Sự liên kết của một phức hợp porphyrin mangan dimer với albumin huyết tương: hướng tới một chất đối quang MRI T1 không chứa gadolinium

JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry - Tập 19 - Trang 229-235 - 2014
Weiran Cheng1,2, Tameshwar Ganesh3,4, Francisco Martinez5, Jolie Lam1, Hyung Yoon1, Robert B. Macgregor3, Timothy J. Scholl5, Hai-Ling Margaret Cheng3,4,6, Xiao-an Zhang1,2,7
1Department of Physical and Environmental Sciences, University of Toronto Scarborough, Toronto, Canada
2Department of Chemistry, University of Toronto, Toronto, Canada
3Graduate Department of Pharmaceutical Sciences, Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto, Toronto, Canada
4Program in Physiology and Experimental Medicine, The Hospital for Sick Children, Toronto, Canada
5Imaging Research Laboratories, Robarts Research Institute and Department of Medical Biophysics, The University of Western Ontario, London, Canada
6Department of Medical Biophysics and The Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering, University of Toronto, Toronto, Canada
7Department of Biological Sciences, University of Toronto Scarborough, Toronto, Canada

Tóm tắt

Gadolinium Dimer Gadofosveset là tác nhân đối quang MRI đầu tiên đã được phê duyệt lâm sàng, được thiết kế để liên kết với albumin huyết tương người (HSA) một cách hồi phục, kéo dài thời gian lưu hành trong máu. Tuy nhiên, đặc điểm dược động học quý giá này cần thiết cho việc hình ảnh hóa mạch máu lại làm tăng nguy cơ giải phóng và tích tụ gadolinium trong cơ thể. Việc gadofosveset liên kết với HSA làm tăng đáng kể độ giảm từ trường tại trường hợp yếu, tuy nhiên, độ giảm này giảm mạnh khi từ trường tăng lên, giới hạn ứng dụng của gadofosveset tại các trường 3 T trở lên. Để giải quyết những thách thức này, chúng tôi đã đánh giá một loại porphyrin mangan(III) dimer mới (MnP2) trong ống nghiệm và trong cơ thể như một tác nhân không chứa gadolinium. Qua nhiều nghiên cứu quang phổ, chúng tôi đã chứng minh rằng MnP2 liên kết chặt chẽ với HSA. MnP2 cho thấy sự giảm độ giảm từ vừa phải khi liên kết với HSA. Tuy nhiên, do những hành vi giảm từ độc đáo phụ thuộc vào trường và cấu trúc dimer (hai ion MnIII mỗi phức), MnP2–HSA có độ giảm mol tương đương gấp đôi phức gadofosveset–HSA tại 3 T. Qua việc tiêm tĩnh mạch ở chuột, MnP2 thể hiện khả năng giữ lại dài và tăng cường độ tương phản đáng kể trong bể chứa mạch, như được thử nghiệm trên máy quét MRI lâm sàng trường cao 3-T. Bằng tất cả các dữ liệu này, chúng tôi chứng minh rằng MnP2 đại diện cho một lớp mới của các tác nhân không chứa gadolinium phù hợp cho cả ứng dụng thông thường và trường cao.

Từ khóa

#gadofosveset #albumin huyết tương #mangan #porphyrin #chất đối quang MRI #tính năng dược động học #hình ảnh hóa mạch máu #từ trường #ứng dụng lâm sàng

Tài liệu tham khảo

Carr JC (2012) Magnetic resonance angiography principles and applications. Springer, New York Lewis M, Yanny S, Malcolm PN (2012) J Med Imaging Radiat Oncol 56:187–191 Bremerich J, Bilecen D, Reimer P (2007) Eur Radiol 17:3017–3024 Merbach AE, Tóth E (2001) The chemistry of contrast agents in medical magnetic resonance imaging. Wiley, Chichester Lauffer RB (1987) Chem Rev 87:901–927 Villaraza AJ, Bumb A, Brechbiel MW (2010) Chem Rev 110:2921–2959 Bumb A, Brechbiel MW, Choyke P (2010) Acta Radiol 51:751–767 Lauffer RB, Parmelee DJ, Ouellet HS, Dolan RP, Sajiki H, Scott DM, Bernard PJ, Buchanan EM, Ong KY, Tyeklar Z, Midelfort KS, McMurry TJ, Walovitch RC (1996) Acad Radiol 3(Suppl 2):S356–S358 Caravan P, Cloutier NJ, Greenfield MT, McDermid SA, Dunham SU, Bulte JW, Amedio JC Jr, Looby RJ, Supkowski RM, Horrocks WD Jr, McMurry TJ, Lauffer RB (2002) J Am Chem Soc 124:3152–3162 Baxter AB, Lazarus SC, Brasch RC (1993) Invest Radiol 28:308–312 Parmelee DJ, Walovitch RC, Ouellet HS, Lauffer RB (1997) Invest Radiol 32:741–747 Cowper SE, Robin HS, Steinberg SM, Su LD, Gupta S, LeBoit PE (2000) Lancet 356:1000–1001 Partain CL (2009) J Magn Reson Imaging 30:1231–1232 Aime S, Caravan P (2009) J Magn Reson Imaging 30:1259–1267 Rohrer M, Bauer H, Mintorovitch J, Requardt M, Weinmann H-J (2005) Invest Radiol 40:715–724 Cheng W, Haedicke IE, Nofiele J, Martinez F, Beera K, Scholl TJ, Cheng HL, Zhang XA (2014) J Med Chem. doi:10.1021/jm401124b Jung K-H, Kim H-K, Lee GH, Kang D-S, Park J-A, Kim KM, Chang Y, Kim T-J (2011) J Med Chem 54:5385–5394 Ramirez DC, Gomez-mejiba SE, Corbett JT, Deterding LJ, Tomer KB, Mason RP (2009) Biochem J 417:341–353 Kimmich R, Anoardo E (2004) Prog Nucl Magn Reson Spectrosc 44:257–320 Anoardo E, Galli G, Ferrante G (2001) Appl Magn Reson 20:365–404 Boucher LJ (1972) Coord Chem Rev 7:289–329 Sur SK, Bryant RG (1995) J Phys Chem 99:4900–4905 Woody RW, Hsu M-C (1971) J Am Chem Soc 93:3515–3525 Aime S, Botta M, Fasano M, Terreno E (1998) Chem Soc Rev 27:19–29 Caravan P (2006) Chem Soc Rev 35:512–523 Dumas S, Troughton JS, Cloutier NJ, Chasse JM, McMurry TJ, Caravan P (2008) Aust J Chem 61:682–686 Caravan P, Zhang Z (2012) Eur J Inorg Chem 2012:1916–1923 Botta M, Tei L (2012) Eur J Inorg Chem 2012:1945–1960 Aime S, Gianolio E, Longo D, Pagliarin R, Lovazzano C, Sisti M (2005) ChemBioChem 6:818–820 Koenig SH, Brown RD III, Spiller M (1987) Magn Reson Med 4:252–260 Eldredge HB, Spiller M, Chasse JM, Greenwood MT, Caravan P (2006) Invest Radiol 41:229–243
Thông tin
Thông tin xuất bản

JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry

Tập 19

229-235

Thông tin tác giả