Synthese und Anwendung eines F-18-markierten PDE10A Inhibitors zur Untersuchung adipöser Mäuse

Ziel: Phosphodiesterasen (PDEs) katalysieren die Spaltung zyklischer Mononukleotide und sind daher Schlüsselenzyme der intrazellulären Signalübertragung. Die PDE10A ist maßgeblich an der Kontrolle der dopaminergen Transmission beteiligt. Es wird vermutet, dass zur Adipositas führende Hyperphagie mit einer Dysregulation dieses Systems im Gehirn einhergeht. Aus einer Serie von PDE10-Inhibitoren wurde daher eine Verbindung (AQ-28a) mit hoher Affinität (IC50 = 2,95 nM) und Selektivität zur F-18-Markierung ausgewählt, charakterisiert und in einem Tiermodell adipöser Mäuse mittels TierPET/MR untersucht.

Methode: Auf Basis eines Brom- bzw. Nitropräkursors wurde das 2-fluorpyridylsubstituierte AQ-28a durch nukleophile aromatische Substitution in einer Einstufenreaktion radiomarkiert. Untersuchungen zur metabolischen Stabilität wurden in Mäuseplasma und -hirnhomogenat 30 min p.i. durchgeführt. 8 Wochen alte weibliche CD1-Mäuse wurden einer 2-monatigen fettreichen Diät unterzogen und die Aufnahme von [¹⁸F]AQ-28a im Striatum und braunen Fettgewebe (BAT) durch dynamische PET/MR-Studien vor und nach der Diät untersucht.

Results: [¹⁸F]AQ-28a wurde ausgehend vom Brompräkursor mit einer radiochemischen Ausbeute von 11,0±0,1% (n=2), einer spezifischen Aktivität von 40,2±3,5 GBq/μmol (n=2) sowie einer radiochemischen Reinheit von ≥ 98% synthetisiert. Die Markierungsausbeute betrug 35±9% (n=7). Der Nitropräkursor konnte in ersten Experimenten in besseren Ausbeuten 69±5% (n=2) markiert werden. [¹⁸F]AQ-28a ist in vitro stabil und wird in vivo nicht defluoriert. PET/MR-Studien an Mäusen zeigen eine hohe Hirnaufnahme insbesondere im Striatum (SUVmax=2,3±0,9), die durch MP-10 gehemmt wird. Bei einer noch geringen Fallzahl (n=3) wurde nach fettreicher Diät eine signifikant um ca 60% erhöhte Aufnahme im Striatum und eine um ca. 130% erhöhte Aufnahme im BAT festgestellt.

Schlussfolgerungen: Mit [¹⁸F]AQ-28a wurde ein neuer hochaffiner PET-Radioligand für die Bildgebung der PDE10A im Gehirn entwickelt. Die bisherigen Ergebnisse weisen darauf hin, dass [¹⁸F]AQ-28a geeignet ist, Veränderungen der dopaminergen Transmission bei Adipositas anzuzeigen.