Σχεδιασμός, σύνθεση και αξιολόγηση νέων στοχευμένων συμπλόκων του τεχνητίου-99m για την ανάπτυξη διαγνωστικών ραδιοφαρμάκων
Creators: name: Τζόβας, Γεώργιος Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Τεχνήτιο-99m
Ραδιοφάρμακα
Κινολόνες
Technetium-99m
Radiopharmaceuticals
Quinolones

description: Ο στόχος αυτής της εργασίας ήταν η σύνθεση και βιολογική εκτίμηση νέων οργανομεταλλικών ενώσεων του Re και 99mTc, χρησιμοποιώντας ως αρχικές ενώσεις την ενροφλοξασίνη και τη σιπροφλοξασίνη. Tα παράγωγα αυτά του 99mTc θα αξιολογηθούν ως διαγνωστικοί παράγοντες για τη βακτηριακή λοίμωξη, αλλά και για τον καρκίνο, λόγω της πιθανής τους δραστικότητας εναντίον της βακτηριακής DNA γυράσης και της τοποϊσομεράσης των θηλαστικών. Για τη σύνθεση των ανωτέρω παραγώγων εφαρμόστηκε η προσέγγιση του διλειτουργικού χηλικού συναρμοτή και η δομή των αρχικών ενώσεων τροποποιήθηκε μέσω του ελεύθερου καρβοξυλίου τους. Η ενροφλοξασίνη μετατράπηκε αρχικά σε χλωρίδιο, στο οποίο προστέθηκε, ως μόριο συνδέτης, το tert-βουτυλ-2-αμινοαιθυλ-καρβαμίδιο. Ακολούθησε αποπροστασία της BOC ομάδας, οπότε στην ελεύθερη αμινομάδα προστέθηκαν σε επιμέρους στάδια 2-βρωμομεθυλ-πυριδίνη και 2-βρωμοξικός αιθυλεστέρας, με σκοπό τη δημιουργία των αντίστοιχων τριδοτικών χηλικών συστημάτων με ενροφλοξασίνη, δηλαδή δις(2-πυριδινυλ-μεθυλ)-αμίνης, L1, ιμινοδιοξικού οξέος, L2, και 2-(2-πυριδινυλ-μεθυλαμινο)-οξικού οξέος, L3. Η υδροχλωρική σιπροφλοξασίνη μετατράπηκε αρχικά σε μεθυλεστέρα, ο οποίος στη συνέχεια υπέστη Ν-μεθυλίωση για την προστασία της δευτεροταγούς αμινομάδας του πιπεραζινικού δακτυλίου. Ακολούθως, ο μεθυλεστέρας Ν'4-μεθυλο-σιπροφλοξασίνης μετασχηματίστηκε με επίδραση μονοϋδρικής υδραζίνης, ως μόριο συνδέτη, στο αντίστοιχο υδραζίδιο. Κατά το τελικό στάδιο, στην ελεύθερη αμινομάδα προστέθηκε 2-πυριδιναλδεΰδη, με σκοπό τη δημιουργία ιμινικού δεσμού, οπότε συντέθηκε ο συναρμοτής L4 (βάση Schiff). Ο L4 είναι διδοτικός συναρμοτής. Τα σύμπλοκα του Re με τους συναρμοτές L1, L2 και L3 συντέθηκαν μετά από αντίδραση της πρόδρομης ένωσης του Re, του τριφθορομεθυλοσουλφονυλοπεντακαρβονυλορηνίου, Re(CO)5OΤf, με ισομοριακή ποσότητα των συναρμοτών. Το σύμπλοκο του Re με το συναρμοτή L4 συντέθηκε μετά από αντίδραση της πρόδρομης ένωσης του Re, του διτετρααιθυλαμινοτριβρωμοτρικαρβονυλορηνίου, (NEt4)2[ReBr3(CO)3], με ισομοριακή ποσότητα του συναρμοτή. Τα σύμπλοκα του 99mTc με τους συναρμοτές L1, L2 και L3 συντέθηκαν σε υψηλή ραδιοχημική απόδοση με το [99mTc(ΟΗ2)3(CO)3]+, σε συγκέντρωση 10-3 Μ, με θέρμανση για 30 min στους 80 oC. Οι ενώσεις L1-99mTc, L2-99mTc και L3-99mTc συντέθηκαν και σε μικρότερες συγκεντρώσεις (10-4 και 10-5 Μ). Η ραδιοχημική μελέτη και ταυτοποίηση των ενώσεων του 99mTc έγινε με συγκριτική χρωματογραφική ανάλυση RP-HPLC με τα αντίστοιχα σύμπλοκα του Re. Η δομική αναλογία προκύπτει λόγω των παρόμοιων φυσικοχημικών ιδιοτήτων του Re και του Tc. Οι ενώσεις L1-99mTc, L2-99mTc και L3-99mTc μελετήθηκαν in vitro ως προς τη χημική και βιολογική σταθερότητά τους έως 24 h έναντι κυστεΐνης και ιστιδίνης, καθώς και σε πλάσμα αρουραίου. H λιποφιλικότητα των συμπλόκων του 99mTc προσδιορίστηκε με την κατανομή τους σε μίγμα οκτανόλης-1 και υδατικού ρυθμιστικού διαλύματος φωσφορικών αλάτων. Οι βιολογικές και φυσικοχημικές ιδιότητες των ενώσεων του 99mTc αξιολογήθηκαν με μελέτες κυτταρικής πρόσληψης σε βακτήρια E. coli και καρκινικά κύτταρα CT26 in vitro, αλλά και κατανομής in vivo σε πειραματόζωα, στα οποία έχει προκληθεί λοίμωξη από E. Coli ή όγκος από συγγενικά καρκινικά κύτταρα μυός CT26
description: The aim of this work was the synthesis and biological evaluation of nοvel organometallic compounds of Re and 99mTc, using enrofloxacin and ciprofloxacin as primary compounds. These 99mTc derivatives will be evaluated as diagnostic agents for bacterial infection, as well as for cancer, due to potential activity against both bacterial DNA gyrase and mammalian topoisomerase. For the synthesis of the above derivatives, the approach of bifunctional chelating agent was applied and the structure of the initial compounds was modified through their free carboxyl group. Enrofroloxacin was initially converted into chloride, to which tert-butyl-2-aminoethyl-carbamide was added as a linker. Deprotection of the BOC group followed and in the free amine group, 2-bromomethyl-pyridine and 2-bromo-ethyl acetate were added in individual stages, in order to prepare the corresponding tridentate chelate systems with enrofloxacin, i.e. bis(2-pyridinyl-methyl)-amine, L1, iminodioxic acid, L2, and 2-(2-pyridinyl-methylamine)-acetic acid, L3. Ciprofloxacin hydrochloride was initially converted into methyl ester, which then underwent N-methylation for the protection of the secondary amine group of the piperazine ring. Subsequently, the methylester of Ν'4-methyl-ciprofloxacin was transformed, with the use of monohydrate hydrazine, as a linker, to the corresponding hydrazide. In the final stage, 2-pyridinaldehyde was added to the free amine group, in order to create an iminic bond and L4 (Schiff base) was created. L4 is a bidentate chelating agent. Re complexes with the L1, L2 and L3 ligands were synthesized from the reaction of Re precursor compound trifluoromethylsulphonylpentacarbonylrhenium, Re(CO)5Otf, with isomolecular quantity of the ligands. Re complex with the L4 ligand was synthesized from the reaction of Re precursor compound ditetraethylaminotribromotricarbonylrheni-um, (NEt4)2[ReBr3(CO)3], with isomolecular quantity of the ligand. Re complexes were characterized by analytical methods (NMR, IR). The 99mTc complexes with the L1, L2 and L3 ligands were prepared in high radiochemical yield with the aquaion [99mTc(OH2)3(CO)3]+, at a concentration of 10-3 M, through heating for 30 min at 80 oC. Compounds L1-99mTc, L2-99mTc and L3-99mTc were also synthesized in smaller concentrations (10-4 and 10-5 M). The radiochemical study and identification of the 99mTc compounds were carried out through comparative RP-HPLC with the corresponding Re complexes. The structural analogy arises due to the similar physicochemical properties of Re and Tc. In addition, the purpose of this work is the study of chemical and biological stability, as well as the lipophilicity of the 99mTc complexes. Compounds L1-99mTc, L2-99mTc and L3-99mTc were challenged in vitro for their chemical and biological stability up to 24 h against cysteine and histidine, as well as in rat plasma. The lipophilicity of the 99mTc complexes was calculated with their distribution into a mixture of octanol-1 and aqueous phosphate buffer solution. The biological and physicochemical properties of the 99mTc compounds were evaluated with cell uptake studies in E. coli bacteria and CT26 cancer cells in vitro, as well as with in vivo distribution in experimental animals, which have been infected with E. Coli or developed tumours from syngeneic CT26 murine cancer cells