Kirjallisuusosa: Alzheimerin taudin rottamallien vastaavuus tautiin ihmisessä ja mallien käyttökelpoisuus

Kirjallisuusosa: Alzheimerin taudin hoitoon olisi tarvetta uusille taudinkulkuun vaikuttaville lääkeaineille. Niiden kehittämiseksi tarvitaan eläinmalleja, joissa esiintyy taudin patofysiologisia piirteitä. Rottamalleista vanhemmat skopolamiini- tai MK-801-häirintä sekä ikääntyneiden rottien käyttö eivät kovin hyvin vastaa taudin patofysiologiaa, vaikka niissä eläimen muisti käyttäytymiskokeissa onkin heikentynyt. Uudemmat transgeeniset rottamallit ja mallit, joissa annetaan Aβ:a aivoihin, ilmentävät huomattavasti paremmin Alzheimerin taudin kaltaista tilaa aivoissa ainakin Aβ:n osalta. Taupatofysiologiaa ei silti kummassakaan näistä malleista juuri esiinny. Toisaalta Aβ:lla näyttäisi olevan huomattavasti tau:ta suurempi rooli taudissa, joten sen ilmeneminen mallissa onkin keskeisempi tekijä. Nämä mallit ilmentävät melko suurelti osin yhtä hyvin Alzheimerin taudin patofysiologiaa. Aβ:n antaminen on hieman yksinkertaisempi suorittaa käytännössä, sillä siinä ei tarvitse luoda transgeenista kantaa. Toisaalta transgeenisessa mallissa Aβ-patofysiologia syntyy enemmän Alzheimerin taudin kaltaisesti solujen sisällä eikä valmiita aggregoituvia Aβ-peptidejä anneta ulkopuolelta aivoihin. Molemmat mallit ovat kuitenkin käyttökelpoisia, ja soveltuvat erityisesti Aβ:an vaikuttavien lääkeaineiden kehittämiseen. Kokeellinen osa: Kokeen tarkoituksena oli validoida kohotettu ristikko-sokkelo (elevated plus-maze, EPM) hiirillä kognitiomallina. Kokeessa käytettiin kahden koekerran (trial, T) menetelmää, jossa koekertojen pituus oli viisi minuuttia. Näin saatiin useita oppimista kuvaavia parametreja. Hiirille yritettiin saada muistihäiriö aikaviiveen avulla (koekertojen väli 1-18 vrk) tai antamalla muskariinireseptoriantagonistia skopolamiinia (0,1-0,8 mg/kg i.p.) 30 minuuttia ennen T1:tä. Nämä kokeet suoritettiin sekä C57BL/6J- että ICR:(CD-1)-hiirillä. Aikaviivekokeissa ainut ryhmä, jolla oli viitettä unohtamisesta, oli ICR:(CD-1)-hiirien 18 vrk:n ryhmä. Tämän perusteella tutkittiin vielä 21 vuorokauden aikaväli, mutta selvää muistihäiriötä ei esiintynyt. Skopolamiini ei häirinnyt muistia ICR:(CD-1)-hiirillä, mutta C57BL/6J-hiirillä 0,2 mg/kg:n annoksesta ylöspäin merkitsevä muistihäiriö esiintyi. Näin ollen jatkokokeissa käytettäväksi valittiin skopolamiinin annos 0,2 mg/kg C57BL/6J-hiirillä, ja siinä tutkittiin donepetsiilin (0,3, 0,8 ja 1,5 mg/kg s.c), memantiinin (5,0 ja 10,0 mg/kg s.c) ja kokeellisen 5-HT6-antagonistin SB742457:n (1,5 ja 6,0 mg/kg s.c) muistia parantavia vaikutuksia. Tutkittavat lääkeaineet annettiin 40 minuuttia ennen T1:tä ja skopolamiini 30 minuuttia ennen. Memantiinilla (5,0 mg/kg) oli selkeä skopolamiinin heikentämää kognitiota parantava vaikutus ja donepetsiilillakin (1,5 mg/kg) suuntaus tähän. Tulosten perusteella malli näyttäisi soveltuvan muisti- ja oppimisvaikutusten tutkimiseen käytettäväksi malliksi.

Development of radiosynthesis methods for 18F-labelled radiopharmaceuticals : General considerations and production of a dopamine transporter radioligand

Positron emission tomography (PET) is a molecular imaging technique that utilises radiopharmaceuticals (radiotracers) labelled with a positron-emitting radionuclide, such as fluorine-18 (18F). Development of a new radiotracer requires an appropriate radiosynthesis method: the most common of which with 18F is nucleophilic substitution with [18F]fluoride ion. The success of the labelling reaction is dependent on various factors such as the reactivity of [18F]fluoride, the structure of the target compound in addition to the chosen solvent. The overall radiosynthesis procedure must be optimised in terms of radiochemical yield and quality of the final product. Therefore, both quantitative and qualitative radioanalytical methods are essential in developing radiosynthesis methods. Furthermore, biological properties of the tracer candidate need to be evaluated by various pre-clinical studies in animal models. In this work, the feasibility of various nucleophilic 18F-fluorination strategies were studied and a labelling method for a novel radiotracer, N-3-[18F]fluoropropyl-2beta-carbomethoxy-3beta-4-fluorophenyl)nortropane ([18F]beta-CFT-FP), was optimised. The effect of solvent was studied by labelling a series of model compounds, 4-(R1-methyl)benzyl R2-benzoates. 18F-Fluorination reactions were carried out both in polar aprotic and protic solvents (tertiary alcohols). Assessment of the 18F-fluorinated products was studied by mass spectrometry (MS) in addition to conventional radiochromatographic methods, using radiosynthesis of 4-[18F]fluoro-N-[2-[1-(2-methoxyphenyl)-1-piperazinyl]ethyl-N-2-pyridinyl-benzamide (p-[18F]MPPF) as a model reaction. Labelling of [18F]beta-CFT-FP was studied using two 18F-fluoroalkylation reagents, [18F]fluoropropyl bromide and [18F]fluoropropyl tosylate, as well as by direct 18F-fluorination of sulfonate ester precursor. Subsequently, the suitability of [18F]beta-CFT-FP for imaging dopamine transporter (DAT) was evaluated by determining its biodistribution in rats. The results showed that protic solvents can be useful co-solvents in aliphatic 18F-fluorinations, especially in the labelling of sulfonate esters. Aromatic 18F-fluorination was not promoted in tert-alcohols. Sensitivity of the ion trap MS was sufficient for the qualitative analysis of the 18F-labelled products; p-[18F]MPPF was identified from the isolated product fraction with a mass-to-charge (m/z) ratio of 435 (i.e. protonated molecule [M+H]+). [18F]beta-CFT-FP was produced most efficiently via [18F]fluoropropyl tosylate, leading to sufficient radiochemical yield and specific radioactivity for PET studies. The ex vivo studies in rats showed fast kinetics as well as the specific uptake of [18F]beta-CFT-FP to the DAT rich brain regions. Thus, it was concluded that [18F]beta-CFT-FP has potential as a radiotracer for imaging DAT by PET.