ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2020, том 90, № 3, с. 409-417

УДК 621.039.85;546.185;546.681

ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ АМИНОДИФОСФОНОВЫХ

КИСЛОТ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОСТЕОТРОПНЫХ

⁶⁸Ga-РАДИОФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ

ПРЕПАРАТОВ

А. С. Лунёв^a, К. А. Лунёва^a, О. Е. Клементьева^a, Г. С. Цебрикова^b, В. Е. Баулинb,d,

В. В. Рагулин^d, А. Ю. Цивадзе^b

^aГосударственный научный центр Российской Федерации «Федеральный медицинский биофизический центр

имени А. И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства», Живописная ул. 46, Москва, 123098 Россия

^bИнститут физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина Российской академии наук,

Москва, 119071 Россия

^cМосковский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, 119991 Россия

^dИнститут физиологически активных веществ Российской академии наук, Черноголовка, 142432 Россия

*e-mail: mitrofanoff.yura@yandex.ru

Поступило в Редакцию 19 августа 2019 г.

После доработки 19 августа 2019 г.

Принято к печати 22 августа 2019 г.

Изучено связывание ⁶⁸Ga с двумя органическими лигандами, содержащими аминодифосфоновые группы:

1,7-диамино-4-оксагептан-1,1,7,7-тетрафосфоновой и 1,7-диамино-4-гидроксикарбонилгептан-1,1,7,7-

тетрафосфоновой кислотами. Проведена оценка устойчивости и остеотропного потенциала полученных

соединений.

Ключевые слова: ⁶⁸Ga, дифосфонаты, аминодифосфоновые кислоты, остеотропные радиофармпрепа-

раты, гидроксиапатит

DOI: 10.31857/S0044460X20030102

Костная ткань часто подвергается метастати-

фосфонатами

- содержащими дифосфоновую

ческим поражениям при различных онкологиче-

группу P-C-P. В литературе встречаются различ-

ских заболеваниях. Физические свойства костного

ные названия данного класса соединений: дифос-

матрикса, его структура и локальные изменения,

фонаты, бифосфонаты, бисфосфонаты. При этом

связанные с его перестройкой, создают среду, бла-

количество фосфоновых групп в молекуле может

гоприятную для роста и развития раковых клеток

быть больше двух. Наличие дифосфонового участ-

[1-3]. Поражения скелета на ранних стадиях зача-

ка обусловливает остеотропные свойства этих сое-

стую не поддаются диагностике при использовании

динений из-за сходства с биологическим аналогом -

рентгеновских методов. Поэтому в клинической

пирофосфатом. Однако в отличие от пирофосфа-

практике при исследовании метастазов в скелете

та фосфонаты устойчивы к ферментативному ги-

значительное место занимают методы ядерной ме-

дролизу. Это делает фосфонаты перспективными

дицины [4], что подразумевает использование ра-

агентами для создания остеотропных радиофарма-

диофармацевтических лекарственных препаратов.

цевтических лекарственных препаратов [5-8].

С этой целью в конце 70-х годов было предложе-

но использование комплексов радионуклидов-ме-

Для целей радионуклидной диагностики одним

таллов с производными фосфоновых кислот -

из наиболее перспективных радионуклидов счита-

409

410

МИТРОФАНОВ и др.

Схема 1.

H₂N

NH₂

H₂N

NH₂

ется позитрон-излучающий ⁶⁸Ga (T_1/2 = 67.71 мин)

тических лекарственных препаратов, как правило,

[9-11]. В последние годы ведутся работы по изу-

используют различные буферные агенты, позволя-

чению комплексов ⁶⁸Ga с фосфонатами различной

ющие не только варьировать уровень кислотности

структуры [12-16].

реакционных смесей, но и предотвращать образо-

вание радиоактивных коллоидов за счет слабых

Объектами настоящего исследования явля-

комплексообразующих свойств этих буферных

ются два новых соединения, содержащих амино-

агентов по отношению к ⁶⁸Ga [19]. Еще одним

дифосфоновые фрагменты:

1,7-диамино-4-окса-

свойством органических буферных систем по от-

гептан-1,1,7,7-тетрафосфоновая (лиганд

1 [17],

ношению к ⁶⁸Ga считается их способность образо-

схема 1) и 1,7-диамино-4-гидроксикарбонилгеп-

вывать промежуточные комплексы, облегчающие

тан-1,1,7,7-тетрафосфоновая кислоты (лиганд 2 [18]).

образование целевых соединений [20]. Таким об-

Целью работы являлось изучение связывания

разом, роль буферных агентов в синтезе радиофар-

лигандов 1 и 2 с ⁶⁸Ga, а также оценка остеотроп-

мацевтических лекарственных препаратов с ⁶⁸Ga

ного потенциала полученных соединений с помо-

можно обобщить схемой 2.

щью экспериментов in vitro и in vivo.

В настоящей работе исследовано влияние раз-

Влияние pH среды и вида буферного агента

личных буферных агентов на связывание лигандов

на связывание с ⁶⁸Ga. Известно, что кислотность

1 и 2 с ⁶⁸Ga. Выбранные для исследования орга-

реакционной смеси влияет на выход реакции ком-

нические соединения (ацетат, сукцинат, лактат,

плексообразования галлия и состав радиохимиче-

тартрат) являются наиболее часто используемыми

ских примесей. При производстве радиофармацев-

при синтезе радиофармацевтических лекарствен-

Схема 2.

Буферный агент

Образование слабых комплексов

Поддержание уровня pH

с галлием

Образование промежуточных

Предотвращение

Депротонирование

гидролиза галлия

комплексов, ускоряющее

основного

получение целевых комплексов

органического лиганда

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 3 2020

ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ АМИНОДИФОСФОНОВЫХ КИСЛОТ

411

Таблица 1. Зависимость радиохимической чистоты препаратов [⁶⁸Ga]Ga-1 (%) в от концентрации лиганда 1^а

Концентрация лиганда 1, мМ.

pK_a (pK_a1)

Буфер

[21]

0.2

0.7

1.2

2.4

Без буфера

60±10

70±10

80±10

>90

Карбонат

6.35

60±10

70±10

80±10

>90

Ацетат

4.75

70±10

80±10

>90

Сукцинат

4.21

70±10

80±10

>90

Лактат

3.86

70±10

80±10

>90

Тартрат

3.03

80±10

>90

^аУсловия реакции: инкубирование в течение 30 мин при 25°С.

ных препаратов, что обусловлено значениями кон-

1). При концентрации лиганда 2, равной 0.2 мМ.,

стант диссоциации соответствующих кислот [19].

радиохимическая чистота всех препаратов нахо-

Для сравнения были проведены серии экспери-

дится в диапазоне от 70 до 90%. Таким образом,

ментов с использованием карбоната натрия в каче-

лиганд 2 обладает большей хелатирующей способ-

стве буфера, а также без буферных агентов.

ностью по отношению к галлию, по сравнению с

лигандом 1, что, вероятно, обусловлено наличием

В результате исследования препаратов

[⁶⁸Ga]Ga-1, полученных с использованием пере-

дополнительной карбоксильной группы в структу-

ре лиганда 2.

численных буферных систем при рН в диапазо-

не от 2 до 6, а также при использовании различ-

Реакции ⁶⁸Ga c лигандами 1 и 2 протекают

ных концентраций лиганда, не было выявлено

практически мгновенно, а радиохимическая чи-

значительного влияния кислотности на радио-

стота получаемых реакционных смесей остается

химическую чистоту получаемых комплексов.

постоянной в течение 2 ч.

В табл. 1 представлены данные о зависимости

Оценка сродства препаратов [⁶⁸Ga]Ga-1 и

радиохимической чистоты препаратов [⁶⁸Ga]Ga-1,

[68Ga]Ga-2 к гидроксиапатиту. Эксперименты

полученных с использованием разных буферных

по оценке сродства получаемых комплексных со-

систем, от концентрации лиганда 1. Как видно из

единений к гидроксиапатиту проводили по мето-

табл. 1 , с уменьшением значений pK_a уменьшается

дике, аналогичной описанной в работах [22, 23].

концентрация лиганда

1, необходимая для

Значение коэффициентов сорбции для всех иссле-

получения [⁶⁸Ga]Ga-1. Очевидно, что более низ-

дованных препаратов составило 98.6±0.2%, что

кие значения pK_a повышают вероятность обра-

может говорить о высоком остеотропном потен-

зования слабых комплексных соединений галлия

циале полученных соединений. В ходе экспери-

с соответствующими кислотными остатками. В

мента было также изучено сродство к гидрокси-

свою очередь, за счет одного или нескольких пе-

апатиту холостых образцов, полученных анало-

речисленных выше факторов образование таких

гично препаратам [⁶⁸Ga]Ga-1 и [⁶⁸Ga]Ga-2, но без

комплексов повышает выход связывания ⁶⁸Ga с

добавления лигандов 1 и 2. Результаты ТСХ этих

лигандом 1. Кроме того, можно предположить, что

препаратов показали, что основными формами

присутствующие в растворе анионы, могут оста-

⁶⁸Ga в них (> 85%) являются ионные. При этом

ваться в координационной сфере галлия вместе с

сорбция ⁶⁸Ga на гидроксиапатите из таких препа-

лигандом 1, образуя смешанные комплексы.

ратов составляет 90±10%. Полученные результа-

Соединение [⁶⁸Ga]Ga-2 образуется с выходом

ты в значительной мере согласуются с данными,

>90% уже при концентрации лиганда 2, равной

представленными в работе [13], где такое явление

0.7 мМ. (при всех остальных условиях проведения

приписано образованию коллоидного гидроксида

реакций, аналогичных экспериментам с лигандом

галлия. Методика эксперимента (использование

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 3 2020

412

МИТРОФАНОВ и др.

контрольных образцов без гидроксиапатита), ис-

центрациях лиганда 1 не ниже 5 мМ. в конечной

пользованная в данной работе, позволяет учесть

смеси.

погрешность на неспецифическое осаждение кол-

Исследования

стабильности

препарата

лоидных форм галлия. Таким образом, видно, что

[68Ga]Ga-2 дали аналогичные результаты. При

⁶⁸Ga³⁺ и/или другие ионные формы сами по себе

смешивании препарата ([2] = 1.2 мМ., радиохими-

характеризуются неспецифической сорбцией на

ческая чистота 99%) с 0.9%-ным раствором NaCl в

гидроксиапатите, что делает эту модель непригод-

соотношении 1:10 содержание свободного галлия

ной для оценки остеотропного потенциала любых

увеличивается на 19±2%. Лабильность комплексов

радиофармацевтических лекарственных препара-

⁶⁸Ga с лигандом 2 в сыворотке оказалась выше, чем

тов на основе ⁶⁸Ga.

комплексов [⁶⁸Ga]Ga-1: даже при концентрации

Исследование стабильности препаратов

5 мМ. в смеси с сывороткой в неизменном виде со-

[⁶⁸Ga]Ga-1 и [⁶⁸Ga]Ga-2. Исследование стабиль-

храняется 74% комплексов [⁶⁸Ga]Ga-2.

ности препаратов [⁶⁸Ga]Ga-1 и [⁶⁸Ga]Ga-2 прово-

Полученные результаты согласуются с литера-

дили в различных средах: изотоническом растворе

турными данными, представленными ранее для

натрия хлорида, 0.05 М. буферном растворе Трис-

ациклического этилендиаминтетраметиленфосфо-

HCl и эмбриональной сыворотке бычьей крови.

ната, имеющего структуру, схожую с лигандами

Соотношение объемов препарат-среда составляло

1 и 2 [13, 24]. Авторами данных работ отмечено,

1:10. Смеси инкубировали с постоянным переме-

что, ввиду низкой стабильности комплексов ⁶⁸Ga с

шиванием при 37°С. Таким образом, концентра-

ациклическими фосфонатами in vivo, необходимо

ция лигандов в смесях со средами снизилась отно-

повышение концентрации лиганда для улучшения

сительно концентрации в реакционной смеси в 11

накопления комплексов в костной ткани.

раз и, например, для лиганда 1 составила 0.22 мМ.

Биораспределение. В качестве модели патоло-

Результаты исследования показали, что внесе-

гии был выбран закрытый перелом в стадии актив-

ние готового препарата [⁶⁸Ga]Ga-1 с радиохимиче-

ного формирования костной мозоли. Такой выбор

ской чистотой ≥95% в указанные среды приводит

сделан на основании физиолого-биохимического

к частичному разрушению комплексов. В изото-

сходства механизма формирования костной мо-

ническом растворе натрия хлорида и буферном

золи на первичном этапе и остеолиза, спровоци-

растворе Трис-HCl содержание радиохимических

рованного экспрессией опухолевых паракринных

примесей возрастает вне зависимости от вида ис-

факторов, вызывающих процесс реконструкции

пользуемого при комплексообразовании буфер-

кости [25].

ного агента на 13±5%, а в сыворотке крови - на

С целью выявления патологических изменений

16±5%. Количество появившихся в смеси с сыво-

в костях пациента при позитронно-эмиссионной

роткой радиохимических примесей несуществен-

томографии (или однофотонной эмиссионной ком-

но изменяется с течением времени и содержание

пьютерной томография) производят вычисление

исследуемых комплексов остается на уровне 80%.

коэффициентов дифференциального накопления

Причиной наблюдаемого явления может являться

(КДН). Эти коэффициенты представляют собой

снижение концентрации лиганда и смещение рав-

отношение числа импульсов на одну ячейку ма-

новесия в сторону образования свободного галлия.

трицы компьютера в зоне поражения к контроль-

Для более детального изучения стабильности

ному участку на единицу площади. Чем больше

комплексов [68Ga]Ga-1 в смесях с сывороткой

разница между накоплением меченого соединения

были проведены эксперименты с различным со-

в интересующей области и накоплением в приле-

держанием лиганда 1: 0.05-10 мМ. В качестве бу-

гающих к ней интактных органах (т. е. чем выше

ферного агента в этом эксперименте использовали

значение КДН), тем лучше качество получаемого

ацетат натрия. Установлено, что с увеличением

изображения [26]. По результатам радиометрии

концентрации лиганда 1 увеличивается стабиль-

проб, полученных в данном исследовании, были

ность препарата [68Ga]Ga-1 и 90% комплексов

рассчитаны значения КДН, характеризующие со-

сохраняются в неизменном виде только при кон-

отношение накопления в очаге костной патоло-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 3 2020

ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ АМИНОДИФОСФОНОВЫХ КИСЛОТ

413

(а)

(б)

Время после введения, мин

Накопление в крови (а) и КДН очаг патологии-интактная кость препаратов [⁶⁸Ga]Ga-1a, [⁶⁸Ga]Ga-1б, [⁶⁸Ga]Ga-1в.

гии и интактной костной ткани для препаратов

радиометрии проб, включая значения КДН, пред-

[⁶⁸Ga]Ga-1 и [⁶⁸Ga]Ga-2 соответственно.

ставлены в табл. 2.

В первых опытах по исследованию био-

Анализ полученных данных показывает, что

распределения полученных комплексов в ка-

оба соединения характеризуются минимальным

честве биологических тест-систем были ис-

накоплением в мышечной ткани. Содержание ра-

пользованы самки белых беспородных крыс.

диоактивности в крови было практически стабиль-

Концентрации лигандов в препаратах были вы-

ным на протяжении 120 мин после введения, что

браны исходя из результатов экспериментов по

может говорить о медленном клиренсе изученных

эффективности связывания

⁶⁸Ga с лигандами:

соединений. Что касается накопления исследован-

2.4 мМ. (1.08 мг/мл) для лиганда 1 и 1.2 мМ.

ных соединений в поврежденной кости, то для них

(0.6 мг/мл) для лиганда 2. Объемная активность

отмечается увеличение аккумуляции со временем

препаратов составляла 37 МБк/мл на момент вве-

в 1.7 раза для препарата [⁶⁸Ga]Ga-2 и практически

дения. Стандартные отклонения получены для n =

стабильное удерживание для препарата [⁶⁸Ga]Ga-1.

3. Результаты математической обработки данных

Полученные соотношения поврежденная-интакт-

Таблица 2. Динамика распределения исследуемых комплексов в организме крыс

Время после введения, мин

Органы и ткани

120

[⁶⁸Ga]Ga-1

[⁶⁸Ga]Ga-2

Кровь^а

1.77±0.37

1.68±0.21

2.45±0.15

2.02±0.41

Печень^б

11.65±1.21

7.00±0.98

10.36±1.69

8.53±0.46

Почки^б

0.87±0.12

0.97±0.05

0.97±0.15

1.03±0.18

Мышечная ткань^а

0.26±0.01

0.29±0.05

0.26±0.01

0.26±0.07

Очаг патологии^а

1.02±0.23

1.11±0.05

1.15±0.21

2.03±0.45

Бедро, норма^а

0.79±0.21

0.66±0.14

0.56±0.10

0.95±0.26

Очаг патологии/интактная кость

1.29±0.09

1.74±0.35

2.04±0.15

2.53±0.38

^а Удельное накопление активности измеряется в процентах от введенной дозы, приходящихся на грамм исследуемого органа

(ткани) (%ID/г). ^б Накопление активности измеряется в % от введенной дозы, приходящихся на исследуемый орган (%ID/орган).

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 3 2020

414

МИТРОФАНОВ и др.

Таблица 3. Факторы удерживания основных химических форм ⁶⁸Ga в использованных хроматографических системах

R_f

Форма галлия

система № 1

система № 2

система № 3

Гидролизованный ⁶⁸Ga

0.00±0.05

Свободный ⁶⁸Ga

0.95±0.05

0.77±0.06

[⁶⁸Ga]Ga-1

0.00±0.05

0.85±0.05

0.00±0.05

[⁶⁸Ga]Ga-2

0.50±0.50

0.95±0.05

0.00±0.05

ная кость близки к значениям КДН, отмечаемым

значения соотношения очаг патологии-интактная

для многих остеотропных препаратов, уже приме-

кость также отмечено для препарата [⁶⁸Ga]Ga-1б.

няемых в клинической практике [4]. Данные о на-

Таким образом, показана возможность получе-

коплении активности в крови согласуются с дан-

ния комплексов ⁶⁸Ga с новыми фосфонатами с вы-

ными, полученными при изучении стабильности

ходами, близкими к 100%, а также изучено влияние

in vitro.

буферных агентов на этот процесс. Результаты экс-

Для исследования влияния концентрации ли-

периментов на лабораторных животных показали,

ганда на распределение активности in vivo был

что соотношения поврежденная-интактная кость

выбраны препараты [⁶⁸Ga]Ga-1 с различным со-

для комплексов [⁶⁸Ga]Ga-1 и [⁶⁸Ga]Ga-2 находятся

держанием лиганда 1: 2.4 мМ. (1.08 мг/мл, препа-

в диапазоне 1.2-2.5, что близко к значениям КДН,

рат [⁶⁸Ga]Ga-1a), 42 мМ. (19 мг/мл, [⁶⁸Ga]Ga-1б),

отмечаемым для остеотропных препаратов, при-

89 мМ. (40 мг/мл, [⁶⁸Ga]Ga-1в). Уровень pH пре-

меняемых в клинической практике.

парата доводили до 6 раствором уксусной кисло-

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ты. Объемная активность препаратов на момент

введения составляла 15-18 МБк/мл. В качестве

Все использованные в работе реактивы относи-

биологических тест-систем были выбраны самки

лись к классу химически и особо чистых (Sigma-

мышей линии BALB/c в количестве 3 особей на

Aldrich, Panreac). Лиганды 1 и 2 синтезированы по

исследуемую точку.

методикам, описанным в работах [17] и [18] соот-

Увеличение концентрации лиганда 1 во вво-

ветственно. В настоящем исследовании исполь-

димых препаратах привело к статистически до-

зованы генераторы ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga производства ЗАО

стоверной практически линейной обратной зави-

«Циклотрон» (Обнинск, Россия) с активностью 20

симости содержания активности в крови от кон-

и 50 мКи (сроки использования 0-12 мес с даты

центрации для обоих соединений (см. рисунок).

изготовления).

Содержание препарата [⁶⁸Ga]Ga-1a в крови соста-

Подготовка растворов ⁶⁸Ga. Генератор элюи-

вило 14.4% от введенной активности на 1 мл через

ровали 0.1 М. раствором HCl согласно инструкции

60 мин после введения и 8.2% от введенной актив-

производителя (ЗАО «Циклотрон»). Для кондици-

ности на 1 мл через 120 мин. При увеличении кон-

онирования (очистки и концентрирования) элюата

центрации лиганда 1 в 17.5 и 37 раз содержание в

генератора 68Ge/68Ga, использовали HCl-этанол

крови уменьшается через 60 мин после введения в

метод [27] на модуле Modular-Lab PharmTracer,

1.7 и 2.9 раза соответственно.

(Eckert & Ziegler, Германия). Измерение абсолют-

В очагах костной патологии зависимость уров-

ной активности ⁶⁸Ga проводили на радиометре

ня аккумуляции от концентрации лигандов не была

Atomlab™ 500 Dose Calibrator (Biodex, США).

линейной, однако следует отметить тенденцию

Проведение реакции связывания ⁶⁸Ga с ли-

к ее снижению с ростом концентрации в первый

гандами. В пробирки типа Эппендорф, содержа-

час после введения. Через 120 мин после введения

щие 0.25-2.4 мкмоль лигандов, добавляли 200-

максимальное накопление в очаге патологии отме-

900 мкл 0.2 М. раствора буферного агента (ацета-

чено для препарата [⁶⁸Ga]Ga-1б. Максимальные

та, сукцината, тартрата, лактата или карбоната на-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 3 2020

ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ АМИНОДИФОСФОНОВЫХ КИСЛОТ

415

трия), 0-700 мкл 0.1 М. раствора HCl и 100 мкл

кубировали 1 ч при 37°С, затем центрифугировали

элюата генератора ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga. В реакционных сме-

10 мин (14000 об/мин), отбирали по 50 мкл надо-

сях без буферных агентов значения pH изменяли

садочной жидкости из каждой смеси и измеряли

путем варьирования соотношения объемов 0.1 M.

их активность с помощью γ-счетчика WIZARD

растворов NaOH и HCl.

2480 (PerkinElmer, США).

Реакционные смеси инкубировали с перемеши-

Коэффициент связывания рассчитывали по

ванием при температуре 25°С в течение 15 мин.

формуле (1).

Объем и активность каждого препарата составля-

aиссл

ли 1 мл и 10-100 МБк соответственно. Измерение

1 -

×100%,

(1)

K =

a_контр

pH проводили по истечении не менее 10 периодов

полураспада ⁶⁸Ga.

где a_иссл - скорость счета аликвоты исследуемого

образца, a_иссл - скорость счета контрольного об-

Определение радиохимической чистоты

препаратов. Для определения количества основ-

разца.

ных радиохимических примесей препаратов ⁶⁸Ga

Изучение стабильности и препаратов [⁶⁸Ga]Ga-1

использовали ТСХ с радиометрическим детек-

и [⁶⁸Ga]Ga-2. Для определения стабильности по-

тированием с помощью сканера для тонкослой-

лученных комплексов 100 мкл препарата добавля-

ной радиохроматографии miniGita Star (Raytest

ли к 1000 мкл следующих растворов: 0.9% NaCl,

Isotopenmeβgerate GmbH, Германия). За радиохи-

буферного раствора Трис-HCl 0.05 М. (pH = 7.4)

мическую чистоту препаратов принимали разни-

и эмбриональной сыворотке бычьей крови. Смеси

цу между 100% и содержанием радиохимических

инкубировали с постоянным перемешиванием при

примесей. Радиохимические примеси представле-

37°С в течение 2 ч. Анализ образцов проводили

ны гидролизованным и свободным [28] галлием.

каждые полчаса с применением ТСХ-систем, опи-

Для анализа препаратов [⁶⁸Ga]Ga-1 выбраны сле-

санных выше.

дующие хроматографические системы:

Исследование биораспределения. Исследо-

- система № 1: неподвижная фаза - целлюло-

вание динамики распределения меченых соеди-

за на алюминиевой подложке (105574, Merck),

нений выполнено на самках белых беспородных

элюент - HCl (2.4 мас%)-ацетон–ацетилацетон,

крыс и самках мышей линии BALB/c. Животные

0.8:7:0.5 [29, 30];

получены из питомника КролИнфо. Эксперименты

- система № 2: неподвижная фаза - целлюлоза

проведены с соблюдением норм и правил обраще-

на алюминиевой подложке (105574, Merck), элю-

ния с позвоночными животными, предназначен-

ент - HCl (1 M.)-метанол, 2:1;

ными для научных исследований [31].

- система № 3: неподвижная фаза - хромато-

Для проведения исследований использовали

графическая бумага Whatman № 2 (W. & R. Balston

растворы соединений

[⁶⁸Ga]Ga-1 и

[⁶⁸Ga]Ga-2

Ltd.), элюент - раствор трифторуксусной кислоты

с объемной активностью 15-37 МБк/мл. Радио-

0.1 об% в смеси ацетонитрил-вода, 1:1 [28].

метрию проб выполняли с использованием авто-

Факторы удерживания R_f, характерные для ос-

матического γ-счетчика Wizard 2480. Полученные

новных химических форм галлия в использован-

данные использованы для расчета доли аккумуля-

ных системах представлены в табл. 3.

ции радиофармацевтических лекарственных пре-

Оценка сродства [⁶⁸Ga]Ga-1 и [⁶⁸Ga]Ga-2 к

паратов в органах (пробах) по формуле (2).

гидроксиапатиту. 50 мкл препарата с радиохи-

A_пробы

A_к =

×100,

(2)

мической чистотой ≥95% добавляли к 500 мкл су-

A_тушки

спензии 5 мг/мл гидроксиапатита (нанопорошок,

где А_пробы - счет образца в имп/мин; А_тушки -

размер частиц < 200 нм, Sigma-Aldrich, США) в

счет от всех органов тушки каждого животного в

буферном растворе Трис-HCl 0.05 М. (pH = 7.4).

имп/мин.

Контрольный образец готовили по этой же методи-

ке без добавления гидроксиапатита (препарат:бу-

Содержание меченых соединений выражали в

фер = 1:10, по объему). Полученные образцы ин-

% от всей активности, зарегистрированной в тушке

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 3 2020

416

МИТРОФАНОВ и др.

животного, на весь исследуемый орган (%/орган),

11.

Velikyan I. // Theranostics. 2014. Vol. 4. N 1. P. 47. doi

а для проб крови, очага патологии, мышечной и

10.7150/thno.7447

костной тканей на 1 г ткани (%/г).

12.

Wu Z., Zha Z., Choi S.R., Plössl K., Zhu L., Kung H.F. //

Nucl. Med. Biol. 2016. Vol. 43. N 6. P. 360. doi

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

10.1016/j.nucmedbio.2016.03.002

13.

Fellner M., Riss P., Loktionova N., Zhernosekov K.,

Исследование выполнено при финансовой

Thews O., Geraldes C.F.G.C., Kovacs Z., Lukeš I.,

поддержке Российского фонда фундаментальных

Rösch F. // Radiochim. Acta. 2011. Vol. 99. N 1. P. 43.

исследований (проект № 19-03-00262, синтез ли-

doi 10.1524/ract.2011.1791

гандов) и Российского научного фонда (проект

14.

Tadayon N., Yousefnia H., Ramazani A., Zolghadri S.,

№ 19-13-00294, радиохимические и биологиче-

Alirezapour B., Jalilian A.R., Afarideh H., Vaez-Teh-

ские исследования).

rani M. // J. Med. Imaging Radiat. Sci. 2019. Vol. 50.

N 1. P. 142. doi 10.1016/j.jmir.2018.10.004

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

15.

Farrell K.B., Karpeisky A., Thamm D.H., Zinnen S. //

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

Bone Rep. 2018. Vol. 9. P. 47. doi 10.1016/j.

тересов.

bonr.2018.06.007

16.

Mirzaei A., Jalilian A.R., Badbarin A., Mazidi M.,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Mirshojaei F., Geramifar P., Beiki D. // Ann. Nucl. Med.

2015. Vol. 29. N 6. P. 506. doi 10.1007/s12149-015-

Roodman G.D. // N. Engl. J. Med. 2004. Vol. 350. N 16.

0971-9

P. 1655. doi 10.1056/NEJMra030831

17.

Цебрикова Г.С., Баулин В.Е., Калашникова И.П.,

Weilbaecher K.N., Guise T.A., McCauley L.K. // Nat.

Рагулин В.В., Завельский В.О., Кодина Г.Е., Цивад-

Rev. Cancer. 2011. Vol. 11. N 6. P. 411. doi 10.1038/

зе А.Ю. // ЖОХ. 2016. Т. 86. № 3. С. 499; Tsebriko-

nrc3055

va G.S., Baulin V.E., Kalashnikova I.P., Ragulin V.V.,

Zheng Y., Zhou H., Dunstan C.R., Sutherland R.L.,

Zavel’skii V.O., Kodina G.E., Tsivadze A.Y. // Russ. J.

Gen. Chem. 2016. Vol. 86. N 3. P. 639. doi 10.1134/

Seibel M.J. // J. Bone Oncol. 2013. Vol. 2. N 1. P. 47.

s107036321603021x

doi 10.1016/J.JBO.2012.11.002

18.

Ларенков А.А., Митрофанов Ю.А., Марук А.Я., Коди-

Кодина Г.Е., Малышева А.О., Клементьева О.Е. //

на Г.Е., Рагулин В.В., Цебрикова Г.С., Баулин В.Е. //

Изв. АН Сер. хим. 2016. № 2. С. 350; Kodina G.E.,

Сборник тезисов докл. XIII Конф. молодых ученых,

Malysheva A.O., Klement’eva O.E. // Russ. Chem. Bull.

аспирантов и студентов ИФХЭ РАН, Москва, 2018.

2016. Vol. 65. N 2. P. 350. doi 10.1007/s11172-016-

С. 224.

1308-0

19.

Bauwens M., Chekol R., Vanbilloen H., Bormans G.,

Russell R.G.G. // Bone. 2011. Vol. 49. N 1. P. 2. doi

Verbruggen A. // Nucl. Med. Commun. 2010. Vol. 31.

10.1016/j.bone.2011.04.022

N 8. P. 753. doi 10.1097/MNM.0b013e32833acb99

Fleisch H., Russell R.G.G., Bisaz S., Casey P.A.,

20.

Morfin J.F., Tóth É. // Inorg. Chem. 2011. Vol. 50. N 20.

Mühlbauer R.C. // Calcif. Tissue Res. 1968. Vol. 2.

P. 10371. doi 10.1021/ic201445e

N 1. P. 10. doi 10.1007/BF02065192

21.

Haynes W.M., Lide D.R., BruN T.J. CRC Handbook of

Chemistry and Physics. Boca Raton: CRC Press, 2017.

Kochmant M., Rutter W.J., Horecker B.L., Nat P., Sci A.,

2643 p.

Two A. // Science. 1969. Vol. 165. N 3899. P. 1262. doi

22.

Ogawa K., Mukai T., Arano Y., Otaka A., Ueda M.,

10.1126/science.165.3899.1262

Uehara T., Magata Y., Hashimoto K., Saji H. // Nucl.

Russell R.G.G., Watts N.B., EbetiN F.H., Rogers M.J. //

Med. Biol. 2006. Vol. 33. N 4. P. 513. doi 10.1016/j.

Osteoporos. Int. 2008. Vol. 19. N 6. P. 733. doi 10.1007/

nucmedbio.2006.03.006

s00198-007-0540-8

23.

Song X., Wang Y., Zhang J., Jin Z., Zhang // Int. J.

Ларенков А.А., Кодина Г.Е., Брускин А.Б. // Меди-

Lab. Hematol. 2016. Vol. 38. N 1. P. 42. doi 10.1111/

цинская радиология и радиационная безопасность.

cbdd.13117

2011. Т. 56. № 5. С. 56.

24.

Bai H.S., Jin H.X., Fan H.Q., Du J., Wang F., Chen D.M.,

10.

Roesch F., J. Riss P. // Curr. Top. Med. Chem. 2012. Vol. 10.

Cheng Z. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1998. Vol. 236.

N 16. P. 1633. doi 10.2174/156802610793176738

N 1-2. P. 87. doi 10.1007/BF02386323

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 3 2020

ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ АМИНОДИФОСФОНОВЫХ КИСЛОТ

417

25. Моисеенко В.М., Блинов Н.Н. Современная тактика

Kodina G.E. // Radiochemistry. 2018. Vol. 60. N 6.

лечения больных злокачественными новообразова-

P. 625. doi 10.1134/s0134347518060104

ниями с метастазами в кости: пособие для врачей.

29. Fellner M., Biesalski B., Bausbacher N., Kubícek V.,

СПб: Министерство здравоохранения РФ, НИИ он-

Hermann P., Rösch F., Thews O. // Nucl. Med. Biol.

кологии им. Н.Н. Петрова, 1996. 32 с.

2012. Vol. 39. N 7. P. 993. doi 10.1016/j.

26. Волознев Л.В., Клементьева О.Е., Корсунский В.Н.,

nucmedbio.2012.04.007

Лысенко Н.П. // Молекулярная медицина. 2013. Т. 2.

30. Meckel M., Bergmann R., Miederer M., Roesch F. //

С. 42.

EJNMMI Radiopharm. Chem. 2017. Т. 1. N 1. P. 1. doi

27. Larenkov A.A., Bruskin A.B., Kodina G.E. // J. Radioanal.

10.1186/s41181-016-0017-1

Nucl. Chem. 2015. Vol. 305. N 1. P. 147. doi 10.1007/

31. Palisaitis D., Love M., Zimmerman R., Radhakrishnan S.,

s10967-015-4089-2

Welsh R., Saw J., Renner S., Kells C., Schampaert E. //

28. Ларенков А.А., Марук А.Я., Кодина Г.Е. // Радиохимия.

Can. J. Cardiol. 2011. Vol. 27. N 6. P. 865. doi 10.1016/j.

2018. Т. 60. № 6. С. 535; Larenkov A.A., Maruk A.Ya.,

cjca.2011.06.009

Assessment of Applicability of Aminodiphosphonic Acids

for Developement of Osteotropic ⁶⁸Ga-Radiopharmaceuticals

Iu. A. Mitrofanova,*, A. Ya. Maruka,b, A. A. Larenkova,c, G. E. Kodina^a,

A. S. Lunev^a, K. A. Luneva^a, O. E. Klementyeva^a, G. S. Tsebrikova^b, V. E. Baulinb,d,

V. V. Ragulin^d, and A. Yu. Tsivadze^b

^aRussian State Research Center “Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency”,

Moscow, 123182 Russia

^bFrumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of The Russian Academy of Sciences, Moscow, 119071 Russia

^cLomonosov Moscow State University, Moscow, 199991 Russia

^dInstitute of Physiologically Active Substances of the Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, 142432 Russia

*e-mail: mitrofanoff.yura@yandex.ru

Received August 19, 2019; revised August 19, 2019; accepted August 22, 2019

The study examined the binding of ⁶⁸Ga to two organic ligands containing aminodiphosphonic groups:

1,7-diamino-4-oxaheptane-1,1,7,7-tetraphosphonic and 1,7-diamino-4-hydroxycarbonylheptane-1,1,7,7-

tetraphosphonic acids. The stability and osteotropic potential of the labeled compounds were evaluated.

Keywords: ⁶⁸Ga, diphosphonates, aminodiphosphonic acids, osteotropic radiopharmaceuticals, hydroxyapatite

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 3 2020