Radiosynthese und Charakterisierung von [F-18]NS14490 als potentieller Radiotracer für die molekulare Bildgebung von α7 nikotinischen Acetylcholinrezeptoren (α7 nAChR) im Gehirn

Ziel / Aim
Es existieren Hinweise auf Veränderungen von α7 nAChR bei neurodegenerativen Erkrankungen, die durch Radioliganden, die eine molekulare Bildgebung dieser Rezeptoren mit PET ermöglichen, erfasst und quantifiziert werden könnten. Wie früher bereits am Beispiel von [F-18]NS10743 (Ki,NS10743 = 11,6 nM) gezeigt, sind 1,4-Diaza-bicyclo[3.2.2]nonan-1,3,4-oxadiazole als Leitstrukturen dafür grundsätzlich geeignet [1].
In dieser Arbeit wird die Radiosynthese der strukturell modifizierten und höher affinen Verbindung [F-18]NS14490 ([F-18]-2-(1,4-Diaza-bicyclo[3.2.2]nonan-4-yl)-5-(1-(2-fluorethyl)-1H-indol-6-yl)-1,3,4-oxadiazol) vorgestellt.

Methodik / Methods
Eine zweistufige Synthese von [F-18]NS14490 erfolgte durch die Umsetzung von [F-18]Fluorethyltosylat, das aus [F-18]F- und Ethylenglykoldistosylat synthetisiert wurde, mit der Verbindung NS14540. Parallel wurde in einer Einstufensynthese [F-18]F- mit dem o-Tosylpräkursor I umgesetzt, der zuvor durch die Tosylierung des entsprechenden Alkohols erhalten wurde. Die Isolierung und Reinigung von [F-18]NS14490 wurde umfassend optimiert und erfolgte durch semipräparative RP-HPLC und anschließende Festphasenextraktion.
Zur physikochemischen Charakterisierung von [F-18]NS14490 wurden Stabilitätsuntersuchungen in verschiedenen wässrigen Pufferlösungen bei pH 7,4 und 40°C durchgeführt sowie der Verteilungskoeffizient logD7,1 in mehreren n-Octanol/Puffer-Extraktionssystemen bestimmt.

Ergebnisse / Results
Während in der Zweistufensynthese Markierungseffizienzen <10% (n = 3) erreicht wurden, war die Einstufensynthese mit einer Markierungseffizienz von bis zu 89% (n = 15) deutlich erfolgreicher.
Nach umfangreicher Optimierung aller Isolierungs- und Reinigungsschritte konnte das Zielprodukt [F-18]NS14490 mit einer radiochemischen Reinheit >98% und einer spezifischen Aktivität > 150 GBq µmol-1 innerhalb einer Gesamtsynthesedauer von zwei bis drei Stunden dargestellt werden (n = 3).
Bei der physikochemischen Charakterisierung zeigte [F-18]NS14490 in den physiologisch ähnlichen Pufferlösungen über einen Zeitraum von 120 Minuten eine Stabilität von >98% (n = 3). Der logD7,1-Wert betrug 1,20 ± 0,02 (n = 8).
Schlussfolgerungen / Conclusions
Die Ergebnisse stellen eine gute Voraussetzung für weiterführende In-vitro- und In-vivo-Studien dar, insbesondere zur Hirn-Aufnahme und zur Selektivität der Bindung von [F-18]NS14490 an α7 nAChR im Gehirn.
Darüber hinaus ist die erarbeitete Synthesevorschrift als Basis für die Entwicklung einer Herstellung von [F-18]NS14490 mit einem Synthesemodul geeignet.
Literatur / References
1. W. Deuther-Conrad et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging (2009) 36:791–800