller 100 %. The overall success rate for this study was 26 out of 26, or 100%.
Med dette studiet ble det demonstrert at hyperpolarisert<13>Crpyruvat når området av interesse (tumor) i løpet av en tidsperiode som gjør det mulig å avbilde forbindelsen, at forbindelsen og dennes metabolitter kan avbildes og at metabolsk kontrast kan oppnås. With this study, it was demonstrated that hyperpolarized<13>Crpyruvate reaches the area of interest (tumor) during a time period that allows the compound to be imaged, that the compound and its metabolites can be imaged, and that metabolic contrast can be obtained.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20071091A NO338547B1 (en) | 2004-07-30 | 2007-02-27 | Process for the preparation of a liquid composition comprising hyperpolarized 13C pyruvate, the composition and use of it for the preparation of hyperpolarized 13C pyruvate |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20043229 | 2004-07-30 | ||
PCT/NO2005/000281 WO2006011809A1 (en) | 2004-07-30 | 2005-07-28 | Method of producing a composition, composition and its use |
NO20071091A NO338547B1 (en) | 2004-07-30 | 2007-02-27 | Process for the preparation of a liquid composition comprising hyperpolarized 13C pyruvate, the composition and use of it for the preparation of hyperpolarized 13C pyruvate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20071091L NO20071091L (en) | 2007-04-30 |
NO338547B1 true NO338547B1 (en) | 2016-09-05 |
Family
ID=38198604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20071091A NO338547B1 (en) | 2004-07-30 | 2007-02-27 | Process for the preparation of a liquid composition comprising hyperpolarized 13C pyruvate, the composition and use of it for the preparation of hyperpolarized 13C pyruvate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO338547B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998039277A1 (en) * | 1997-03-06 | 1998-09-11 | Nycomed Imaging As | Triarylmethyl free radicals as image enhancing agents |
WO1999035508A1 (en) * | 1998-01-05 | 1999-07-15 | Nycomed Imaging As | Method of magnetic resonance investigation |
-
2007
- 2007-02-27 NO NO20071091A patent/NO338547B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998039277A1 (en) * | 1997-03-06 | 1998-09-11 | Nycomed Imaging As | Triarylmethyl free radicals as image enhancing agents |
WO1999035508A1 (en) * | 1998-01-05 | 1999-07-15 | Nycomed Imaging As | Method of magnetic resonance investigation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Wolber J et al.: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors, and Associated Equipment, Elsevier BV * North-Holland, NL, vol. 526, no 1-2, June 2004, pages 173-181, Dated: 01.01.0001 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20071091L (en) | 2007-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK1797102T3 (en) | A composition comprising triarylmethylradikal that can be used for MRI diagnosis | |
EP1784227B1 (en) | Mr imaging method for the discrimination between healthy and tumour tissue | |
RU2391047C2 (en) | Way of visualisation of heart using hyperpolarised 13c-pyruvate | |
NO339934B1 (en) | Radicals, their use as paramagnetic agents and a compound containing radicals, as well as a method for dynamic nuclear polarization (DNP) of compounds containing carboxyl groups | |
US20100310467A1 (en) | Composition and method for generating a metabolic profile using 13c-mr detection | |
EP2180902A2 (en) | Imaging medium comprising hyperpolarised ¹³c-acetate and use thereof | |
JP5351172B2 (en) | MR contrast medium, contrast medium, and imaging inspection method using the contrast medium | |
NO338547B1 (en) | Process for the preparation of a liquid composition comprising hyperpolarized 13C pyruvate, the composition and use of it for the preparation of hyperpolarized 13C pyruvate | |
NO339119B1 (en) | Method to distinguish between healthy tissue and tumor tissue | |
US20140328766A1 (en) | Composition and method for generating a metabolic profile using 13c-mr detection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO NORWAY AS, POSTBOKS 2003 VIKA |
|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |