Erweiterung der PET-Technologie

Ein PET-Tracer wird hergestellt, indem ein im Organismus befindliches Molekül mit einem radioaktiven Atom markiert wird. Häufig handelt es sich dabei um den körpereigenen Energielieferant Glucose. Wie schnell und wo Glucose verstoffwechselt wird (Aufnahme und Abbau), liefert wichtige Informationen über biochemische Veränderungen zu Beginn oder im Verlauf einer Krankheit.


Glucose wird häufig mit radioaktivem Fluor markiert, sodass Fluordesoxyglukose (FDG) entsteht,   ein Radionuklid, das intravenös injiziert wird. Beim Zerfall werden Positronen und schließlich Gammastrahlen emittiert, die von einem Scanner erfasst werden können.


Derzeitige Grenzen des PET-Verfahrens sind die kurze Halbwertzeit von Fluor-18 (18F) und dessen geringe Anzahl kompatibler funktioneller Gruppen. Dies schränkt das Zeitfenster nach der Injektion sehr ein, auch kann nur eine kleine Anzahl einfacher Moleküle markiert werden. Mit Erweiterungsmöglichkeiten befasste sich nun das EU-finanzierte Projekt "Late stage fluorination for positron emission tomography applications" (FLUOPET).


Aufbauend auf neueren Fortschritten beteiligter Wissenschaftler bei der späten Fluorierung mit 19F sollten zunächst diese Methoden erweitert werden, was auf hervorragende Weise mit dem kommerziellen Reagenz PhenofluorTM bei Raumtemperatur gelang und die Kompatibilität mit temperaturempfindlichen Substraten gewährleistet. Außerdem wurden während der Synthese typische Nebenwirkungen erheblich reduziert oder sogar beseitigt und es wurde eine breite Kompatibilität mit für die Synthese wichtigen funktionellen Gruppen erreicht.


Im zweiten Jahr konzentrierte sich das Team auf die Anpassung der 19F- bis 18F-Methoden und erzeugte mehrere PhenofluorTM-ähnliche Reagenzien. Da ihre selektive Fluorierung mit 18F sich allerdings als schwierig erwies, wird derzeit an Verbesserungen gearbeitet.


Bei der Entwicklung von PhenofluorTM-Analoga generierten die Forscher per Zufall einen soliden Komplex mit einem wichtigen Reagenz für die Trifluormethylierung (Trifluorjodmethan bzw. CF3I), das normalerweise in gasförmiger Form vorliegt und so kaum genutzt werden kann. Die Forscher demonstrierten die Anwendbarkeit und auch die mitunter höhere Reaktivität gegenüber dem gasförmigen Zustand, meldeten ein Patent an und bereiteten die Ergebnisse für die Veröffentlichung vor.


Damit entwickelte FLUOPET erweiterte PET-Tracer zur Darstellung des Metabolismus komplexer Moleküle wie etwa Neurotransmitterrezeptoren. Weitere Forschungen sollen die Kapazitäten dieses bereits leistungsfähigen, nicht-invasiven Diagnoseverfahrens entscheidend voran bringen, um den Verlauf vieler Krankheiten genauer beobachten zu können.