طراحي، سنتز و نشاندار سازي مشتقات تري‌پپتيدي با استفاده از تكنسيم99m براي تشخيص بافت هيپوكسي

Design, Synthesis and Labeling of Tripeptide Derivatives with 99mTc as Hypoxia Imaging Agents

زمينه: در بسياري از بيماري‌ها نظير سرطان، ايسكمي و تومورها هيپوكسي بافتي وجود دارد. پس شناسايي و تشخيص بافت هيپوكسي با تركيباتي كه قابليت نفوذ و ماندگاري را در سلول هيپوكسي داشته باشند، از اهميت بسزائي برخوردار مي‌باشد. استفاده از پپتيدهاي با وزن مولكولي كم، حساس به محيط اكسيداسيون احيا، با نفوذ بافتي بهتر از آنتي بادي‌ها و پروتيئن‌ها و با خصوصيت آنتي‌ژنيك كم مي‌تواند انتخاب مناسبي براي اين منظور باشد. بنابراين نشاندارسازي مشتقات پپتيدي چربي دوست حامل تركيبات نيترو با تكنسيم راديو اكتيو (99mTc)، به دليل جذب و ماندگاري بالا در سلول‌هاي هيپوكسي مي‌توانند به عنوان معرف‌هاي تشخيصي مناسب براي تصويربرداري از بافت هيپوكسي تومورها مورد استفاده قرار گيرند تا اقدامات درماني به موقع و مؤثرتر سرطان انجام گيرد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تري‌پپتيدهايي كه به انتهاي آن‌ها گروه پارانيتروبنزوئيك اسيد (PNBA) اضافه شده است، به روش سنتز بر روي فاز جامد (Fmoc SPPS) و با رزين ونگ (Wang resin) سنتز شدند كه شناسايي تشكيل آن‌ها توسط اسپكترومتري جرمي انجام گرفت. پپتيدهاي سنتز شده با 99mTc نشاندار شدند. خصوصيات فيزيكوشيميايي و خلوص راديو شيميايي پپتيدهاي نشاندار شده حاصل توسط تكنيك كروماتوگرافي و تعيين ضريب توزيع مورد بررسي قرار گرفت. همچنين به منظور ارزيابي جذب و ماندگاري پپتيدهاي نشاندار شده در سلول‌ها در طول زمان‌هاي 30 تا 120 دقيقه، از سلول‌هاي MCF-7 در شرايط نرمال و هيپوكسي شده توسط جار هيپوكسي استفاده گرديد. يافته‌ها: سنتز پپتيدها بازده خوبي (70 تا 78 درصد) را بهدست داد. پپتيدهاي سنتز شده و نشاندار از پايداري خوبي در نرمال سالين و پلاسماي انساني تا حداقل 4 و 6 ساعت به ترتيب برخوردار بودند. خلوص راديوشيميايي پپتيدهاي سنتز شده حدود 94 درصد بود و ليپوفيليسيته پپتيدهاي حاصل قابل قبول (لگاريتم ضريب توزيع آن‌ها 006/0-) تشخيص داده شد. نتايج همچنين نشان داد كه پپتيدهاي نشاندار شده در سلول‌هاي هيپوكسي ماندگاري بيشتري نسبت به سلول‌هاي نرمال دارند. نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج به‌دست آمده در اين مطالعه، مشتقات پپتيدي نشاندار شده با تكنسيم99m مي‌توانند به عنوان معرف‌هاي مناسب براي تشخيص بافت‌هاي هيپوكسي به خدمت گرفته شوند.

Background: Many diseases, including cancer, ischemia and tumors show degrees of tissue hypoxia.Therefore, it is useful to detect tissue hypoxia with compounds that can penetrate and remain in hypoxic cells in order to diagnose cancer at early stages. Peptides with low molecular weight, susceptible to redox environment, with easier penetration into tissues and low antigenic characteristics are good candidates,as compared to antibodies and proteins. Therefore, radiolabeling small lipophilic peptides containing a nitro group with 99mTc to enter and remain in the hypoxic cell for imaging hypoxic tissue is a good strategy for earlier detection of tumors, which leads to more effective and satisfactory treatment. Materials and Methods: In this study, some tripeptides were synthesized with added para nitro benzoic acid (PNBA) group at their N-terminal using solid phase peptide synthesis (SPPS) method with Fmocstrategy using Wang resin. The peptides were labeled with 99mTc and their characterizations were determined using chromatographic techniques and partition coefficient experiments. A hypoxia Jar system was used to examine cellular uptake of the labeled peptides exposed to MCF-7 cells in normal and hypoxic conditions for 30 to 120 min. Results: Synthesis of the peptides resulted in good yields (70% to 78%). The synthesized peptides andradiopeptides were stable in normal saline and human plasma for at least 4 h and 6 h, respectively.Radiochemical purity (RCP) of the synthesized labeled peptides was 94% with lipophilicity (Log P) -0.006. Furthermore, labeled peptides exposed to MCF-7 cells could remain in hypoxic cells longer than those in normal cells. Conclusion: Considering the results obtained in this study, the peptide derivatives labeled with 99mTc,appear to be appropriate agents for the detection and imaging of hypoxic tissues.