Synthesis and preclinical characterization of a new 2-nitroimidazole derivative as a potential PET tracer for tumor hypoxia imaging

Autor: Arian Pérez Nario
Přispěvatelé: Emerson Soares Bernardes, Maria Cristina Roque Antunes Barreira, Lilian Sibelle Campos Bernardes, Roger Chammas
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional do IPEN
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)
instacron:IPEN
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
DOI: 10.11606/t.85.2020.tde-05112020-153215
Popis: Hipóxia é uma condição patológica caracterizada pela redução no fornecimento de oxigênio para um determinado tecido ou célula. Em comparação com outros métodos de diagnóstico por imagem não invasivos, a Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) é uma das modalidades mais utilizadas na detecção de hipóxia tumoral devido a sua maior especificidade e resolução espacial. Os objetivos desta tese foram sintetizar:1) sintetizar e caracterizar um radiofármaco inédito marcado com 18F, [18F]N-(4-fluorobenzil)-2-(2-nitro-1h-imidazol-1-il)acetamida [18F]FBNA, para a detecção de áreas de hipóxia no microambiente tumoral através de imagem molecular PET e; 2) comparar esse produto inédito com o radiofármaco [18F]FAZA utilizado hoje em dia em estudos clínicos para detecção de hipóxia tumoral. A molécula FBNA foi sintetizada e caracterizada química e estruturalmente por técnicas espectroscópicas. Além disso, o FBNA foi eficientemente radiomarcado com 18F ([18F]FBNA) e obtido com alta pureza química e radioquímica (> 90%), com bons tempos de radiossíntese, rendimento radioquímico e atividade molar. O novo radiofármaco [18F]FBNA mostrou-se estável em salina e em soro por até 6 horas, mais hidrofílico que o [18F]FMISO e menos hidrofílico que o [18F]FAZA. Adicionalmente, foram realizados estudos de captação celular in vitro em duas linhagens tumorais de câncer gástrico humano, demonstrando que o [18F]FBNA é captado especificamente por células em hipóxia e não em células em condições normóxicas. Com a imagem µPET, autoradiografia, e os estudos de biodistribuição ex vivo, verificou-se que o [18F]FBNA foi captado mais rápido e apresentou valores das relações Tumor/Músculo e Tumor/Sangue mais favoráveis em comparação com o [18F]FAZA, o que sugere uma eliminação mais rápida, menor captação por órgãos inespecíficos e maior qualidade de imagem do que o [18F]FAZA. O composto inédito da presente tese apresentou resultados pré-clínicos superiores ao padrão [18F]FAZA utilizado em ensaios clínicos hoje em dia, pelo que podemos concluir de nossos resultados preliminares que o radiofármaco [18F]FBNA apresenta condições favoráveis para ser o próximo radiotraçador para o diagnóstico de hipóxia na prática clínica. Hypoxia is a pathological condition characterized by a reduced supply of oxygen to a given tissue or cell. In comparison with other non-invasive diagnostic methods, Positron Emission Tomography (PET) is one of the most used modalities in the detection of tumor hypoxia due to its greater specificity and spatial resolution. The purpose of this thesis is to synthesize, evaluate and quantify a new tracer, [18F]N-(4-fluorobenzyl)-2-(2-nitro-1h-imidazol-1-yl)acetamide, [18F]FBNA, for the detection of areas of hypoxia in the tumor microenvironment using a molecular PET image and to compare this product with the radiopharmaceutical [18F]FAZA used today in clinical studies for the detection of tumor hypoxia. The FBNA molecule was synthesized and characterized chemically and structurally by spectroscopic techniques. In addition, the FBNA was efficiently radiolabeled with 18F ([18F]FBNA) and obtained with high chemical and radiochemical purity (> 90%), with good radiosynthesis times, radiochemical yield and molar activity. The new radiopharmaceutical [18F]FBNA proved to be stable in saline and serum for up to 6 hours, more hydrophilic than [18F]FMISO and less hydrophilic than [18F]FAZA. In addition, in vitro cell uptake studies were carried out on two tumor lines of human gastric cancer demonstrating that [18F]FBNA presented uptake specifically by cells in hypoxia and not in cells under normoxic conditions. With the µPET image, autoradiography, and ex vivo biodistribution studies, it was found that the [18F]FBNA was captured faster and showed more favorable Tumor/Muscle and Tumor/Blood values compared to the [18F]FAZA, which suggests faster elimination, less uptake by nonspecific organs and higher image quality than [18F]FAZA. The novel compound of the present thesis presented pre-clinical results superior to the [18F]FAZA standard used in clinical trials today, so we can conclude from our preliminary results that the radiopharmaceutical [18F]FBNA presents favorable conditions to be the next radiotracer for the diagnosis of hypoxia in clinical practice.
Databáze: OpenAIRE
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