Preparation and first preclinical evaluation of [11C]SNAP-7941 and [18F]FE@SNAP

Field: Pharmacology, Toxicology and Pharmaceutics (Life Sciences)

Der Melanin-konzentrierendes Hormon Rezeptor 1 (MCHR1) steht im Zusammenhang mit mehreren Erkrankungen wie Adipositas, Diabetes, Depression oder Darmentzundungen. Da diese Erkrankungen hauptsachlich auf den Lebensstil der heutigen Zeit zuruckzufuhren sind, ist der MCHR1 ein uberaus interessantes pharmakologisches Target seit seiner Entdeckung im Jahre 1999 geworden. Der MCHR1 wird uberwiegend im Gehirn exprimiert. Weites findet man ihn auch in peripheren Geweben, wie Adipozyten, Dickdarmmukosa saumenden Epithelzellen oder Beta-Zellen des Pankreas.
Mehrere MCHR1 Antagonisten wurden wahrend des vergangenen Jahrzehnts entwickelt; einige davon werden in klinischen Studien fur die Behandlung von Adipositas getestet, andere sind in Diskussion als Pharmaka gegen Diabetes.
Um Konfidenz uber die Umsetzung der MCHR1 Pharmakologie von Praklinik zu Klinik zu gewinnen, sollte ein geeigneter Positronen Emissions Tomographie (PET) Tracer entwickelt werden.
Die PET ist eine nicht invasive Technik, welche eine in vivo Visualisierung und Quantifizierung von (unter anderen) Rezeptoren auf molekularer Ebene ermoglicht.

Auf Grundlage des stark wirksamen MCHR1 Antagonisten SNAP-7941, wurden zwei PET-Tracer in dieser Dissertation entwickelt und evaluiert. [11C]SNAP-7941, das radioaktive Pendant von SNAP-7941, wurde als erstes synthetisiert. Der zweite Tracer war das [18F]fluorethylierte Analogon [18F]FE@SNAP, welches den Vorteil der langeren Halbwertszeit des Fluor-18 (t1/2 = 109.7min) gegenuber dem Kohlenstoff-11 (t1/2 = 20.4min) hat.
Fur beide Tracer musste ein geeigneter Syntheseweg gefunden werden. [11C]SNAP-7941 konnte uber Methylierung der “SNAP-saure” mittels [11C]Methyltriflat hergestellt werden. Die Synthese von [18F]FE@SNAP gelang nur mittels einer direkten [18F]Fluorierung eines tosylierten Prakursors (Tos@SNAP) in einem Mikrofluidsystem. Beide Tracer konnten erfolgreich und reproduzierbar hergestellt werden.
Die praklinische in vitro Evaluierung umfasste Bindungsstudien an humanen MCHR1 exprimierenden CHO-Zellen, Plasmastabilitatstests und Messung des freien Plasma Anteils, Stabilitatstests gegenuber Lebermikrosomen und Carboxylesterase, Messung der Lipophilie uber logD Bestimmung und IAM (immobilisierte artifizielle Membran) Chromatographie, sowie Autoradiographie auf Rattenhirnschnitten und humanen Hirnteilen. [11C]SNAP-7941 wurde uberdies noch an Ratten mittels Biodistribution und Kleintier-PET in vivo evaluiert.
Beide Tracer zeigten eine hohe Affinitat im niedrigen nanomolaren Bereich zum MCHR1. Weiters waren beide auserst stabil im humanen Plasma und gegenuber Lebermikrosomen und Carboxylesterase. Der freie Plasmaanteil ware fur eine Bildgebung im Gehirn gros genug. Die logD und IAM Werte lassen auf eine zumindest passive Diffusion uber die Bluthirnschranke schliesen. Die aus der Autoradiographie gewonnenen Daten unterstreichen nochmals die hohe Affinitat der beiden Tracer im Vergleich zu kommerziel verfugbaren MCHR1 Liganden. Die Experimente im Kleintier-PET zeigten, dass [11C]SNAP-7941 in der Ratte ein P-gp/BCRP Substrat ist.