Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-4132
Breidenbach, Marc
Trägerarm markierte 6-Aminopurinderivate als potentielle Adenosin-A2A Rezeptorliganden für die Positronen-Emissions-Tomographie
119 S., 2004
Eine Veränderung der Adenosinrezeptordichte im ZNS wird als eine Ursache
neurodegenerativer Erkrankungen diskutiert. Es besteht daher Interesse an PETRadiotracern,
mit denen es möglich ist, die Dichte des A2A-Adenosinrezeptor (A2AAR)
Subtyps im Gehirn von Patienten in vivo zu bestimmen. Dazu werden mit Positronenstrahlern
trägerarm markierte, selektive und hochaffine Liganden benötigt, die in der
Lage sind, in vivo spezifisch an den Rezeptor zu binden und so Hirnregionen hoher
A2AAR-Dichte darzustellen. Von den bekannten A2AAR selektiven und hochaffinen Verbindungen
ist entweder aus radiochemischen oder pharmakologischen Gesichtspunkten
keine für eine Anwendung in der PET geeignet. Ziel dieser Arbeit war es, auf der Basis
einer Leitstruktur bekannter A2AAR Antagonisten, dem 6-Aminopurin, neue potentielle
PET-Radiotracer zu synthetisieren und hinsichtlich einer Anwendung zu evaluieren.
Zwei Konzepte zur Synthese von in den Positionen 2, 8 und 9 unterschiedlich
substituierten 2,6-Diaminopurinen wurden entwickelt und zur Darstellung einer Serie von
Derivaten angewendet. Zur Evaluierung der Substanzen wurden ihre in vitro Affinitäten
zu den beiden „high-affinity“ AR-Subtypen A1 und A2A durch Radioligand-Verdrängungs-
Studien an Membranpräparationen aus Schweinehirnen sowie ihre Wasserlöslichkeiten
experimentell bestimmt. Außerdem wurden ihre logP-Werte berechnet. Die gewonnenen
Struktur-Aktivitäts-Beziehungen zeigten, dass N2 4-Methoxyphenyl-ethyl- und C8
2-Furyl-substituierte 2,6-Diaminopurinderivate Affinitäten von etwa 20 nM und bis zu
1000fache Selektivitäten gegenüber dem A2AAR aufweisen, wenn N9 alkyliert ist.
Durch 2-Fluorethylierung oder Methylierung von N9 sowie elektrophiler Iodierung
des 4-Hydroxyphenyl-ethyl- Substituenten an N2 konnten so affine und selektive Liganden
synthetisiert werden, die sich für eine in vivo Anwendung als Radiotracer potentiell
eignen. Die trägerarme Markierung dieser Substanzen mit den Positronenstrahlern
Fluor-18, Kohlenstoff-11 oder dem ß--Strahler Iod-131 (als Substitut für die Iodisotope
Iod-120,124) wurde optimiert und radiochromatographische Trennmethoden zu ihrer
Isolierung ausgearbeitet. Die nukleophile 18F-Fluorierung und elektrophile Radioiodierung
ergaben unter optimalen Bedingungen radiochemische Ausbeuten von über 70 %, die
11C-Methylierung knapp über 60 %.
Die Evaluierung der Radioliganden durch autoradiographische in vitro Studien an
Rattenhirnschnitten zur Bestimmung der Anreicherung der Liganden im Zielgewebe
sowie des unspezifischen Bindungsanteils, ergab keine signifikante Aufnahme der Liganden
in das Striatum, einer Hirnregion mit hoher A2AAR-Dichte.
No-carrier-added labelled 6-aminopurine derivatives as potential
adenosine A2A-receptorligands for positron-emissiontomography
Alteration in the density of CNS adenosine receptors (ARs) is thought to contribute
to some neurodegenerative disorders like Parkinsons disease. This creates a demand
for PET-tracers, suitable for measurement of the density of A2AARs in human brain
in vivo. Therefore A2AAR selective and high affine ligands, n.c.a. labelled with positron
emitting nuclides, are needed that bind specifically in vivo to the receptor and thus could
be used for the imaging of A2AAR-rich brain regions. Because of radiochemical reasons
or their low water solubility, high lipophilicity and tendency for unspecific binding, none of
the known A2A-selective and high affine ligands is suitable for in vivo brain imaging with
PET. The aim of this work was to synthesize and evaluate new potential PET-tracers
based on one of the lead-structures of known A2AAR antagonists, the 6-aminopurine.
A series of N2, C8 and N9 differentialy substituted 2,6-diaminopurines has been
synthesized following two synthetic pathways that have been developed. For evaluation
of the substances their affinities towards the high-affinity AR subtypes A1 and A2A were
specified in in vitro competition experiments using pig brain membrane preparations. In
addition, their water solubility was determined by a HPLC/UV-method and their logPvalues
calculated. Structure-activity-relationships were analyzed revealing that N2 hydroxy-
phenylethyl and C8 2-furyl substituted 2,6-diaminopurines exhibit affinities of about
20 nM and selectivities up to 1000-fold towards A2AAR if N9 is alkylated.
By N9 fluorethylation or methylation as well as electrophilic iodination of the N2
hydroxy-phenylethyl substituent it is possible to obtain ligands with suitable affinity and
selectivity that potentially lend themselves for in vivo applications. No-carrier-added labelling
of these substances with either fluorine-18, carbon-11 or iodine-131 (used as a
substitute for iodine-120,124) was optimized and radiochromatographic conditions for
isolation were elaborated. N.c.a. radiolabelling with [18F]fluoride and electrophilic iodine-
131 was performed with good radiochemical yields of about 70 %, methylation with
[11C]methyliodide supplied about 60 %.
Evaluation of the radioligands by in vitro autoradiography with rat brain slices was
performed to measure unspecific binding and uptake in target tissue, but neither radioligand
showed the expected selective binding to the A2AAR rich striatal region.
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