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Nouveaux Benzofuranes avec des complexes 99mTc comme sondes pour l’imagerie cérébrale β -Amyloid Plaques

La maladie d’Alzheimer (AD) est une maladie neurodégénérative du cerveau associée à un déclin cognitif irréversible, troubles de la mémoire et changements de comportement. La présence d’agrégats de β -amyloid (A β) dans le cerveau est généralement acceptée comme une caractéristique de AD.1,2 Actuellement, le seul diagnostic définitif de AD est par l’examen pathologique de la coloration post-mortem du cerveau affecté l’évaluation précoce des symptômes cliniques pour le diagnostic de la MA est souvent difficile et peu fiable. Ainsi, la détection de plaques individuelles in vivo par tomographie par émission de photon unique (SPECT) ou tomographie par émission de positrons (PET) a été fortement souhaitée pour améliorer le diagnostic et également accélérer la découverte d’agents thérapeutiques efficaces pour AD.3 − 6 Plusieurs radiomarqués des sondes pour l’imagerie β -amyloïde à base de rouge Congo, de thioflavine T et de DDNP ont été rapportées. Parmi eux, [11C] PIB, 7,8 [11C] SB-13,9,10 [18F] BAY94-9172,11,12 [11C] BF-227,13 [18F] FDDNP, 14 − 16 [ 123I] IMPY, 17 − 19 et [18F] AV-4520,21 ont été testés cliniquement et ont démontré une utilité potentielle.Nous avons récemment rapporté que les dérivés de benzofurane marqués 125I, 11C et 18F présentaient une forte affinité pour A β agrégats et une bonne absorption dans et une clairance rapide du cerveau, indiquant que le benzofurane peut fonctionner comme un échafaudage prometteur pour le développement de sondes d’imagerie & amp;22,23 Dans cette étude, nous avons prévu le développement de nouveaux dérivés du benzofurane marqués au technétium-99m (99mTc). Le 99mTc (T1 / 2 = 6,01 h, 141 keV) est devenu le radionucléide le plus couramment utilisé en médecine nucléaire diagnostique, car il est facilement produit par un générateur 99Mo / 99mTc; l’énergie médiane qu’il émet est adaptée à la détection et sa demi-vie physique est compatible avec la localisation biologique et le temps de résidence requis pour l’imagerie. Sa disponibilité immédiate, essentiellement 24 heures sur 24, et sa facilité d’utilisation en font le radionucléide de choix. Plusieurs sondes d’imagerie marquées au 99mTc ont été mises au point (Figure 11), mais aucune étude clinique n’a été rapportée, mais de nouveaux agents d’imagerie marqués au 99mTc fourniront des SPECT simples, pratiques et répandus. méthodes d’imagerie basées sur la détection et éventuellement la quantification des plaques d’amyloïdes dans le tissu cérébral vivant.Figure 1Chemical structure des sondes d’imagerie A &#x003b2 marquées au 99mTc précédemment rapporté.Dans la présente étude, nous avons synthétisé deux dérivés de benzofurane avec monoamine-monoamide dithiol (MAMA) et bis-amino-bis-thiol (MTD) MAMA et BAT ont été sélectionnés comme ligand de chélation en tenant compte de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique sanguine, car ils forment un complexe électriquement neutre avec 99mTc.29 Nous avons ensuite évalué leur potentiel biologique en tant que sondes en testant leur affinité pour les agrégats A &#x003b2 et les plaques d’amyloïdes dans des sections du tissu cérébral de souris Tg2576 et leur absorption par le cerveau et sa clairance dans le cerveau. expériences de distribution utilisant des souris normales. A notre connaissance, c’est la première fois que des benzofuranes couplés à des complexes 99mTc ont été proposés comme sondes pour la détection des plaques de -amyloïde dans le cerveau. La synthèse des dérivés de 99mTc / Re benzofurane est décrite dans le schéma 1. L’étape clé dans la formation du squelette de benzofurane a été facilement réalisée en faisant réagir du 2-hydroxy-5-méthoxybenzaldéhyde avec du bromure de 4-nitrobenzyle pour produire le composé 1 avec un rendement de 75%. Le dérivé amino 2 a été préparé à partir de 1 par réduction avec SnCl2 avec un rendement de 95%. La conversion de 2 en dérivé diméthylamino 3 a été réalisée par un procédé efficace avec du paraformaldéhyde, du cyanoborohydrure de sodium et de l’acide acétique (rendement de 78%). Le groupe O-méthyle de 3 a été éliminé en réagissant avec BBr3 pour donner 4 avec un rendement de 63%. Après avoir introduit un groupe triméthylène dans 4 en tant que lieur par réaction avec le 1,3-dibromopropane, les ligands de chélation ont été conjugués avec 5. Les ligands de chélation protégés par thiol (PMB-BAT et TRT-MAMA) ont été synthétisés selon les méthodes rapportées précédemment. avec quelques légères modifications. Ensuite, 5 a été joint à PMB-BAT ou TRT-MAMA pour générer les composés 6 (PMB-BAT-BF) et 9 (TRT-MAMA-BF), respectivement. Après déprotection du groupe thiol en 6 et 9, les complexes Re (7 et 10) ont été directement préparés par une réaction avec (PPh3) 2ReOCl3. Le complexe 99mTc correspondant, 8 (99mTc-BAT-BF) ou 11 (99mTc-MAMA-BF), a été préparé par une réaction d’échange de ligands en utilisant le précurseur 99mTc-glucoheptonate (GH). Le mélange résultant a été analysé par chromatographie liquide à haute performance en phase inverse (CLHP), montrant qu’un seul complexe radioactif formé avec une pureté radiochimique supérieure à 95% après purification par HPLC. L’identité du complexe a été établie par HPLC comparative en utilisant les complexes Re correspondants comme référence. Les temps de rétention pour 99mTc-BAT-BF et 99mTc-MAMA-BF sur HPLC (radioactivité) étaient de 13,2 et 10,3 min, respectivement. Les temps de rétention des complexes Re correspondants (7 et 10) sur HPLC (détection UV) étaient respectivement de 11,4 et de 9,4 min.Schéma 1Synthèse des dérivés de Re- et 99mTc-benzofuranePour évaluer l’affinité de liaison de Re-BAT-BF (7) et Re-MAMA-BF (10), des essais d’inhibition avec des agrégats [125I] IMPY et A β (1 Ȣ 42) ont été effectués (Figure 22) .18 Les deux ligands ont inhibé la liaison de [ 125I] IMPY aux agrégats A β (1 − 42) d’une manière dose-dépendante, indiquant une affinité pour les agrégats A &#x003b2, dont les valeurs Ki étaient de 11,5 et 24,4 nM, respectivement, suggérant que Re-BAT- BF a montré une plus grande affinité que Re-MAMA-BF (Tableau 1) Les résultats ont également indiqué que 99mTc-BAT-BF et 99mTc-MAMA-BF se lieraient aux agrégats de A &#x003b2 En effet, dans les dosages suivants, 99mTc-BAT-BF et 99mTc-MAMA-BF ont montré une plus grande affinité que 99mTc-BAT et 99mTc-MAMA (figure S1 dans l’information de support) .Ces résultats soutiennent fortement notre rapport précédent que le dérivé de benzofurane Les courbes d’inhibition de Re-BAT-BF (7) (cercle rose) et Re-MAMA-BF (10) (carré vert) pour la liaison de [125I] IMPY à A β (1 − 42) agrégats.Tableau 1 Constantes d’inhibition pour la liaison de [125I] IMPY à A β (1 − 42) Agrégats Ensuite, l’affinité de 99mTc-BAT-BF pour les plaques β -amyloïdes a été étudiée in vitro en utilisant des sections de souris Tg2576 cerveau (Figure ​ (Figure3) .3). Les images autoradiographiques ont montré de nombreuses taches radioactives dans le tissu cérébral. De plus, la radioactivité du 99mTc-BAT-BF correspond aux zones de coloration à la thioflavine-S, un colorant pathologique communément utilisé pour les plaques d’amyloïdes. En revanche, le cerveau normal de souris n’a montré aucune accumulation remarquable de 99mTc-BAT-BF (données non montrées). Les résultats suggèrent que 99mTc-BAT-BF se lie à des plaques de & amyloïde dans le cerveau de la souris en plus de la liaison synthétique A β agrégats.Figure 3Autoradiography de 99mTc-BAT-BF dans les sections du cerveau de la souris Tg2576 (A). Les plaques marquées ont été confirmées par la coloration des coupes adjacentes avec de la thioflavine-S (B). La biodistribution de 99mTc-BAT-BF et de 99mTc-MAMA-BF a été examinée chez des souris normales (Tableau 2). Une expérience de biodistribution fournit des informations importantes sur l’absorption dans le cerveau. La sonde d’imagerie idéale doit pénétrer dans la barrière hémato-encéphalique sanguine pour délivrer une dose suffisante dans le cerveau, mais être rapidement éliminée des régions normales de façon à obtenir un rapport signal / bruit élevé. Le 99mTc-BAT-BF a montré une plus grande absorption (1,34% ID / g) que le 99mTc-MAMA-BF (0,74% ID / g) à 2 min postinjection. L’absorption de 99mTc-BAT-BF a atteint son maximum 10 minutes après l’injection, atteignant 1,37% ID / g, et environ 60% de la radioactivité accumulée à 2 minutes après l’injection avaient été éliminés du cerveau par 60 minutes. L’absorption de 99mTc-MAMA-BF a culminé 30 min après l’injection à 1,23% ID / g, et l’élimination du cerveau a été plus lente que celle de 99mTc-BAT-BF tout au long du temps, ce qui ne convient pas à l’imagerie in vivo. Les valeurs log P de 99mTc-BAT-BF et 99mTc-MAMA-BF étaient de 3,33 et 3,01, respectivement. Bien que la lipophilie ne soit qu’un des facteurs affectant l’absorption d’un composé dans le cerveau4, elle peut expliquer la bonne assimilation de 99mTc-BAT-BF.Tableau 2Biodistribution de la radioactivité après injection de dérivés du benzofurane marqués au 99mTc dans les micas normaux. Conçu et synthétisé avec succès de nouveaux dérivés de benzofurane conjugués à des complexes 99mTc ou Re pour la détection de plaques de #amyloïde dans le cerveau. Dans des expériences in vitro, Re-BAT-BF lié à A β agrégats avec une plus grande affinité que Re-MAMA-BF, et 99mTc-BAT-BF clairement marqué β -amyloïdes plaques dans des sections de tissu cérébral de souris Tg2576. En outre, 99mTc-BAT-BF a montré une bonne absorption dans le cerveau et un lavage rapide après son injection chez les souris normales. La combinaison d’une bonne affinité pour les plaques, l’absorption et la clairance de l’amyloïde, fait du 99mTc-BAT-BF une sonde prometteuse pour la détection des plaques d’amyloïdes dans le cerveau. Les résultats de la présente étude devraient fournir des informations utiles pour le développement de sondes marquées au 99mTc pour l’imagerie des plaques β -amyloïdes dans le cerveau.