امشب خوشحالم که میزبان شاگرد سابقم بن روتشتاین هستم. بن در حال حاضر در حال تحصیل در مقطع فوق دکتری در دانشکده پزشکی هاروارد است. من چند هفته پیش با بن در بوستون آشنا شدم و واقعاً خوشحال شدم که او موافقت کرد یک پست مهمان درباره تحقیقاتش بنویسد، که به نظرم نه تنها جذاب است، بلکه در دنیای واقعی نیز بسیار کاربردی است. این چیزی است که بن نوشته است:

زمانی که زمان انجام تحقیقات فارغ التحصیلی در آزمایشگاه آندری رو به پایان بود، به این فکر می کردم که چه نوع کاری می خواهم در دوره فوق دکتری انجام دهم و به ایده تحقیق ترجمه ای فکر می کردم، جایی که می توانم مهارت هایی را که در شیمی آلی توسعه داده بودم به کار ببرم. مشکلات در زمینه های دیگر، به شدت برای من جذاب است. پس جای تعجب نیست که من از فرصت استفاده کردم تا به گروه رادیوشیمی نوپای دکتر نیل واسدف در بوستون بپیوندم، علیرغم اینکه در آن زمان آشنایی کمی با رادیواکتیویته یا توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) داشتم. خوشبختانه، نیل و همکارانم در اینجا وقت گذاشتند و در مورد این چیزها به من آموزش دادند و اکنون می توانم در مورد چند کار هیجان انگیزی که اخیرا منتشر کرده ایم به شما بگویم.

کربن-11 همراه با فلوئور-18 پایه اصلی رادیو ایزوتوپ های PET است که برای برچسب گذاری مولکول های کوچک مناسب است. با نیمه عمر تنها حدود 20.4 دقیقه، هر گونه رادیوشیمی با استفاده از این ایزوتوپ کمی رقابت با زمان است، به خصوص اگر یک مطالعه تصویربرداری برای محصول برنامه ریزی شده باشد. بیشترین استفاده از برچسب گذاری رادیویی با کربن 11 [11C]متیل یدید یا تریفلات برای ساخت متیل اترها، استرها، آمین ها یا سولفیدها. اینها همه فرآیندهای چند مرحله ای هستند، زیرا معمولاً انجام می شود [11C]دی اکسید کربن از سیکلوترون، آن را کاهش می دهد [11C]متان، و سپس آن را به [11C]متیل یدید (براکت های مربع مخفف “بدون حامل اضافه شده” هستند، به این معنی که ما هیچ CO2 غیر رادیواکتیو را به فرآیند اضافه نمی کنیم، اگرچه همیشه مقداری وجود دارد.) گروه ما سعی می کند روش های شیمیایی را برای استفاده توسعه دهد. [11C]CO2 مستقیماً از سیکلوترون برای برچسب‌گذاری، بدون توسل به بازهای آلی فلزی قوی مانند معرف‌های گریگنارد یا آلکیل‌لیتیوم‌ها. این روش‌ها از تبدیل‌های شیمیایی ناکارآمد معرف‌های رادیواکتیو ما جلوگیری می‌کنند و همچنین به ما اجازه می‌دهند تا طیف وسیع‌تری از گروه‌های عاملی، به‌ویژه کربونیل‌ها را برچسب‌گذاری کنیم. می‌توانید مروری را که در سال گذشته درباره این موضوع منتشر کردیم در پیوند زیر مشاهده کنید.

1. http://xlink.rsc.org/?DOI=c3cc42236d

جدیدترین مشارکت ما در این زمینه از یک واکنش با واسطه مس برای تشکیل پیوند C-11C استفاده می کند. [11C]CO2 و یک استر آریل بورونیک برای تولید اسیدهای آریل کربوکسیلیک. توجه به برخی از تفاوت های رادیوشیمی و شیمی “سرد” با CO2 مهم است. در حالی که بسیاری از واکنش‌های تثبیت CO2 کاتالیز شده با فلز توسعه یافته‌اند، اکثر آنها در فشار بالا اجرا می‌شوند. با [11C]CO2، این کار به راحتی انجام نمی شود، زیرا هنگامی که ما “مقیاس” را افزایش می دهیم، هنوز با کمتر از 1 نانومول 11CO2 کار می کنیم. ما همچنین باید به دام انداختن کارآمد داشته باشیم [11C]CO2 در محلول بنابراین انتخاب یک پایه مناسب که با واکنش برچسب گذاری نیز سازگار باشد ضروری است. علاوه بر این، از آنجایی که کل فرآیند باید به سرعت انجام شود و ما اتوماسیون را به دستکاری‌های «دستی» ترجیح می‌دهیم، تصفیه ما معمولاً شامل HPLC نیمه آماده‌سازی و استخراج فاز جامد است. ما به اینها نیاز داریم تا کارآمد باشند و جرم کل مواد مورد استفاده در واکنش را محدود کنند. یک واکنش نشان‌دار رادیویی خوب تنها بخشی از نبرد است و لزوماً به یک روش عملی که بتوان برای تصویربرداری PET استفاده کرد، نیست.

مولکولی که ما برای برچسب گذاری انتخاب کردیم، یک داروی رتینوئید تایید شده به نام بکساروتن است. حدود دو سال پیش نشان داده شد که بکساروتن پلاک‌های آمیلوئیدی مغزی را در مدل موش مبتلا به آلزایمر با فعال‌سازی پاک می‌کند. APOE. این نشان دهنده یک مکانیسم جذاب برای بهره برداری از درمان های زوال عقل است. بر این اساس، برخی از خانواده‌های مبتلا به زوال عقل برای دریافت این دارو برای استفاده غیرقانونی هجوم آوردند و یک آزمایش بالینی نیز در نظر گرفته شده است. با این حال، ثابت نشده است که بکساروتن می تواند از سد خونی مغز انسان عبور کند، و ساختار بسیار چربی دوست نشان می دهد که نفوذپذیری غیرفعال بعید است. برای مطالعه ما، با واسطه مس [¹¹C]CO₂-تثبیت به ما اجازه داد تا آماده شویم [¹¹C]بکساروتن مناسب برای تصویربرداری PET برای ارزیابی توزیع زیستی دارو. شما می توانید جزئیات بیشتر را در مقاله ما در لینک زیر بیابید.”