Засіб для ямр-томографії

Використання 1,4,7,10-тетрааза-2,6-піридинофан [12]-1,4,7-триацетату гадолінію як засобу для ЯМР-томографм coo -COO cooGu - DTP A Комплекс є основою комерційного препарату "Magnevist" (Німеччина), який першим з цього типу препаратів почав вживатися у КЛІНІЧНІЙ практиці (див Lamado М Weinmann Н -J , Schorner W , Felix R , Speck U First use of Gd-DTPA/ Dimeglumme in man Physiol Chem and Phys and Med NMR, 1984, 16 157-165) Цей комплекс добре розчиняється, є стабільним (Ід к ст - 22, див Sherry A D , Cachens W Р , Kuan К-Т Stability Constants for Gd 3+ , Binding to Model DTPA-Conjugates an DTPA-Protems Implication for Their Use as Magnetic Resonance Contrast Agents Magn Reson in Med , 1988, 8, 180-190) Комплекс Gd-DTPA добре переноситься хворими при внутрішньовенному введенні, слабко активує систему комплементу Використання комплексу Gd-DTPA дозволяє виявити абсцеси та пухлини мозку, нирок, різні патології кістково-м'язової системи (див Сергеев П В , Шимановский Н Л , Попов В О Магнитно-резонансные контрастные средства Хим фарм-журн , 1989, 23, №4, 540543) Проте, комплекс, розподіляючись у позаклітковому просторі, є препаратом неспецифічної дії Це означає, що практично який би орган не був піддатим дослідженню після внутрішньовенного введення препарату до організму, присутність у О со 41932 цьому органі Gd-DTPA буде виявлятися на ВІДПОВІДНИХ релаксаційних характеристиках (див Wemmann Н -J Характеристика Gd-DTPA/Димеглумина - Магневиста Вестник рентгенологии и радиологии, 1994, №2, 9-14) Тобто важко говорити про те, що "Magnevist" призначений саме для якогось конкретного органу чи тканини Між тим, цей препарат є найбільш ефективним при дослідженні головного та спинного мозку (див Carr D Н , Brown J , Bydder G M , Wemmann H -J , Speck U , Thomas D J , Young I R Intravenous Chelated Gadolinium as a Contrast Agent in NMR Imaging of Cerebral Tumours Lancet, 1984, №3, 484-486) Пік концентрації Gd-DTPA у всіх органах спостерігається через 1-2 хвилини після ін'єкції Наприклад, при дослідженні пухлини печінки необхідне проведення негайного динамічного сканування при ЯМР-томографм внаслідок вказаної вище причини, бо вже через 8 хвилин магнітно-резонансні характеристики нормальної та пухлинної тканини дуже близькі (див Wemmann Н -J , Brasch R С , Press W R , Wesbey G E Characteristics of Gadolmmm-DTPA Complex A Potencial NMR Contrast Agent Amer J Rentgenol , 1984, 142, 619-624) Таким чином, недоліками парамагнітного контрастного препарату "Magnevist" є 1) неспецифічність дії та 2) відносна незручність роботи з ним - вимірювання релаксаційних характеристик повинно проводитися практично одразу після внутрішньовенного введення препарату Відома парамагнітна контрастна речовина II для ЯМР-томографм - комплекс гадолінію з 1,4,7,10-тетраазациклододекан- N,N',N",N'"- тетраацетатом - Gd-DOTA (див Bousquet J -С , Sami S , Stark D D , Hahn P F , Nigam M , Wittenberg J , Ferrucci J T Gd-DOTA Characterization of a New Paramagnetic Complex Radiology, 1988, 166, №3, 693-698) Вказаний комплекс є основою комерційного препарату "Dotarem" (Франція) (див Tweedle М F Gadolinium Chelates as Relaxation Agents in Magnetic Resonance Imaging J Alloys and Compounds, 1991, 180, №1-2, 317-323) Ghoma Gd-DTPA versus Gd-DOTA Radiobiology, 1988, 166, №3, 835-838) Пік концентрації Gd-DOTA у всіх органах спостерігається через 1-2 хвилини після ін'єкції (див Le Mignon М -М , Chambon С , Warnngton S , Davies R , Bonnemam В Pharmacokmetied and Tolerabihty After Intravenous Injection into Healthy Volunteers Invest Radiol , 1990, 25, №8, 933-937) Таким чином, як контрастна речовина, комплекс Gd-DOTA має такі ж самі недоліки, як і комплекс Gd-DTPA Єдиною перевагою Gd-DOTA в порівнянні з Gd-DTPA є більш низка токсичність - LDso 10,6 ммоль/кг (див Bousquet J -С , Sami S , Stark D D , Halm P F , Nigam M Wittenberg J , Ferrucci J T GdDOTA Characterization of a New Paramagnetic Complex Radiology, 1988, 166, №3, 693-698), що обумовлено більшою стабільністю цього комплексу (Ід кст - 28, див Loncm М F Desreux J F , Mercim E Coordination of Lanthamdes by Two Polyamino Polycarboxihc Macrocycles Formation of Highly Stable Lanthamde Complexes Inorg Chem , 1986, 25 №15, 2646-2648) СЛІД, однак, підкреслити, що КЛІНІЧНІ ДОЗИ парамагнітних контрастних речовин є набагато більшими порогу їх токсичності, тобто, величина LD50 для цього типу препаратів не є ключовою характеристикою В основу винаходу поставлене завдання пошуку нової парамагнітної контрастної речовини для ЯМР-томографм, Поставлене завдання вирішується використанням 1,4,7,10-тетрааза-2 6-піридинофан[12]1,4,7-триацетата гадолінію формули III coo -оос cooїм "OOC coo ~ooc cooGd-DOTA Швидке розподілення та виведення із крові Gd-DOTA добре узгоджується з вільною дифузією його через кров та позаклітковий простір Подібність фармакокінетики Gd-DOTA для таких різних органів, як селезінка, печінка, серце, підшлункова залоза, припускає неспецифічне, дифузно-проміжне бюрозподілення (див Runge V М , Jacobson S , Kaufman D , Adelman LS MR Imaging of Rat Brain Синтез 1,4,7,10-тетрааза-2,6-піридинофан[12]1,4,7-триацетату гадолінія вперше був описаний у роботі Gnes Н , Platzek J , Raduchel В , Rennelce F -J , Wemmann H -J Low Osmolar Metal Complexes Poster Abstract European Congress of NMR in Medicine and Biology, Strasbourg, 2-5 May, 1990) Гепатотропність чи ІНШІ активності, які дозволяли б використовувати речовину III як засіб для ЯМР-томографм у науково-технічній та патентній лггературі не описані Гепатотропна активність речовини обумовлена структурою комплексу і, як наслідок, його поведінкою в організмі Припустити заздалегідь можливість гепатотропної активності речовини III, виходячи з його структури, неможливо Приклад 1 Синтез 1,4,7,10-тетрааза-2,6-піридинофан[12]-1,4,7-триацетату та його комплексу з гадолінієм здійснювали за такою схемою 41932 Ts CHoCGCT CH^COONa N—v №-CHeCOONa сн 2 сооДля ТСХ були використані пластини Silufol UV-254 Спектри ПМР були записані на спектрометрі Bruker AM-250 Мас-спектри отримані на спектрометрі Vanan MATCH-112 Синтез 1,4,7-Трис-(п-толуолсульфоніл)1,4,7,10-тетрааза-2,6-піридинофан[12] 1 До розчину (5,7 г, 0,01 моль) тритозилату діетилентриаміну у 100 мл ДМФА додавали 4 г К2СО3 та нагрівали при перемішуванні до 100°С Реакційну суміш витримували 2 години, потім додавали розчин (1,8 г, 0,01 моль) 2,6-дихлорметилпіридину в 500 мл ДМФА та перемішували ще 6 годин, охолоджували та виливали 350 мл води Осад, що випадав, обробляли метанолом Сирий продукт перекристалізовували із суміші хлороформ-етанол Вихід 4,2 г (63%) T m 220-222°С 1Н ЯМР (СОСІз) 5 Н 2 47 (с,9Н, СН3), 3 48 (м, 8Н, CH2NTs), 3 81 (с, 4Н, CH2C5H3N), 7 51 (м, 15Н, С 6 Н 4 , C5H3N), m/z 513 (M+-Ts, 100%), 358 (M+-2Ts, 28%) 1,4,7,10-Тетрааза-2,6-піридинофан[12] 2 Суміш 20 мл 96% H 2 S0 4 та (1,7 г, 0,013 моль) сполуки І нагрівали до 100°С та перемішували протягом 32 годин Після ЦЬОГО охолоджували та додавали 300 мл ефіру, осад відфільтровували, розчиняли у мінімальній КІЛЬКОСТІ води та насичували гранульованим лугом Виділяли продукт 2 екстракцією гарячим бензолом і перекристалізовували з гексану Вихід 1,7 г (65%) Т п л 94-95°С Н ЯМР (CDCI3) 5н 2 06 (с,ЗН, NH), 2 69 (м, 8Н, CH 2 N), 3 69 (с, 4Н, CH 2 C 5 H 3 N), 7 36 (д, 2Н, C 5 H 3 N), 7 85 (т, 1Н, C5H3N), m/z 206 (М + , 5%) 1,4,7,10-Тетрааза-2,6-піридинофан[12]-1,4,7тринатрійацетат 3 Розчиняли в 5 мл води сполуку 2 (2,5 г, 0,012 моль) і додавали суміш (3,8 г, 0,04 моль) монохлороцтової кислоти з (1,6 г, 0,04 моль) NaOH у 12 мл води, нагрівали при 80°С та перемішували протягом 20 годин Потім охолоджували, випарювали при заниженому тиску, додавали 50 мл ізопропанолу і нагрівали Після охолодження натрієву сіль відфільтровували та сушили на повітрі Вихід 3,1 г (59%) Т п л > 230°С (розкладення) 1 Н ЯМР (D2O) 5н 3 54 (м, 8Н, CH2N), 3 77 (с, 4Н, NCH 2 C 5 H 3 N), 3 99 (с, 6Н, CH2COONa), 7 44 (д, 2Н, C 5 H 3 N), 7 96(т, 1Н, C 5 H 3 N) Комплекс, отриманий взаємодією еквімолярних кількостей водного розчину хлориду гадолінія та 1,4,7,10-тетрааза-2,6-піридинофан[12]-1,4,7-тринатрійацетату при рН 6,0 - 6,5 CH2COONa Величиною, яка характеризує ефективність магнггно-резонансних (МР) препаратів, може бути залежність відносної зміни швидкості релаксації протонів (Е) від часу їх введення (див Bousquet J -С) E=(in- ef -1/T 1f )/1/T 1f , де 1/Tif - час спін-решітчастої релаксації перед введенням МР-контрасти о і речовини (контроль), 1/Tief - час спін-решітчастої релаксації після введення МР-контрастної речовини (дослід) Приклад 2. Здійснювали ЯМР-томографію печінки в експерименті Для цього використовували білих безпорідних пацюків (12 особин) масою 150-200 г, що були в однакових умовах на стандартній ДІЄТІ віварію Час спін-решітчастої релаксації 1/T|f (див формулу) перед введенням комплексу тваринам вимірювали на ЯМР-релаксометрі "Красноярськ-88" з резонансною частотою протонів 22 МГц Вимірювання проводили при температурі 37°С Для встановлення часу спін-решітчастої релаксації була вжита імпульсна ПОСЛІДОВНІСТЬ "ІНверсія-відновлення" Середня величина 1/Tif становила 0,280 сек Потім тваринам внутрішньовенно вводили 0,2 мл на 200 г маси тіла 0,5 моль водного розчину комплексу Gd-1,4,7,10-TeTpaa3a-2,6піридинофан[12]-1,4,7-триацетату в КІЛЬКОСТІ 0,1 ммоль/кг Тварин вбивали декапггацією першу групу -через 10 хвилин після введення контрастної речовини III, другу - через 20 хвилин, третю - через ЗО хвилин, четверту - через 60 хвилин (кожна група мала 3 особини) Після забою брали проби печінки та вимірювали час спін-решітчастої релаксації 1/T-if (див формулу) в умовах експерименту, що вказані вище При отриманні кожної точки усереднення проводили мінімум за 3-5 повтореннями з 35 накопиченнями Середня величина 1/Tif становила 0,203, 0,209, 0,216, 0,209 сек при вимірюванні після 10, 20, ЗО, 60 хвилин ВІДПОВІДНО На підставі отриманих даних вимірювали відносну зміну швидкості спін-решітчастої релаксації протонів печінки (Е), виходячи з рівняння, що наведене вище Дана величина через 10 хвилин після введення контрастної речовини була рівною Е = (1/0,203 -1/0,280)/(1/0,280) = 0,38, після 20 хвилин Е = (1/0,209 -1/0,280)/(1/0,280) = 0,34, після ЗО хвилин 41932 E = (1/0,216 -1/0,280)/(1/0,280) = 0 30, ПІСЛЯ 6 0 ХВИЛИН E = (1/0,213 -1/0,280)/( 1/0,280) = 0,31 Для вивчення впливу препарату "Magnevist" на МР-характеристики печінки ВІДПОВІДНІ операції та вимірювання проводилися аналогічно таким за прикладом 2 Отримані порівняльні характеристики наведені у таблиці В таблиці для порівняння наведені дані для комплексу Gd-DOTA ("Dotarem"), що отримані у роботі (див Bousquet J -С ) Таким чином, з даних таблиці випливає, що субстанція, яка пропонується, а саме Gd-1,4,7,10тетрааза-2,6-піридинофан[12]-1,4,7-триацетат, має перевагу в порівнянні з комплексами Gd-DTPA та Gd-DOTA за своїми МР-характеристиками в тканинах печінки, тобто має гепатотропну активність Залежність відносної зміни швидкості спін-решітчастої релаксації ядер 1Н молекул води тканини печінки (умови од ) від часу після введення сполук до організму тварини Речовина Час після введення речовини, хв 10 20 ЗО "Magnevist"-1 0,03 0,05 0,02 0 "Dotarem" - II 0,06 0,06 0,04 0,03 0,38 0,34 0,30 0,31 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 60 41932