Ραδιο-επισημασμένα σύμπλοκα με φαρμακολογικό ενδιαφέρον
Authors: Σεγκάνης Αντώνης 
Published: September 2021

Στην παρούσα διατριβή πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη νέων δομικών λίθων καθώς και συμπλόκων που φέρουν την φαρμακοφόρο ομάδα του βορονικού οξέος με φυσικό ρήνιο, ρήνιο-186 και τεχνήτιο-99m στην οξειδωτική βαθμίδα Ι. Αρχικά, παρασκευάστηκαν και αξιολογήθηκαν τα νέα μικτά 2+1 τρικαρβόνυλο σύμπλοκα του γενικού τύπου fac-[Μ(CO)3(L1)(L2)] όπου το Μ είναι φυσικό ρήνιο ή ρήνιο-186 ή τεχνήτιο-99m και L1H οι διδραστικοί υποκαταστάτες η (2-υδροξυφαινυλo)διφαινυλoφωσφίνη (POH) ή το κιναλδικό οξύ (NOΗ) ή το διαιθυλο-διθειοκαρβαμιδικό νάτριο (SS) σε συνδυασμό με τους μονοδραστικούς υποκαταστάτες της πυριδίνης (py) ή του κυκλοεξυλοϊσοκυανιδίου (cisc) ή της τριφαινυλοφωσφίνης (PPh3). Tα σύμπλοκα σε επίπεδο φυσικού ρηνίου χαρακτηρίστηκαν με στοιχειακή ανάλυση, φασματοσκοπικές μεθόδους IR και NMR ενώ η δομή κάποιων εξ΄ αυτών επιβεβαιώθηκε και με κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ. Ακολούθως, παρασκευάστηκαν τα αντίστοιχα σύμπλοκα σε επίπεδο 186Re και 99mTc με τη χρήση των πρόδρομων οργανομεταλλικών ενώσεων fac-[186Re(CO)3(H2O)3]+, 186Re1 και fac-[99mTc(CO)3(H2O)3]+, 99mTc1 και ταυτοποιήθηκαν με συγκριτική χρωματογραφία HPLC.Το POH και το NOΗ αντιδρούν με το πρόδρομο σύμπλοκο του ρηνίου Re1 και σχηματίζουν ποσοτικά τα αντίστοιχα ενδιάμεσα σύμπλοκα, fac-[Re(CO)3(PO)(H2O)], Re2 και fac-[Re(CO)3(NO)(H2O)], Re3. Αντίδραση του Re2 με διδραστικούς υποκαταστάτες L1H (ΝΟΗ ή SS) οδήγησε στον σχηματισμό νέων συμπλόκων γενικού τύπου fac-[Re(CO)3L1(POH)] όπου ο L1H υποκαταστάτης δρα ως διδραστικός και το POΗ παραμένει ως μονοδραστικός υποκαταστάτης με ελεύθερο το υδροξύλιο. Ο SS υποκαταστάτης αντιδρά με το πρόδρομο σύμπλοκο του ρηνίου Re1 σε μεθανόλη/νερό οδηγώντας στον σχηματισμό του διπυρηνικού συμπλόκου [(CO)3Re(SS)2Re(CO)3] όπως αυτό επιβεβαιώθηκε με κρυσταλλογραφία ακτίνων-Χ. Όλα τα μικτά 2+1 σύμπλοκα fac-[Μ(CO)3(L1)(L2)] με τους διδραστικούς υποκαταστάτες ΡΟH ή ΝΟH παρασκευάσθηκαν μέσω του αντίστοιχου ενδιάμεσου συμπλόκου νερού fac-[Re(CO)3(L1)(H2O)] και επίδρασης του μονοδραστικού υποκαταστάτη ή παρασκευάσθηκαν με ταυτόχρονη επίδραση ισομοριακής ποσότητας του διδραστικού και μονοδραστικού υποκαταστάτη στο Re1. Τα 2+1 μικτά σύμπλοκα fac-[Μ(CO)3(SS)(L1)] παρασκευάσθηκαν με ταυτόχρονη επίδραση ισομοριακής ποσότητας του διδραστικού και μονοδραστικού υποκαταστάτη στο Re1.Στη συνέχεια, τα μικτά 2+1 σύμπλοκα παρασκευάστηκαν σε επίπεδο 186Re με απόδοση από 60 έως 95%. Για την επισήμανση οι διδραστικοί υποκαταστάτες χρησιμοποιήθηκαν σεσυγκέντρωση 10-3 Μ. Οι μονοδραστικοί υποκαταστάτες cisc και PPh3 χρησιμοποιήθηκαν σε 10-3 Μ ενώ η py σε 10-2 Μ.Για την επισήμανση των συμπλόκων 99mTc, οι διδραστικοί υποκαταστάτες χρησιμοποιήθηκαν σε συγκέντρωση 10-5 Μ οδηγώντας σε ποσοτικό σχηματισμό των συμπλόκων. Οι μονοδραστικοί υποκαταστάτες cisc και PPh3 χρησιμοποιήθηκαν σε συγκέντρωση 10-4 Μ ενώ η py σε 10-3 Μ.Στη συνέχεια έγιναν μελέτες σταθερότητας και λιποφιλικότητας. Όλα τα μικτά 2+1 σύμπλοκα με cisc και PPh3 ήταν σταθερά παρουσία ανταγωνιστών ιστιδίνης και κυστεΐνης για 48 ώρες. Τα σύμπλοκα που φέρουν py εμφάνισαν ικανοποιητική σταθερότητα μέχρι και τις 4 ώρες. Τα ενδιάμεσα σύμπλοκα του νερού και τα σύμπλοκα με συνδυασμό ατόμων δοτών SS και Ν δεν είναι σταθερά. Η λιποφιλικότητα των σταθερών συμπλόκων κυμαινόταν από 0.75 έως 3.0.Τα σύμπλοκα του 99mTc τα οποία εμφάνισαν υψηλή σταθερότητα πραγματοποιήθηκαν μελέτες βιοκατανομής και απεικόνισης σε πειραματόζωα. Η βιολογική κατανομή πραγματοποιήθηκε για τα χρονικά διαστήματα 1, 4 και 24 ώρες έπειτα από ενδοφλέβια χορήγηση των συμπλόκων. Η βιοκατανομή έδειξε ότι τα σύμπλοκα είναι σταθερά in vivo, έχουν αιματική κάθαρση στις 4 ώρες και η κάθαρση της ραδιενέργειας γίνεται αποκλειστικά από το ηπατοχολικό σύστημα. Επιπλέον, τα σύμπλοκα που έφεραν ως μονοδραστικό υποκαταστάτη την py είχαν ταχύτερη απέκκριση και παραμένουν λιγότερο στο ήπαρ.Η πυριδίνη αντικαταστάθηκε από το 4-πυριδινοβορονικό εστέρα πινακόλης που φέρει την φαρμακοφόρο ομάδα του βορονικού οξέος για την ανάπτυξη νέων συμπλόκων και την εκλεκτική εντόπιση των καρκινικών όγκων.Τα σύμπλοκα που φέρουν το βορονικό οξύ παρασκευάστηκαν αρχικά σε επίπεδο φυσικού ρηνίου και στην συνέχεια σε επίπεδο 186Re και 99mTc. Η σταθερότητα και απόδοση των συμπλόκων ήταν παρόμοια με τα σύμπλοκα που παρασκευάστηκαν με χρήση της py ενώ εμφάνισαν υψηλότερη λιποφιλικότητα. Τα σύμπλοκα fac-[99mTc(CO)3(PO)(pyPBApin)], 99mTc18 και fac-[99mTc(CO)3(NO)(pyPBApin)], 99mTc19 εμφανίζουν ιδιαίτερα υψηλά ποσοστά στο ήπαρ και αργό ρυθμό απέκκρισης από όλους τους ιστούς.Τέλος, παρασκευάστηκαν παράγωγα φερροκενίου που φέρουν την ομάδα του φαινυλοβορονικού οξέος στην παρα- και μετα- θέση ως προς το αμίδιο. Οι υποκαταστάτες συντέθηκαν με υψηλή απόδοση και χαρακτηρίστηκαν με στοιχειακή ανάλυση και φασματοσκοπικές μεθόδους IR και NMR. Στη συνέχεια παρασκευάστηκαν σύμπλοκα σε επίπεδο φυσικού ρηνίου τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για την ταυτοποίηση των αντίστοιχων συμπλόκων186Re και 99mTc. Η παρασκευή των συμπλόκων σε επίπεδο 186Re και 99mTc πραγματοποιήθηκε με αντίδραση διπλής αντικατάστασης με χρήση Mn(CO)5Br παρουσία CO και ισχυρού αναγωγικού ΒΗ3ΝΗ3. Τα σύμπλοκα εμφάνισαν υψηλή σταθερότητα σε επίπεδο 99mTc και χαμηλή σε επίπεδο 186Re. Τα σύμπλοκα αξιολογήθηκαν βιολογικά τόσο σε υγιή όσο και σε ανοσοκατασταλμένα πειραματόζωα που φέρουν όγκο. Η κατανομή έδειξε χαμηλή πρόσληψη στον όγκο καθώς και χαμηλούς λόγους όγκο/αίμα και όγκο/μυ. Κατάλληλες τροποποιήσεις των συμπλόκων, όπως για παράδειγμα προσθήκη υδρόφιλης αλυσίδας μεταξύ του συμπλόκου και του φαινυλοβορονικού οξέος είναι πιθανό να δώσει καλύτερα αποτελέσματα.