Radiochemie

Die Sektion Radiochemie beschäftigt sich mit dem Design, der Synthese und der pharmakologischen Entwicklung radioaktiver Arzneimittel für die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und für die Einzelphotonen-Emissions-Tomographie (SPECT).

Ein Forschungsvorhaben zielt auf die Verbesserung der nicht-invasiven funktionalen in vivo Diagnostik der kardialen sympathischen Innervation bei lebensbedrohenden Erkrankungen des Herzens ab. In diesem Zusammenhang ist es nötig, neuartige Radiopharmaka zu entwerfen und zu evaluieren, um spezifische Informationen bzgl. pathologischer Prozesse bei schweren Herzerkrankungen zu erhalten.

Das laufende Projekt kombiniert die Kompetenzen der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin (Münster) mit denen der MRC Cyclotron Unit (IRSL London http://www.irsl.org/), um neue radiopharmazeutische Produkte (Radioliganden) zu entwickeln, auszuwerten und zu optimieren und sie für den klinischen Gebrauch zu etablieren.

Grundlagen:

Speziell ist es vorgesehen, Radioliganden für die Darstellung von b-Adrenozeptoren sowie für die Simulation des präsynaptischen Noradrenalin (NA) Wiederaufnahme Mechanismus (uptake-1) zu entwickeln.

Die adrenergen Nervenzellen pflanzen ihr Signal fort, indem sie den Neurotransmitter NA in den synaptischen Spalt aus den Vesikeln am distalen Nervenende freisetzen (sympathische Neurotransmission). NA bindet an die prä- und postsynaptischen Adrenozeptoren. Das sezernierte NA innerhalb des synaptischen Spalts wird durch mehrere Mechanismen abtransportiert bzw. gespeichert:

1. über den präsynaptischen uptake-1 Transportmechanismus,
2. durch Diffusion (wash-out) und
3. durch unspezifische Aufnahme in die Myozyten (uptake-2).

Die präsynaptische a₂-Rezeptoraktivierung resultiert in der Hemmung weiterer NA Freisetzung. Die Aktivierung des postsynaptischen a₁-Rezeptors verursacht die Kontraktion der myokardialen Zelle.

Die zwei b-Rezeptor Subtypen b₁ und b₂ unterscheiden sich hinsichtlich ihrer physiologischen und pathologischen Eigenschaften. Im gesunden Myocard nimmt der b₁-Subtyp 80% der b-Rezeptor Population ein. Die häufige Anregung der b-Adrenozeptoren in Stunden oder Tagesintervallen führt zu Desensibilisierung (verringerte Funktion und Anzahl, z.B. Expression). Damit geht einher die "Down"-Regulierung der b-Adrenozeptoren durch verringerte Adrenozeptorsynthese oder durch erhöhten Adrenozeptorabbau bei gleichzeitiger und drastischer Änderung des b₁:b₂ Rezeptoren Verhältnis.

Die o.g. Aspekte, die Quantifizierung des präsynaptischen uptake-1 Mechanismus und die Ermittlung der Dichte der b-Adrenozeptor Subtypen, sind zentrale Fragen bei der Untersuchung der Signaltransduktion und der Leistungsfähigkeit der sympathischen Neurotransmission bei Patienten mit kardiologischen Erkrankungen.

Klinische Anwendung:

Trägerfrei dargestelltes meta-[¹²³I]Iodbenzylguanidin (n.c.a.[¹²³I]MIBG), ein noradrenalin-analoges Radiopharmakon, wird zur Beurteilung des uptake-1 Mechanismus im Rahmen kardiologischer Fragestellungen der sympathischen Innervation eingesetzt. Durch den Einsatz der trägerfreien Substanz kann im Vergleich mit dem kommerziell erhältlichen Pharmakon eine optimierte Bildgebung und eine nebenwirkungsfreie Anwendung erreicht werden.

Kooperationen:

• MRC Clinical Sciences Centre, Imperial College of Science, Technology and Medicine, Hammersmith Campus, London W12 0NN, UK.
• Imaging Research Solutions Limited (IRSL), Hammersmith Hospital, London W12 0NN, UK.
• (http://www.irsl.org/). Dr. S.K. Luthra (eMail: sajinder.luthra@csc.mrc.ac.uk).

Drittmittelgeber:

The Royal Society, London, "Development of New Radiopharmaceuticals for In Vivo Investigations of Sympathetic Neurotransmission in Cardiac Disease with PET"

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. rer. nat Klaus Kopka (Kontakt: mailto:kopka@uni-muenster.de), Dr. rer. nat. Stefan Wagner (Kontakt: mailto:stwagner@uni-muenster.de)

Veröffentlichungen:

Knickmeier M, Matheja P, Wichter T, Schäfers KP, Kies P, Breithardt G, Schober O, Schäfers M.: Clinical evaluation of n.c.a. meta-[I-123]iodobenzylguanidine for myocardial scintigraphy. Eur J Nucl Med 2000; 27: 302-307.