Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá ban đầu về các đồng phân benzylguanidine được gắn nhãn 18F như là các dấu vết NET cho chẩn đoán nhồi máu cơ tim
Tóm tắt
Suy tim (HF) vẫn là nguyên nhân chính gây bệnh tật và tử vong muộn sau nhồi máu cơ tim (MI). Đến nay, chưa có dấu vết PET gắn nhãn 18F cho thần kinh giao cảm được xác nhận lâm sàng nào cho việc theo dõi nhồi máu cơ tim. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tổng hợp một loạt các đồng phân benzyl guanidine gắn nhãn 18F và đánh giá hiệu quả của chúng như các dấu vết vận chuyển norepinephrine thần kinh tim (NET) cho hình ảnh cơ tim. Chúng tôi cũng đã nghiên cứu khả năng chẩn đoán ban đầu của các dấu vết này trong các mô hình động vật nhồi máu cơ tim, cũng như mối quan hệ cấu trúc-hoạt tính của các dấu vết này. Ba dấu vết benzyl guanidine-NET, bao gồm [18F]1, [18F]2, và [18F]3, đã được tổng hợp và đánh giá in vivo như là các dấu vết PET trong mô hình chuột nhồi máu cơ tim. [18F]LMI1195 được sử dụng làm đối chứng dương tính cho các dấu vết. Nhuộm H&E của các mẫu mô tim nhồi máu tách biệt đã được thực hiện để xác minh hiệu quả của dấu vết PET đã chọn. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy [18F]3 có hiệu suất gán nhãn đã điều chỉnh độ suy giảm trung bình (~10%) và độ tinh khiết phóng xạ cao (>95%) so với các dấu vết khác. Sự hấp thụ của [18F]3 trong các tim chuột bình thường là 1.7±0.1%ID/cc sau 1 giờ tiêm (p. i.), trong khi đó nó là 2.4±0.1, 2.6±0.9, và 2.1±0.4%ID/cc trong các tim chuột MI vào 1, 2 và 3 ngày sau giải phẫu, tương ứng. So với [18F]LMI1195, [18F]3 có hiệu quả hình ảnh cơ tim tốt hơn về độ tương phản giữa tim bình thường và tim MI. Diện tích nhồi máu cơ tim hiển thị qua hình ảnh PET tương ứng tốt với mô nhồi máu được chứng minh qua nhuộm H&E. Với sự tương phản hấp thụ tim rõ rệt giữa chuột bình thường và mô hình chuột nhồi máu, [18F]3 dường như là một công cụ tiềm năng trong chẩn đoán nhồi máu cơ tim. Do đó, cần tiến hành các nghiên cứu sửa đổi cấu trúc thêm về cấu trúc hóa học của [18F]3 để cải thiện độ ổn định in vivo và khả năng phát hiện chẩn đoán nhằm đạt được hiệu ứng hình ảnh đáng tin cậy và thực tế.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Floras JS (2021) The 2021 Carl Ludwig Lecture. Unsympathetic autonomic regulation in heart failure: patient-inspired insights. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 321:R338–R351. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00143.2021
Gupta S, Amanullah A (2015) Radionuclide imaging of cardiac sympathetic innervation in heart failure: unlocking untapped potential. Heart Fail Rev 20:215–226. https://doi.org/10.1007/s10741-014-9456-5
Snipelisky D, Chaudhry SP, Stewart GC (2019) The many faces of heart failure. Card Electrophysiol Clin 11:11–20. https://doi.org/10.1016/j.ccep.2018.11.001
Minatoguchi S (2022) Heart failure and its treatment from the perspective of sympathetic nerve activity. J Cardiol 79:691–697. https://doi.org/10.1016/j.jjcc.2021.11.016
Ramchandra R, Hood SG, Xing D, Lambert GW, May CN (2018) Mechanisms underlying the increased cardiac norepinephrine spillover in heart failure. Am J Physiol Heart Circ Physiol 1315:H340–H347. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00069.2018
Wan N, Travin MI (2020) Cardiac imaging with 123I-meta-iodobenzylguanidine and analogous PET tracers: current status and future perspectives. Semin Nucl Med 50:331–348. https://doi.org/10.1053/j.semnuclmed.2020.03.001
Higuchi T, Yousefi BH, Kaiser F et al (2013) Assessment of the 18F-labeled PET tracer LMI1195 for imaging norepinephrine handling in rat hearts. J Nucl Med 54:1142–1146. https://doi.org/10.2967/jnumed.112.104232
Nakajima K, Scholte AJHA, Nakata T et al (2017) Cardiac sympathetic nervous system imaging with 123I-meta-iodobenzylguanidine: perspectives from Japan and Europe. J Nucl Cardiol 24:952–960. https://doi.org/10.1007/s12350-017-0818-y
Werner RA, Chen XY, Maya Y et al (2018) The impact of ageing on 11C-hydroxyephedrine uptake in the rat heart. Sci Rep 8:11120. https://doi.org/10.1038/s41598-018-29509-0
Zelt JGE, Britt D, Mair BA et al (2021) Regional distribution of fluorine-18-flubrobenguane and carbon-11-hydroxyephedrine for cardiac PET imaging of sympathetic innervation. JACC Cardiovasc Imaging 14:1425–1436. https://doi.org/10.1016/j.jcmg.2020.09.026
Alpert NM, Guehl N, Ptasze L et al (2018) Quantitative in vivo mapping of myocardial mitochondrial membrane potential. PLoS One 13:e0190968. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0190968
Chen X, Werner RA, Koshino K et al (2022) Molecular imaging-derived biomarker of cardiac nerve integrity-introducing high NET affinity PET probe 18F-AF78. Theranostics 12:4446–4458 https://www.thno.org/v12p4446.htm
Werner RA, Chen X, Rowe SP et al (2019) Moving into the next era of PET myocardial perfusion imaging: introduction of novel 18F-labeled tracers. Int J Cardiovasc Imaging 35:569–577. https://doi.org/10.1007/s10554-018-1469-z
Zhang H, Huang R, Pillarsetty N et al (2014) Synthesis and evaluation of 18F-labeled benzylguanidine analogs for targeting the human norepinephrine transporter. Eur J Nucl Med Mol Imaging 41:322–332. https://doi.org/10.1007/s00259-013-2558-9
Turnock S, Turton DR, Martins CD et al (2020) 18F-meta-fluorobenzylguanidine (18F-mFBG) to monitor changes in norepinephrine transporter expression in response to therapeutic intervention in neuroblastoma models. Sci Rep 10:20918. https://doi.org/10.1038/s41598-020-77788-3
Yu M, Bozek J, Lamoy M et al (2011) Evaluation of LMI1195, a novel 18F-labeled cardiac neuronal PET imaging agent, in cells and animal models. Circ Cardiovasc Imaging 4:435–443. https://doi.org/10.1161/CIRCIMAGING.110.962126
Gaertner FC, Wiedemann T, Yousefi BH et al (2013) Preclinical evaluation of 18F-LMI1195 for in vivo imaging of pheochromocytoma in the MENX tumor model. J Nucl Med 54:2111–2117. https://doi.org/10.2967/jnumed.113.119966
Tay NES, Chen W, Levens A et al (2020) 19F- and 18F-arene deoxyfluorination via organic photoredox-catalysed polarity-reversed nucleophilic aromatic substitution. Nature Catalysis 3:734–742. https://doi.org/10.1038/s41929-020-0495-0
Vaidyanathan G, McDougald D, Koumarianou E et al (2015) Synthesis and evaluation of 4-[18F]fluoropropoxy-3-iodobenzylguanidine ([18F]FPOIBG): a novel 18F-labeled analogue of MIBG. Nucl Med Biol 42:673. https://doi.org/10.1016/j.nucmedbio.2015.04.005
Varasteh Z, Mohanta S, Robu S et al (2019) Molecular imaging of fibroblast activity after myocardial infarction using a 68Ga-labelled fibroblast activation protein inhibitor FAPI-04. J Nucl Med 60:1743–1749 http://jnm.snmjournals.org/content/early/2019/08/12/jnumed.119.226993
Li HT, Long CS, Rokosh DG, Honbo NY, Karliner JS (1995) Chronic hypoxia differentially regulates alpha 1-adrenergic receptor subtype mRNAs and inhibits alpha 1-adrenergic receptor-stimulated cardiac hypertrophy and signaling. Circulation 92(4):918–925. https://doi.org/10.1161/01.cir.92.4.918
Eisenhofer G, Friberg P, Rundqvist B et al (1996) Cardiac sympathetic nerve function in congestive heart failure. Circulation 93:1667–1676. https://doi.org/10.1161/01.CIR.93.9.1667
Kawai H, Mohan A, Hagen J et al (2000) Alterations in cardiac adrenergic terminal function and beta-adrenoceptor density in pacing-induced heart failure. Am J Physiol Heart Circ Physiol 278:H1708–H1716. https://doi.org/10.1152/ajpheart.2000.278.5.H1708
Shen Y, Wang Y, Li D et al (2010) Recombinant human erythropoietin pretreatment attenuates heart ischemia-reperfusion injury in rats by suppressing the systemic inflammatory response. Transplant Proc 42(5):1595–1597. https://doi.org/10.1016/j.transproceed.2009.11.050
Molitor M, Rudi WS, Garlapati V et al (2021) Nox2+ myeloid cells drive vascular inflammation and endothelial dysfunction in heart failure after myocardial infarction via angiotensin II receptor type 1. Cardiovasc Res 117(1):162–177. https://doi.org/10.1093/cvr/cvaa042
Iversen LL (1971) Role of transmitter uptake mechanisms in synaptic neurotransmission. Br J Pharmacol 41:571–591. https://doi.org/10.1021/acschemneuro.1c00575
Li X, Shi S, Zhou H, Zhao Z, Lu J (2021) Novel [18F]-labeled meta-bromobenzylguanidine derivatives: potential positron emission tomography imaging probes for the norepinephrine transporter. Mol Pharm 18:3811–3819. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.1c00429
Yu M, Bozek J, Kagan M et al (2013) Cardiac retention of PET neuronal imaging agent LMI1195 in different species: impact of norepinephrine uptake-1 and -2 transporters. Nucl Med Biol 40:682–688. https://doi.org/10.1016/j.nucmedbio.2013.03.003
Mu L, Krämer SD, Warnock GI et al (2020) [11C]mHED PET follows a two-tissue compartment model in mouse myocardium with norepinephrine transporter (NET)-dependent uptake, while [18F]LMI1195 uptake is NET-independent. EJNMMI Res 10:114. https://doi.org/10.1186/s13550-020-00700-7