Verteilungsstudien von Zr-89-markierten Nanodiamanten im HETCAM- und Mausmodell mittels PET und MRT

Ziel/Aim Nanodiamanten (ND) sind aufgrund hoher Biokompatibilität von großem Interesse für medizinische Applikationen. Speziell ND mit Stickstoff-Fehlstellen (NV-Zentren) ermöglichen potenziell MRT-Bildgebung durch Hyperpolarisierung. Um Daten zur Biodistribution dieser ND mit PEGylierter HSA-Proteinbeschichtung zu erhalten, dient zunächst die PET als etabliertes System zur quantitativen Evaluierung der Verteilung und Anreicherung in Kombination mit hochauflösender MRT. Es wurden erste Studien der Zr-89-markierten ND im HETCAM- (Hen’s egg test chorioallantoic membrane) Modell und im Mausmodell durchgeführt.

Methodik/Methods ND (Ø 100 nm, Microdiamant, IOM Leipzig) wurden mit Zr-89 markiert. Im HETCAM-Modell wurden Tumorxenografts etabliert und die Eier mit dem 11,7 T BioSpec 117/16 MRI/MRS (Bruker) gemessen. Nach Applikation von 25 µg Zr-89-ND in ovo erfolgte die PET-Messung (Focus 120, Concorde Microsystems Inc.) zw. EDD12 und EDD16. Je Maus wurden (42,4 ± 4,4) µg der Zr-89-ND appliziert und die PET erfolgte direkt nach Applikation, bzw. 3 h und 24 h p.i. mit 1 h Messzeit. Entnommene Organe wurden zusätzlich im Gamma-Counter (Cobra II, Perkin Elmer) gemessen.

Ergebnisse/Results Durch Überlagerung von PET und MRT konnte die in ovo Akkumulation der Leber- und Herzregion zugeordnet werden. In der Maus gab es einen Anstieg der Aktivität in den ersten 60 min in Leber und Milz, und eine Verringerung in der Herzregion. Nach 3 h und 24 h konnte im Mausmodell nur in Leber und Milz Anreicherung beobachtet werden. Die Aktivität im Blut sank von (5,2 ± 0,5)  %ID auf (0,02 ± 0,01)  %ID, während in Leber (41,4 ± 7,9)  %ID – (54,4 ± 11,2)  %ID und Milz (7,1 ± 2,3)  %ID – (8,5 ± 1,5)  %ID ein leichter Anstieg nachzuweisen war.

Schlussfolgerungen/Conclusions ND mit Proteinbeschichtung wurden erfolgreich radioaktiv markiert und ihre Bioverteilung erstmals in ovo und in der Maus analysiert. Vergleichbare Anreicherung erfolgte vor allem in Organen des RES. Diese Daten dienen zur weiteren Optimierung der pharmakokinetischen und pharmakodynamischen Eigenschaften der ND.