Synthese und Evaluierung von (Radio)Liganden für den Free Fatty Acid Rezeptor 1

Der Free Fatty Acid Receptor 1 (FFAR1) ist ein G-Protein gekoppelter Rezeptor, welcher neben einer hohen Expression im Gehirn auch eine verstärkte Expressionsrate auf den β-Zellen des Pankreas aufweist. Diese Expressionsmuster machen ihn zu einem idealen Target für die Visualisierung der sogenannten β-Zell-Masse mittels molekularer bildgebender Verfahren wie der PET. Eine Entwicklung geeigneter Radiotracer für die β-Zell-Bildgebung würde sowohl für die Diagnostik als auch für die Therapie von Typ-1- und Typ-2-Diabetes ein wertvolles Hilfsmittel darstellen.rnAufbauend auf einem von Sasaki et al. publiziertem Agonisten mit einem vielversprechendem EC50-Wert von 5,7 nM wurden dieser Agonist und zwei weitere darauf basierende 19F-substituierte Moleküle als Referenzverbindungen synthetisiert (DZ 1-3). Für die 18F-Markierung der Moleküle DZ 2 und DZ 3 wurden die entsprechenden Markierungsvorläufer (MV 1-3) synthetisiert und anschließend die Reaktionsparameter hinsichtlich Temperatur, Lösungsmittel, Basensystem und Reaktionszeit für die nukleophile n.c.a. 18F-Fluorierung optimiert. Die abschließende Entschützung zum fertigen Radiotracer wurde mit NaOH-Lösung durchgeführt und die Tracer injektionsfertig in isotonischer NaCl-Lösung mit radiochemischen Ausbeuten von 26,9 % ([18F]DZ 2) und 39 % ([18F]DZ 3) erhalten.rnZusätzlich wurde ein Chelator zur 68Ga-Markierung an den Liganden gekoppelt (Verb. 46) und die Markierungsparameter optimiert. Nach erfolgter Markierung mit 95 % radiochemischer Ausbeute, wurde der Tracer abgetrennt und in vitro Stabilitätsstudien durchgeführt. Diese zeigten eine Stabilität von mehr als 90 % über 120 min in sowohl humanem Serum (37 °C) als auch isotonischer NaCl-Lösung.rnMit einem ebenfalls synthetisierten fluoreszenzmarkierten Derivat des Liganden (Verb. 43) wurden erste LSM-Bilder an sowohl Langerhansschen Inseln als auch FFAR1-tragenden RIN-M Zellen durchgeführt, welche einen vielversprechenden Uptake des neuen Liganden in die Zellen zeigen. Weitere Untersuchungen und biologische Evaluierungen stehen noch aus. Mit den Referenzsubstanzen wurden zusätzlich Vitalitätsstudien an Langerhansschen Inseln durchgeführt, um einen negativen toxischen Einfluss auszuschließen.rnThe free fatty acid receptor (FFAR1), which is a G-protein coupled receptor, is highly expressed in the brain as well as in the β-cells of the pancreas. These expression patterns make FFAR1 an ideal target for visualisation of the β-cell-mass which is conducted by imaging techniques such as positron emission tomography (PET). The development of a suitable radiotracer for β-cell imaging would provide a valuable tool for diagnostics and therapy of type-1 and type-2 diabetes. rnBased on a FFAR1 agonist with a promising EC50-value of 5.7 nM, published by Saski et al., three similar 19F-substituted molecules as refference compounds (DZ 1-3) were synthesized[1]. For 18F-labeling of DZ 2 and DZ 3 the respective labeling precursors (MV 1-3) were synthesized. Further the reaction parameters were optimized concerning temperature, solvent, base system and reaction time of the nucleophilic n.c.a. 18F-fluorination. NaOH solution was used for final deprotection of the radiotracer. Subsequently the tracers were prepared ready to use in isotonic NaCl solution with radiochemical yields of 26.9 % ([18F]DZ 2) and 39 % ([18F]DZ 3).rnAdditionaly, for 68Ga-labeling a chelator was coupled to the ligand (Verb. 46) and labeling conditions were further optimized. After successfull labeling with a radiochemical yield of 95 % the tracer was seperated and in vitro stability assays were performed. Stability in human serum as well as in isotonic NaCl solution proved to be greater than 90% over 120 min. rnBy help of another synthesized fluorescence labeled derivat (Verb. 43) of the ligand first LSM images of Langerhans islets as well as FFAR1 expressing RIN-M cells could be obtained. A promising cellular uptake of the ligand could be shown. Further investigation as well as biological evaluations are to be undertaken. The reference substance was used on Langerhans islets for additional toxicity studies to exclude a negative impact on the cells.r