Synthese von C1-[18F]Fluorethylamino

Synthese von C1-[18F]Fluorethylamino-Asparagin zu Tumorstudien
B. Wolf1, R. Schirrmacher1, S. Höhnemann1, T. Held2, G. Förster2, P. Bartenstein2, F. Rösch1
Institut für Kernchemie, Johannes Gutenberg Universität, Fritz-Straßmann-Weg 2, 55128 Mainz
2
Klinik und Poliklink für Nuklearmedizin, Langenbeckstr. 1, 55131 Mainz
1
Die 2-[18F]FDG ist der am breitesten eingesetzte PETTumor-Tracer. Da sie als Glykolyse-Marker für Tumorwie auch für Normalzellen relevant ist, reichert sich 2[18F]FDG nicht nur in Tumoren, sondern auch in entzündlichem Gewebe an. Die Diagnostik malignen Gewebes wird
dadurch erschwert. Zum anderen ist die Diagnostik von
Hirntumoren nicht trivial, da das Gehirn seinen Energiebedarf ausschließlich durch Glukose bestreitet und damit einen hohen Aktivitätsuntergrund liefert. Alternativ dazu
bieten sich Proliferationsmarker wie Aminosäuren zur
PET-Tumor-Diagnostik an. Es wurde Asparagin zur Markierung mit [18F]Fluor ausgewählt, da bekannt ist, das einige Tumorarten Asparagin nicht selbst synthetisisieren können, was gesunde Zellen ausgehend von der aOxobuttersäure können. Der verbreiteste Typ dieser Tumorart ist die Leukemie [1]. Als Zieltracer wurde C1[18F]Fluorethylamino-Asparagin (1) [Abb. 1] gewählt.
18
F
1
Abb. 1: C1-[18F]Fluorethylamino - Asparagin
Die Synthese erfolgte nach folgendem Schema [Abb. 2]:
[18F]fluoride // K2CO3 // Kryptofix®
OTos
boc
H
N
2
boc
boc
HN
F3CCOOH
18
F
O
F
3
N(CH2-CH3)3
O
+
H2N
18
F
4O
NO2
boc
HN
6
O
18
N
H
H2N
F
O
F3CCOOH
H2N
18
N
H
F
H2N
O
O
6
RPM I 2650
M el 398
Mz 7 M el
F
O
5
A 549
Abb. 3: Inkubation von C1-[18F]Fluorethylamino-Asparagin
mit verschiedenen Zelltypen
18
N
H
H2N
O
30
PC I 13
HN
4
40
0
H2N
boc
50
10
18
3
H
N
60
20
1
Abb. 2:
Syntheseschema von C1-[18F]Fluorethylamino-Asparagin
N-Boc-2-[18F]Fluoretylamin (3) wird aus N-Boc-2-OTosyl-Aminoethanol (2) in 10 min bei 140 °C in DMSO
mittels [18F]Fluorid, K2CO3 und Kryptofix® erhalten. Die
RCA beträgt 50 %. (3) wird mittels Triflouressigsäure
quantitativ innerhalb von 8 min zu 2-[18F]Fluoretylamin (4)
umgesetzt. Der so hergestellte sekundäre Markierungvorläufer (4) [2] wird mit N1-Boc-C1-p-Nitrophenol-Asparagin
(5) zu N1-Boc-C1-[18F]Fluorethylamino-Asparagin mit einer RCA > 90 % innerhalb von 6 min umgesetz. Das Produkt (1) erhält man nach 8 min Behandelung mit TFA. Die
Der Vergleich mit den analogen Werten für 2-[18F]FDG und
O-(2-[18F]Fluorethyl)-L-Tyrosin ([18F]FET) ist in Abb. 4
dargestellt. Demnach zeigt das C1-[18F]FluorethylaminoAsparagin ([18F]FEAA) einen 3-10-fach höheren Uptake in
die Tumorzellen als die anderen [18F]markierten Tumortracer.
60
kBq/100 mg protein
boc
H
N
5 min
10 min
20 min
30 min
60 min
blocked
80
70
H
N
O
NH2
O
90
kBq / 100 mg proteine
NH2
Aufreinigung wird wie folgt durchgeführt: Man verdünnt
mit Wasser, gibt die Lösung erst über eine SCX-Kartusche.
Anschließend wird das Produkt auf eine EN-Kartusche fixiert und mit Ethanol eluiert. Dieses Produktgemisch wird
eingedampft und mittels HPLC aufgereinigt (Eluens: Wasser: Ethanol: 70:30). Nach der HPLC wird das Produkt
nochmals eingeengt, damit kein Ethanol mehr in der Lösung die Zellversuche stört.
Mit dem C1-[18F]Fluorethylamino-Asparagin wurden Zellversuche durchgeführt, wobei unterschiedliche Tumorzelltypen (3 Plattenepitele (PCI13; A549; RPMI 2650) und 2
Hautkrebszellstämme (Mel398; Mz7Mel) unterschiedlich
lang mit dem C1-[18F]Fluorethylamino-Asparagin inkubiert
wurden (Abb. 3).
50
40
[18F]FEAA
[18F]FET
2-[18F]FDG
30
20
10
0
PCI 13
Mel 624/398
Abb. 4: Uptake-Vergleich einiger [18F]Tumortracer
[1.] F. Mutschler, Artzneimittelwirkung, 7 Auflage,
Wissenschftsverlag, 1994
[2.] M. Jelinski, K. Hamacher, H.H. Coenen;
Nuklearmedizin 38, A22, (1999)