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Diphosphine Bioconjugates via Pt(0)-Catalyzed Hydrophosphination. A Versatile Chelator Platform for Technetium-99m and Rhenium-188 Radiolabeling of Biomolecules
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2023-01-31 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c04008 Rachel E Nuttall 1, 2 , Truc Thuy Pham 2 , Ailis C Chadwick 1 , Ingebjørg N Hungnes 2 , George Firth 2 , Martin A Heckenast 1 , Hazel A Sparkes 1 , M Carmen Galan 1 , Michelle T Ma 2 , Paul G Pringle 1
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2023-01-31 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c04008 Rachel E Nuttall 1, 2 , Truc Thuy Pham 2 , Ailis C Chadwick 1 , Ingebjørg N Hungnes 2 , George Firth 2 , Martin A Heckenast 1 , Hazel A Sparkes 1 , M Carmen Galan 1 , Michelle T Ma 2 , Paul G Pringle 1
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The ability to append targeting biomolecules to chelators that efficiently coordinate to the diagnostic imaging radionuclide, 99mTc, and the therapeutic radionuclide, 188Re, can potentially enable receptor-targeted “theranostic” treatment of disease. Here we show that Pt(0)-catalyzed hydrophosphination reactions are well-suited to the derivatization of diphosphines with biomolecular moieties enabling the efficient synthesis of ligands of the type Ph2PCH2CH2P(CH2CH2–Glc)2 (L, where Glc = a glucose moiety) using the readily accessible Ph2PCH2CH2PH2 and acryl derivatives. It is shown that hydrophosphination of an acrylate derivative of a deprotected glucose can be carried out in aqueous media. Furthermore, the resulting glucose–chelator conjugates can be radiolabeled with either 99mTc(V) or 188Re(V) in high radiochemical yields (>95%), to furnish separable mixtures of cis- and trans-[M(O)2L2]+ (M = Tc, Re). Single photon emission computed tomography (SPECT) imaging and ex vivo biodistribution in healthy mice show that each isomer possesses favorable pharmacokinetic properties, with rapid clearance from blood circulation via a renal pathway. Both cis-[99mTc(O)2L2]+ and trans-[99mTc(O)2L2]+ exhibit high stability in serum. This new class of functionalized diphosphine chelators has the potential to provide access to receptor-targeted dual diagnostic/therapeutic pairs of radiopharmaceutical agents, for molecular 99mTc SPECT imaging and 188Re systemic radiotherapy.
中文翻译：
通过 Pt(0) 催化的氢膦化形成二膦生物共轭物。用于生物分子的 Technetium-99m 和铼-188 放射性标记的多功能螯合剂平台
将靶向生物分子附加到螯合剂上的能力，可以有效协调诊断成像放射性核素99m Tc 和治疗放射性核素188 Re，有可能实现针对受体的疾病“治疗诊断”治疗。在这里，我们表明，Pt(0) 催化的氢膦化反应非常适合具有生物分子部分的二膦衍生化，能够有效合成 Ph 2 PCH 2 CH 2 P(CH 2 CH 2 –Glc) 2 ( L ，其中 Glc = 葡萄糖部分）使用易于获得的 Ph 2 PCH 2 CH 2 PH 2和丙烯酰基衍生物。结果表明，脱保护的葡萄糖的丙烯酸酯衍生物的氢膦化可以在水性介质中进行。此外，所得的葡萄糖-螯合剂缀合物可以用99m Tc(V) 或188 Re(V) 以高放射化学产率 (>95%) 进行放射性标记，以提供顺式- 和反式-[M(O) 2的可分离混合物L 2 ] + (M = Tc, Re)。单光子发射计算机断层扫描 (SPECT) 成像和健康小鼠的离体生物分布表明，每种异构体都具有良好的药代动力学特性，可通过肾途径从血液循环中快速清除。顺式-[ 99m Tc(O) 2 L 2 ] +和反式-[ 99m Tc(O) 2 L 2 ] +在血清中均表现出较高的稳定性。 这种新型功能化二膦螯合剂有可能提供针对受体的双重诊断/治疗对放射性药物，用于分子99m Tc SPECT 成像和188 Re 全身放射治疗。
更新日期：2023-01-31
中文翻译：
通过 Pt(0) 催化的氢膦化形成二膦生物共轭物。用于生物分子的 Technetium-99m 和铼-188 放射性标记的多功能螯合剂平台
将靶向生物分子附加到螯合剂上的能力，可以有效协调诊断成像放射性核素99m Tc 和治疗放射性核素188 Re，有可能实现针对受体的疾病“治疗诊断”治疗。在这里，我们表明，Pt(0) 催化的氢膦化反应非常适合具有生物分子部分的二膦衍生化，能够有效合成 Ph 2 PCH 2 CH 2 P(CH 2 CH 2 –Glc) 2 ( L ，其中 Glc = 葡萄糖部分）使用易于获得的 Ph 2 PCH 2 CH 2 PH 2和丙烯酰基衍生物。结果表明，脱保护的葡萄糖的丙烯酸酯衍生物的氢膦化可以在水性介质中进行。此外，所得的葡萄糖-螯合剂缀合物可以用99m Tc(V) 或188 Re(V) 以高放射化学产率 (>95%) 进行放射性标记，以提供顺式- 和反式-[M(O) 2的可分离混合物L 2 ] + (M = Tc, Re)。单光子发射计算机断层扫描 (SPECT) 成像和健康小鼠的离体生物分布表明，每种异构体都具有良好的药代动力学特性，可通过肾途径从血液循环中快速清除。顺式-[ 99m Tc(O) 2 L 2 ] +和反式-[ 99m Tc(O) 2 L 2 ] +在血清中均表现出较高的稳定性。 这种新型功能化二膦螯合剂有可能提供针对受体的双重诊断/治疗对放射性药物，用于分子99m Tc SPECT 成像和188 Re 全身放射治疗。
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