Very stable ¹⁸⁸Re-S₄ chelates for labelling biomolecules

Summary

Aim: The preparation and stability of a new ¹⁸⁸Re-S₄-complex [S₄ = (1-aza-18-crown-6)(O)C-C(SH)-C(SH)- C(O)NH-(CH₂)₃-NH-(CH2)3-NHC(O)-C(SH)-C(SH)- C(O)(1-aza-18-crown-6] was studied at therapeutic relevant radioactive concentrations. The results were compared with ¹⁸⁸Re-MAG₃ (MAG₃: mercaptoacetyltriglycine) and ¹⁸⁸Re-DMSA preparations (DMSA: dimercaptosuccinic acid) performed with the same highly concentrated [¹⁸⁸Re]perrhenate solution (12-15 GBq/ml). Methods: The ¹⁸⁸Re complexes were prepared by direct reduction of perrhenate (¹⁸⁸Re-S₄-complex) as well as via the ¹⁸⁸Re- EDTA precursor complex (¹⁸⁸Re-MAG₃, ¹⁸⁸Re-DMSA). The preparations were stabilised with 15 mg of ascorbic acid and analysed after 1, 2, and 24 hours by TLC and HPLC. Additionally, in vitro and in vivo stability studies were performed with the purified complexes. Results: After stabilisation with 15 mg of ascorbic acid, all of the complexes were nearly stable under nitrogen for hours, and only 2–8 % of perrhenate was observed after 24 h. In contrast, only the ¹⁸⁸Re-S₄ complex was completely stable in vitro and in all investigated in vivo samples after separation of ligand excess and reducing agent by HPLC. Conclusion: The bridging amine group or free carboxylic groups of the S₄-ligand framework make available reactive positions for coupling biomolecules to the chelate. Thus it appears that the new ¹⁸⁸Re-S₄ complexes offer the possibility of stable and high specific activity labelling of biomolecules for therapeutic application.

Zusammenfassung

Ziel: Die Präparation und Stabilität eines neuen ¹⁸⁸Re- S₄-Komplexes [S₄ = (1-aza-18-crown-6)(O)C-C(SH)- C(SH)-C(O)NH-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-NHC(O)-C(SH)- C(SH)-C(O)(1-aza-18-crown-6] bei therapeutisch relevanten radioaktiven Konzentrationen wurde untersucht. Die Ergebnisse wurden verglichen mit ¹⁸⁸Re-MAG₃- (MAG₃: Mercaptoacetyltriglycin) und ¹⁸⁸Re-DMSA-Präparationen (DMSA: Dimercaptobernsteinsäure), die mit der gleichen hochkonzentrierten ¹⁸⁸Re-Perrhenatlösung (12-15 GBq/ ml) präpariert wurden. Methoden: Die ¹⁸⁸Re-Komplexe wurden entweder durch direkte Reduktion von Perrhenat (¹⁸⁸Re-S₄-Komplex) oder durch eine Ligandenaustauschreaktion aus einem ¹⁸⁸Re-EDTA-Komplex hergestellt (¹⁸⁸Re- MAG₃, ¹⁸⁸Re-DMSA). Die Komplexlösungen wurden mit 15 mg Ascorbinsäure stabilisiert und nach 1, 2 und 24 Stunden mittels DC und HPLC analysiert. Zusätzlich wurden die In-vitro- und In-vivo-Stabilitäten der über HPLC gereinigten Komplexe bestimmt. Ergebnisse: Nach Stabilisierung mit 15 mg Ascorbinsäure sind alle Komplexe unter Stickstoff nahezu stabil; nur 2-8% Perrhenat wurden nach 24 h beobachtet. Dagegen war nach Abtrennung des Ligandüberschusses und des Reduktionsmittels durch HPLC nur der ¹⁸⁸Re-S₄-Komplex absolut stabil, sowohl in vitro als auch in den In-vivo-Proben. Schlussfolgerung: Die Amingruppe in der Brücke oder freie Carboxylgruppen im S₄-Liganden stellen reaktive Positionen für die Kopplung von Biomolekülen an die Chelateinheit dar. Damit ermöglichen die neuen ¹⁸⁸Re-S₄-Komplexe eine stabile und hochspezifische Markierung therapeutischer Biomoleküle.

Keywords

Rhenium-188 complexes - radiotherapy - stability - radiolysis

Schlüsselwörter

Rhenium-188-Komplexe - Radiotherapie - Stabilität - Radiolyse

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