99mTc ile işaretli bleomycin ve bleomycin-glukuronid'in radyofarmasötik potansiyelinin incelenmesi
Investigation of radiopharmaceutical potential of bleomycin and bleomycin-glucuronide labeled with 99mTc
Yazar: FERAY KOÇAN
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR AVCIBAŞI
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizikokimya Ana Bilim Dalı / Kimya Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bleomycin (BLM) 1962 yılında Japon bilim adamı Dr. Hamao UMEZAWA tarafından Streptomyces verticullus kültür ortamından izole edilen bir glikopeptid antibiyotiğidir. Sitotoksik ve anti-kanserojen özelliklerinden dolayı, BLM DNA'da tek ya da çift sarmal yapıda kırılmalara sebep olur. Klinik olarak kullanılan BLM A2 ( ~60%), B2 ( ~30%) ve DM ( ~5%) olmak üzere üç farklı izomere sahiptir. BLM'nin 131I, 67Ga,111In ve 99mTc gibi metallerle kompleksler oluşturduğu bilinmektedir. Bunlardan bazıları radyoiz deneylerinde ve devamında klinik görüntüleme çalışmalarında görüldüğü gibi tümörde birikim özelliği gösterirler. Buna ilaveten, kullanılan izotopların hedefe yönelik tedavide, yararlı olabileceği umulmaktadır. BLM akciğer kanseri, lenfoma, karsinoma, testis, baş-boyun kanseri ve diğer tümörlerin tedavisinde bir anti-tümör ajanı olarak kullanılmaktadır.Optimal enerjili gama ışını emisyonu, uygun yarı ömrü 6 saat ve 99Mo/ 99mTc jeneratör sisteminden rahat sağlanması nedeniyle, 99mTc tanısal nükleer tıpta dış görüntülemede en çok tercih edilen radyonükliddir. Bunun yanında, Tc uygun ilaçlara bağlanarak kullanılır. 99mTc'in uygun görüntüleme özellikleri nedeniyle, BLM gibi sitotoksik ilaçlar 99mTc ile birleşirse, kanser görüntülemede iyi bir radyofarmasötik elde edilir.Bu çalışmanın amacı, BLM ve BLM'nin bir glukuronid türevi olan BLMG'i 99mTc ile işaretlemek ve yüksek basınç sıvı kromatografisi (HPLC), ince tabaka radyokromatografisi (TLRC) gibi radyokimyasal metotlar, biyodağılım ve görüntüleme çalışmalarıyla, bu radyoişaretli bileşiklerin radyofarmasötik potansiyelini incelemektir.İlk olarak, BLMG mikrozomal preparasyon ile, UDP-glukuronik asit ve sıçan karaciğerinden izole edilen UDP-glukuroniltransferaz enzimi kullanılarak enzimatik olarak sentezlenmiştir. BLMG HPLC metodu kullanılarak saflaştırıdıktan sonra BLM ve BLMG 99mTc ile işaretlenmiştir. Kalite kontrol çalışmaları TLRC tekniği kullanılarak yapılmıştır. Daha sonra, radyoişaretli bileşikler için en uygun çözelti veya çözelti sistemleri saptanmıştır. BLMG için en uygun çözelti deterjanlı çözelti, BLM için ise asit-sitrat-dekstroz çözeltisi olarak belirlenmiştir. Son olarak, 99mTc-BLM ve 99mTc-BLMG çözeltileri hazırlanmış ve radyoişaretleme verimleri her ikisi için %99'dan büyük olarak bulunmuştur.İkinci olarak, stabilite çalışmaları yapılmıştır. Komplekslerin stabiliteleri insan kan serumu kullanılarak belirlenmiştir. Stabilite çalışmaları sonunda, radyoişaretli bileşiklerin ikisinin de 3 saat süresince kan serumunda kararlı kaldığı tespit edilmiştir.Üçüncü olarak, oda sıcaklığında hidrofobik parametre olarak kullanılan n-oktanol/su oranı olan partisyon katsayısı ?LogP? ölçülmüştür. Bu ölçümler neticesinde BLM ve BLMG'in deneysel olarak bulunan LogP değerleriyle teorik değerleri arasında fizikokimyasal olarak anlamlı korelasyonlar saptanmıştır.Çalışmanın son aşamasında, sintigrafi ve biyodağılım çalışmaları sıçan ve tavşan gibi deney hayvanları üzerinde gerçekleştirilmiştir. Hedef organların her birinin radyoaktivitesi Cd(Te) kuyu tipi gama sayacı kullanılarak gram doku başına düşen aktivite olarak (% ID/g) ölçülmüştür. BLM'ye ilişkin en yüksek tutulum karaciğer, dalak ve omuilikde BLMG'e ilişkin en yüksek tutulum ise akciğer, karaciğer, böbrek, kalın barsak ve omurilikde gerçekleşmiştir. Bütün bunlara ilave olarak, biyodağılım çalışmalarının tüm deneysel verileri SPSS 13 istatistiksel yazılım programı ile değerlendirilmiştir.

Abstract:
Bleomycin (BLM) is a series of glycopeptide in antibiotics isolated from the culture media of Streptomyces verticullus by Dr. Hamao UMEZAWA who was a japan scientist in 1962. Due to the cytotoxic and anti-carcinogen properties, BLM causes single- or double-strand breaks in DNA. The BLM used clinically has three distinct isomers A2 (~60%), B2 (~30%) and DM (~5%). BLM is known to form complexes with a range of metal as 131I, 67Ga,111In and 99mTc. Some of which have been showed to exhibit tumor-localizing properties as demonstrated by radiotracer experiments and subsequently by clinical imaging studies. Furthermore, it has been proposed that may be useful for targeted therapy using isotopes. BLM is used as an anti-tumor agent in the treatment of lung cancer, lymphoma, carcinoma, testicle, head, neck and other tumors.Due to the emission of optimal energy of gamma ray (140 keV), a suitable half-life (6h) and availability from 99Mo/ 99mTc generator systems, 99mTc is the most desirable radionuclide for external imaging in diagnostic nuclear medicine. Besides, it is used in combination with appropriate drugs. Due to appropriate imaging properties of 99mTc, if cytotoxic drugs as BLM combines with 99mTc, a good cancer imaging radiopharmaceutical is obtained.The aim of the current study is to label BLM and Bleomycin-glukuronid (BLMG) that is a glucuronide derivate of BLM with 99mTc and to investigate the radiopharmaceutical potential of these radiolabeled compounds using radiochemical methods like high performance liquid chromatography (HPLC), thin layer radiochromatography (TLRC); via biodistribution studies and imaging.First of all, BLMG was enzymatically synthesized using microsomal preparations, UDP-glucuronic acid and UDP-glucuronyltransferase enzyme isolated from rat liver. BLMG was purified using HPLC method. Then, both BLM and BLMG were labeled with 99mTc. The quality control studies were carried out using TLRC technique. The most appropriate solution or solution systems were determined for radiolabeled compounds. The appropriate solution for BLM was acid-citrate-dextrose (ACD) whereas the other solution for BLMG was solution with detergent. At the end of this, 99mTc-BLM and 99mTc-BLMG were prepared and their radiolabeling yield was found higher than >99%.Secondly, the stability was carried out. The stability of the complexes was investigated in the presence of human serum. At the end of the stability studies, the radiolabeled compounds were maintained stable at 37oC up to 3h of incubation.Thirdly, the n-octanol/water partition coefficient, LogP, which is used as hydrophobic parameter was measured at the room temperature. Physicochemically meaningful correlations were determined between found values and predicted values of BLM and BLMG.Finally, the imaging and biodistribution studies were performed on laboratory animals as male Albino Wistar rats and rabbits, respectively. The radioactivities of each target organs were calculated as an activity per gram tissue (% ID/g) using a Cd(Te) counter. The highest accumulation in coordination with BLM was observed in the liver, the bladder and the spinal cord. On the other hand, the highest accumulation in coordination with BLMG was observed in the lung, the liver, the kidney, the large intestine and spinal cord. Besides, the whole experimental data of biodistribution studies were evaluated SPSS 13 statistical software program.