Radiofarmaci "metal based" nella cardiologia nucleare e nell'imaging tumorale

Abstract Synthesis and biological evaluation of a series of new 99mTc(N)-heterocomplexes and comparison with [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ Over the last few years, using [Tc(N)(PNP)]2+ technology, some members of my research unit proposed a new series of myocardial tracers, characterized by the presence of a terminal technetium - nitrogen multiple bond. In particular, the monocationic [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+complex shows original imaging properties approaching the ideal behavior. Animal studies revealed a high and persistent myocardial uptake as well as rapid blood, lungs and liver clearance thus exhibiting unprecedented imaging characteristics with respect to the commercially available myocardial imaging agents, 99mTc-Sestamibi and 99mTc-Tetrofosmin. In particular, this favorable combination permits clear visualization of the presence of myocardial infer apical wall alterations. Tracers with higher first-pass extraction will accurately track blood flows over a wider range than tracers with lower first-pass extraction and thus may potentially be more sensitive for the quantitative evaluation of milder flow-limiting coronary stenosis under stress conditions; in addition a non-linear behavior would be preferred for a qualitative assessment. Thus, modification of the [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ compound in order to increase its first pass extraction fraction, while keeping the remaining imaging properties unalterated, would be required. This goal can be achieved by varying some crucial physico-chemical parameters such as lipophilicity and molecular volume. The asymmetrical nature of these compounds permits, through the independent variation of the diphosphinoamine and the dithiocarbamate ligands, the fine tuning of its biological properties, thus obtaining an improvement of the favorable properties of [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+. For this purpose aliphatic PNP ligands containing alkoxy-alkyl chains and alicyclic dithiocarbamate ligands appropriately modified and containing different heteroatoms will be use. This part of the project will be set up as follow: Synthesis and physico-chemical characterization of the ligands by means of elemental analysis, spectroscopic methods (IR, NMR, X-Rays), mass spectrometry. Synthesis of the correspondig complexes with 99/99mTc and their physico-chemical characterization in the solid state and in solution. Qualitative and quantitative chromatographic analysis, by TLC and HPLC, will also be performed. In vitro stability and transchelation towards an excess of cysteine and glutathione of all synthesized compounds will be evaluated. Comparison of biodistribution data of these new compounds with the biological profiles of the [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+complex and of the commercially available 99mTc-agents is presented. [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ from nuclear cardiology to tumor imaging 99mTc-Sestamibi has been one of the first tracers initially developed as myocardial imaging agents to be employed for the diagnosing of several kind of tumors and validated as suitable substrate for MDR-Pgp (multidrug resistance proteins), hence like a tracer for in vivo visualization of MDR-Pgp expression through tomography techniques. Such use was made possible by an irreversible trapping mechanism of the tracer into the mitochondrial structures driven by a passive diffusion process also supported by an electric gradient due to a high mitochondrial transmembrane potential. Analogously to 99mTc-Sestamibi, [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ was irreversibly localized into the mitochondrial structure thanks to the negative mitochondrial transmembrane potential. In addition, metabolic studies aimed to clarify the reason behind the rapid excretion of the complex from non-target tissues revealed that the agent was eliminated in the native form and that the rapid excretion of the complex from the principal organs of metabolism is correlated to the Pgp / MDR-Pgp transport function of these sites as evidenced by the Pgp inhibition studies. This behavior suggests extending the clinical applications fron cardiology to oncology. In this part of the project it is planned to evaluate the feasiability of extending the diagnostic application of this agent to the imaging and monitoring of some benignant malignant neoplastic forms, as well as to the assessment of the cell resistance. More in detail will be evaluated the uptake kinetic, at 4 and 37°C, of [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ and some analogsin selected cell lines such as 2008 (human ovarian cancer) and MCF7 (human breast cancer) and the corresponding resistant cell lines, using 99mTc-Sestamibi as reference. Applicability of [99mTc/188Re(N)(PNP)]2+ technology to the preparation of target specific agents Recently some members of my research unit reported a new and efficient synthetic method for the preparation, in high yield, of asymmetrical Tc(V) and Re(V) nitrido complexes useful in the development of perfusion and target specific radiopharmaceuticals. This method is based on the chemical properties of the [M(N)X2(PNP)]0/+ complex (M=99/99mTc, 185/187/188Re, PNP=diphosphinamine, X=OH2, Cl-, OH-. In the [M(N)(PNP)]2+ moiety the π-acceptor P atoms induce an enhancement of the electrophylic behavior, thus increasing the reactivity towards nucleophiles containing σ-donor atoms. In particular, bidentate ligands (YZ) containing O, N, S donor atoms showed high affinity for the [M(N)(PNP)]2+ moiety, thus giving a series of asymmetrical compounds of the type [M(N)(YX)(PNP)]0/+ (YZ=dithiocarbamates or cysteine derivatives), featuring two different bidentate ligands coordinated to the same metal center. The opportunity of saturating asymmetrically the metal coordination sphere opens the avenue to the realization of a wide variety of radio-complexes whose physiochemical properties can be finely tuned to confer specific and desirable pharmacokinetic properties to the final complexes. The aim of the present project is to verify the applicability of this synthetic paradigm for the labeling of known or potentially clinically relevant bioactive molecules either from the diagnostic or therapeutic point of wiev. The scope of this part of the project is to verify the opportunity to apply [M(N)(PNP)]2+ technology to the labeling of bioactive molecules without altering their biological properties. The amino-acid Cys displays excellent coordinating properties toward the [M(N)(PNP)]2+ providing a simple way to incorporate short peptide chains into a nitrido asymmetrical complex. Cys binds the [M(N)(PNP)]2+ moiety to yield the corresponding mixed [M(N)(Cys-R)(PNP)]0/+ compound in high specific activity (70GBq/mol). Using peptides, the addition of a terminal cysteine residue to the selected aminoacid sequence affords an efficient bifunctional chelate which selectively reacts with the molecular fragment producing the final asymmetrical complex. Since the addition of another aminoacid to a peptide chain represents a natural modification, the chemical structure of the resulting peptide does not suffer from a significant perturbation. In this way the native biological properties are preserved almost unmodified. Preliminary studies carried out using different peptides such as the CCK81 (active on the CCK2 receptor over-expressed in several tumors of neuroendocrin origin), gave a clear indication in this way. Molecules that are taken into consideration in this shared research project are two α-MSH hormone derived peptide analogs with high specificity and selectivity toward melacortin-1 (MC-1) receptors over expressed on the surface of melanoma cells. Following this scheme it will be possible to obtain monocationic asymmetrical complexes. This part of the project is organized in the following phases: Synthesis of the corresponding complexes with 99mTc. Binding and imaging studies in both healthy and tumor bearing mice/rats. The second part of the project consist in the validation of PEGylated N-methyl-S-methyl dithiocarbazate as a new reagent for the high-yield preparation of nitrido 188Re radiopharmaceuticals. The current availability of efficient methods for the high-yield production of 99mTc and 188Re compounds[a] containing the terminal [M(N)]2+ (M=99mTc, 188Re) group at no-carrier-added (NCA) level[b] has stimulated interest in the preparation of new 99mTc and 188Re radiopharmaceuticals for diagnostic and therapeutic applications. Since the nitrido N3− ligand is considered the strongest π-donor group, it can effectively impart a strong stabilization to metals in high oxidation states. Actually, the [M≣N]2+ core (M=99mTc and 188Re) exhibits a remarkable redox inertness and high stability over a wide range of pH values, a fact that makes it an interesting candidate for nuclear medicine applications[c,d]. The route towards the efficient preparation of 99mTc nitrido [99mTcN]2+ compounds resulted unexpectedly from experiments involving the reaction of [99mTcO4]− with triphenyl-phosphine (PPh3) and the Schiff base derivative of dithiocarbazic acid, S-methyl-3-(2-hydroxybenylidene) dithiocarbazate (H2L), under acidic conditions. In this reaction, H2L played the role of both coordinating ligand and donor of nitrido (N3−) nitrogen atoms, and the unexpected product was the 99mTc nitrido complex [99mTc(N)(L)(PPh3)]. Further studies showed that the simpler derivative N-methyl- S-methyl di thiocarbazate [H2N–N(CH3)–C(=S) SCH3=HDTCZ] is a very powerful source of N3− groups in the reaction with [99mTcO4]− as only a few micrograms of this reagent are required to afford the [99mTc≣N]2+ core. The prominent role of HDTCZ as a generator of N3− groups was sharply confirmed by studies aimed at obtaining the analogous 188Re≣N group from the generator- produced [188ReO4]− [a]. The formation of this metallic core in physiological solution is far more difficult than for the 99mTc analogue because of the lower standard of reduction potential of rhenium complexes. Despite this, the reaction of [188ReO4]− with DTCZ, in the presence of sodium EDTA and standard amounts (≤1 mg) of SnCl2, at room temperature, gave 188Re-nitrido complexes in high yield. On the contrary, other N3− donors, efficiently employed with [99mTcO4]−, yielded only incomplete conversion of [188ReO4]−. The main driving force that makes HDTCZ an excellent reagent in the formation of the [M≣N]2+ core (M=99mTc and 188Re) can be surely attributed to its combined ability to donate N3− groups and, concomitantly, to stabilize the metal center by coordination as a bidentate ligand. Indeed, a number of Tc and Re complexes have been isolated and characterized where HDTCZ is bound to the metal as a monoanionic bidentate ligand (DTCZ) through the neutral sulfur atom of the –C=S moiety and the deprotonated terminal amino group, thus supporting the view that DTCZ coordination would be an important step in the mechanism of formation of the M≣N group [e]. However, the good chelating properties of DTCZ become a disadvantage when exchange reaction by another ligand has to be carried out to obtain the desired final complex. Usually, this can be accomplished by increasing the amount of the exchanging ligand, but this constitutes an important limitation when high specific activities are required. To overcome this major drawback, we attempt to validate a new dithiocarbazate derivative exhibiting a lower coordinating ability for the metal while preserving its N3− donor properties. For this purpose2, a sterically encumbering substituent, R, has been appended to the primary amine group of HDTCZ: a polyethyleneglycol (PEG, average Mn 600) conjugate of HDTCZ (HO2C-PEG600-DTCZ). This second part of the project is organized in the following phases: Validation of PEGylated N-methyl-S-methyl dithiocarbazate as a new reagent for the high-yield preparation of nitrido 188Re radiopharmaceuticals. The consequent possible preparation of a series of previously described mixed asymmetrical nitrido technetium and previously unreported rhenium compounds of the type [M(N)(Cys-R)(PNP)]0/+ (PNP=diphosphine ligand; Cys-R= α-MSH hormone derived peptide analogs with high specificity and selectivity toward melacortin-1 (MC-1) receptors).

Sommario Molti dei nuclidi usati nella preparazione di radiofarmaci sono metalli di transizione. Tra questi, il 99mTc, radionuclide gamma emittente (t½=6.02 h; E=141 keV), prodotto attraverso l’uso di un generatore portatile di 99Mo/99mTc, è considerato il nuclide di elezione nella diagnosi SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography). La recente scoperta di un nuovo ed efficiente metodo per la produzione di complessi del 99mTc contenenti il legame multiplo terminale tecnezio-azoto [99mTc≣N]2+ ha aperto la possibilità di valutare l’attività biologica di diverse classi di azoturo complessi di 99mTc e di proporli come radiofarmaci di perfusione o recettore specifici. Il crescente interesse verso questa categoria di composti è proprio legato alla presenza del core [99mTc≣N]2+, che conferisce ai complessi elevata stabilità termodinamica e cinetica e resistenza ai processi ossido-riduttivi. Di conseguenza, diversi 99mTc(N)-eterocomplessi sono stati sviluppati e valutati come potenziali agenti diagnostici. Esempi ne sono complessi simmetrici bi-sostituiti del tipo [99mTc(N)(DTC)2] (DTC = ditiocarbammato), ed in particolare complessi asimmetrici bi-sostituiti del tipo [99mTc(N)(PNP)(YZ)]+/0 (PNP = amminodifosfina; YZ = ditiocarbammati, derivati della cisteina come N-Acetil-Cys [O-,S-], Cys-OEt [NH2,S-]). Tra questi, [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ (DBODC = bis-(N-etossietil)ditiocarbammato; PNP5 = bis-(dimetossipropilfosfinoetil)etossietilammina) è il composto capostitpite di una serie di derivati allo studio come potenziali agenti per l’imaging cardiaco e le cui caratteristiche biodistributive sono tali da consentire l’ottenimento di immagini di qualità diagnostica superiore a quelle ottenute con i traccianti attualmente in uso clinico (99mTc-Sestamibi e 99mTc-Tetrofosfin). Studi di distrubuzione sub-cellulare condotti sul miocardio isolato di ratto hanno evidenziato che [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ analogamente a 99mTc-Sestamibi e 99mTc-Tetrofosfin è intrappolato nelle strutture mitocondriali grazie alla presenza di un potenziali di membrana negativo. Inoltre, studi di metabolismo condotti al fine di chiarire in meccanismo di rapida rimozione di tale complesso dagli organi non bersaglio hanno dimostrato che l’agente è eliminato nella sua forma nativa e che l’escrezione è mediata da trasportatori PgP/MDR-PgP, aspetti questi che lasciano intravedere la possibilità di ampliare l’ambito di applicazione di questo tracciante e dei suoi derivati. L’introduzione in campo clinico di radiofarmaci 99mTc-target specifici contenenti piccoli peptidi, è estremamente limitato. Il punto focale nello sviluppo di questo tipo di traccianti, risiede nella necessità di disporre di un efficiente metodo di sintesi che non alteri la biospecificità della molecola nativa e che permetta di ottenere il radiofarmaco con una elevata attività specifica. In particolare, è stato dimostrato come la cisteina sia un efficiente sistema chelante per il frammento [99mTc(N)(PNPn)]2+, portando alla formazione di complessi con alta attività specifica (70 GBq∙mol-1). La cisteina è quindi un buon chelante bifunzionale per la marcatura di molecole bioattive. In questo ambito, i peptidi sintetici grazie alle loro favorevoli caratteristiche farmacocinetiche rappresentato biomolecole di prima scelta per monitorare la variazione della popolazione e della funzionalità recettoriale associata ad una patologia tumorale, rispetto all’uso di proteine a anticorpi monoclonali. Di conseguenza è sufficiente aggiungere un residuo cisteinico terminale alla sequenza amminoacidica prescelta per ottenere un legante bifunzionale in grado di reagire selettivamente con il frammento [99mTc(N)(PNPn)]2+ dando così origine al complesso finale [99mTc(N)(PNPn)(Cys-R)]+/0. Negli ultimi anni, alcuni dei membri del gruppo di ricerca hanno riportato una nuova ed efficiente metodologia sintetica per la sintesi in alta resa di azoturo complessi di Tc(V) utilizzabili nella preparazione di radiofarmaci di perfusione e recettore specifici. Tale metodo si basa sulle proprietà chimiche del complesso [99mTc(N)X2(PNP)]+/0 (PNP = difosfinammina, X = OH2, Cl-, OH-). Nel frammento molecolare [99mTc(N)(PNPn)]2+ la presenza degli atomi di fosforo π-accettori determina l’aumento delle sue caratteristiche elettrofile rendendolo particolarmente reattivo verso specie nucleofile contenenti atomi π-donatori. In particolare, leganti bidentati (YZ) che contengono atomi coordinanti quali S, O, N hanno mostrato la più alta affinità per la specie [99mTc(N)(PNPn)]2+, dando così origine ad una serie di composti asimmetrici del tipo [99mTc(N)(PNP)(YZ)]+/0 caratterizzati dalla presenza di due diversi leganti bidentati coordinati allo stesso centro metallico. La possibilità di saturare in maniera non simmetrica la sfera di coordinazione del metallo apre la strada alla realizzazione di un’ampia varietà di radiocomplessi, le cui caratteristiche chimico-fisiche possono essere finemente modulate conferendo agli stessi particolari e desiderate proprietà farmacocinetiche. Lo scopo del presente lavoro è quello di verificare la possibilità di applicare questo paradigma di sintesi alla preparazione di composti di perfusione e alla marcatura di molecole biologicamente attive di comprovata o potenziale importanza clinica sia dal punto di vista diagnostico sia terapeutico e conseguentemente alla preparazione di 99mTc-radiofarmaci capaci di interagire in modo selettivo con recettori posti sulla superficie di cellule coinvolte in processi infiammatori, degenerativi o neoplastici. Applicabilità alla preparazione di radiofarmaci di perfusione Sintesi e valutazione biologica di una serie di 99mTc(N)-eterocomplessi e loro confronto con [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ Un ideale agente di perfusione cardiaca deve presentare alcuni importanti requisiti, quali: un’elevata e persistente captazione cardiaca (proporzionale al flusso nel più ampio intervallo di valori), una rapida clearance ematica, una rapida eliminazione dai tessuti non bersaglio critici (fegato e polmoni), un’elevata estrazione di primo passaggio. A dispetto dei molteplici sforzi condotti, un tracciante cardiaco in possesso dei requisiti sopra elencati deve ancora essere trovato. Nonostante l’elevato uso clinico, 99mTc-Sestamibi e 99mTc-Tetrofosfin si discostano da questi requisiti; in particolare il loro elevato accumulo epatico rende particolarmente difficile l’interpretazione delle immagini corrispondenti alla parete infero-apicale del miocardio. Di recente, utilizzando la chimica del frammento molecolare [99mTc(N)(PNPn)]2+, è stata proposta la realizzazione di nuovi traccianti di perfusione cardiaca. In particolare, il complesso monocationico [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ ha rivelato delle proprietà biologiche che si avvicinano a quelle ideali. Studi biodistributivi hanno evidenziato un elevato e persistente accumulo del tracciante nel tessuto cardiaco, con cinetiche d’eliminazione ematica, polmonare ed epatica estremamente rapide e quantitative; fattori questi che permettono l’acquisizione in tempi brevi d’immagini di elevata qualità diagnostica, superiore a quelle ottenute con i complessi monocationici 99mTc-Sestamibi e 99mTc-Tetrofosfin. In particolare tale favorevole combinazione permette una chiara visualizzazione di alterazioni che interessano la parete infero-apicale del miocardio. A queste promettenti caratteristiche si associano aspetti indesiderabili, tipici dei traccianti monocationici, quali una relativamente bassa estrazione di primo passaggio (ca. 60%) e una trascurabile ridistribuzione se comparati con quella di complessi neutri, non in uso clinico, come 99mTc-Teboroxime (88-91%) e 99mTn(N)-Noet (80-90%). Per questi ultimi composti, l’elevata estrazione di primo passaggio e la relativa ridistribuzione sono correlate ad una maggiore mobilità dovuta alla elevata lipofilicità del prodotto e all’assenza di carica. Traccianti cardiaci caratterizzati da un’elevata estrazione di primo passaggio permettono, a tempi brevi dalla somministrazione, una corretta valutazione quantitativa dello stato dei singoli miociti e dell’efficienza della pompa cardiaca nel suo complesso anche nelle aree ipoperfuse. In questa sezione del lavoro (SEZIONE A) si intende valutare la possibilità di migliorare le caratteristiche biologiche di [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+, in particolare di incrementare l’estrazione di primo passaggio mantenendo inalterate le sue favorevoli proprietà diagnostiche. Tale risultato potrà essere raggiunto variando alcuni parametri chimico-fisici, fondamentali quali il volume molecolare e la lipofilia. L’asimmetria del complesso consente infatti, attraverso l’introduzione di opportune variazioni indipendenti del legante difosfinamminico e di quello ditiocarbammico, di ottimizzare il profilo farmacocinetico del complesso finale, permettendo così di realizzare versioni sperabilmente migliorate di [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+. Allo scopo sono utilizzati leganti ditiocarbammici aliciclici contenenti diversi eteroatomi opportunamente funzionalizzati. I nuovi leganti sono caratterizzati medianti analisi elementare, tecniche spettroscopiche e di spettrometria di massa. La preparazione dei nuovi complessi con 99mTc e la relativa caratterizzazione è eseguita tramite analisi cromatografiche quantitative TLC e HPLC. La stabilità in vitro è condotta valutando la resistenza alla transchelazione in presenza di eccessi di glutatione e cisteina. I traccianti di maggiore interesse sono valutati nel loro profilo biodistributivo e nella loro capacità diagnostica. [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+: dalla cardialogia nucleare all’imaging tumorale 99mTc-Stestamibi è stato uno dei primi traccianti, originariamente sviluppati come radiofarmaci per imaging cardiaco, ad essere utilizzato nella diagnosi di alcuni tipi di tumore e validato come substrato MDR-PgP (multidrug resistance proteins), e quindi come tracciante nella visualizzazione in vivo attraverso l’uso di tecniche tomografiche dell’espressione di MDR-PgP. Tale utilizzo è possibile grazie al meccanismo di accumulo del tracciante all’interno delle strutture mitocondriali, guidato da un processo di diffusione passiva e sostenuto da un gradiente elettrico generato da un elevato potenziale di transmembrana mitocondriale, che ne determina un intrappolamento irreversibile. Il suo accumulo è particolarmente pronunciato, fino a dieci volte maggiore, in cellule tumorali sensibili che presentano una densità mitocondriale superiore rispetto a quella di cellule normali, in virtù di una maggiore differenza di gradiente elettrico (60 mV). Una riduzione dell’accumulo intracellulare di questo tracciante può essere correlata a diversi fenomeni biologici, alcuni dei quali sono associati alla sovra-espressione di particolari glicoproteine trans-membrana MDR-PgP, ATP dipendenti, prodotte dal gene MDR-1. Queste proteine regolano l’efflusso di numerosi agenti ad azione citotossica (con caratteristiche strutturali e funzionali diverse), rendendo in questo modo le cellule tumorali resistenti all’azione di diversi farmaci. In queste cellule l’accumulo di 99mTc-Sestamibi è inversamente proporzionale ai livelli di espressione di PgP, come dimostrato dall’aumentata captazione del tracciante dopo esposizione delle stesse a modulatori di MDR (verapamil, ciclosporina A, elacridar e valspodar). Queste sostanze, bloccando la funzione delle PgP, inducono un aumento della concentrazione del tracciante all’interno delle cellule. Dal punto di vista clinico, la valutazione in vivo dell’espressione e della funzionalità delle MDR-PgP, permette di selezionare pazienti che possono beneficiare di trattamenti terapeutici (chemioterapici); di distinguere se la farmaco resistenza che si è instaurata è mediata da PgP o meno e quindi selezionare pazienti che possono beneficiare del trattamento con inibitori delle PgP. Inoltre, misure funzionali che definiscono lo stato di MDR-PgP mediante l’applicazione di tecniche non invasive quali possono essere la SPECT rappresentano un maggior vantaggio rispetto alle tecniche di valutazione convenzionali in vitro che necessitano di prelievi bioptici. Analogamente a quanto osservato per 99mTc-Sestamibi, [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ si localizza irreversibilmente nelle strutture mitocondriali in forza di un gradiente elettrico trans-membrana negativo come dimostrato da studi di distribuzione subcellulare, condotti su miocardio isolato di ratto. Inoltre, studi di metabolismo condotti al fine di chiarire il meccanismo di rapida rimozione di tale complesso dagli organi non bersaglio hanno dimostrato che [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ è eliminato nella sua forma nativa e che l’escrezione è mediata da trasportari PgP/MDR-PgP, aspetti questi che lasciano intravedere la possibilità di estendere l’applicabilità diagnostica di questo nuovo tracciante al monitoraggio e visualizzazione di alcune forme neolastiche (benigne e maligne), caratterizzate da una elevata densità mitocondriale, nonché alla valutazione della refrattarietà delle cellule al suo accumulo. In questa sezione (SEZIONE B), è valutata in vitro la cinetica di accumulo di [99mTc(N)(PNP5)(DBODC)]+ a 4 ° e 37 °C, in alcune linee cellulari quali 2008 (human ovarian cancer) e MCF-7 (human breast cancer) e nelle corrispondenti linee farmaco-resistenti (C13 e MCF-7/MDR+), in presenza e non di opportuni MDR modulatori, utilizzando 99mTc-Sestamibi come riferimento. Applicabilità alla preparazione di radiofarmaci target-specifici Lo scopo (SEZIONE C) di questa parte del lavoro consiste nel verificare la possibilità di applicare il frammento molecolare [99mTc(N)(PNPn)]2+ alla marcatura di molecole biologicamente attive mantenendo inalterate le proprietà biologiche di queste ultime. Come già riportato, [99mTc(N)(PNPn)]2+ può essere coordinato in modo efficiente e versatile dall’amminoacido cisteina a formare complessi neutri o cariche del tipo [99mTc(N)(PNPn)(Cys-R)]+/0, caratterizzati da una elevata attività specifica. Nel caso di peptidi, l’aggiunta di un residuo cisteinico terminale alla sequenza amminoacidica prescelta consente di ottenere un chelante bifunzionale in grado di reagire selettivamente con il frammento molecolare dando così origine al complesso finale. Poiché l’aggiunta ulteriore di un amminoacido ad una catena peptidica costituisce una modificazione natuale la struttura chimica del peptide risultante non è significativamente perturbata e, in questo modo, è possibile mantenere quasi inalterate le proprietà biologiche originarie. Questa parte del lavoro è stata organizzata come segue: sintesi e modificazione di selezionate sonde molecolari con cisteina. Molecole di interesse sono derivati dell’ormone α-MSH, in grado di legare con elevata specificità e selettività recettori della melanocortina-1 (MC-1), sovraespressi sulla superficie di cellule melanomatose. I peptidi così ottenuti sono stati coniugati al frammento molecolare [99mTc(N)(PNPn)]2+ ottenendo complessi asimmetrici monocationici [99mTc(N)(PNPn)(Cys-NS)]+, o neutri [99mTc(N)(PNPn)(Cys-OS)]. preparazione dei corrispondenti complessi con 99mTc e 188Re. studi di stabilità in vitro e di transchelazione con cisteina e glutatione dei complessi radiomarcati. Valutazione biologica in vitro ed in vivo.