Synthesis and evaluation of novel bifunctional chelators based on the DATA chelator scaffold for 68Ga-positron emission tomography

• Applicant: Professor Dr. Frank Rösch, since 12/2014
• Subject Area: Pharmacy ; Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation ; Nuclear Medicine, Radiotherapy, Radiobiology ; Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2014 to 2018
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 262451812

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Alle im Arbeitsprogramm der Sachbeihilfe beschriebenen Inhalte konnten vollständig und erfolgreich bearbeitet werden: „Synthesis of DATA-based BFCs, Evaluation of BFCs, Synthesis of DATA-TOC conjugates; Evaluation of DATA-TOC conjugates; Development of kit-type labelling“. Darüber hinaus wurden zusätzlich Aspekte der thermodynamischen Stabilität untersucht. Besonders erfolgreich ist der Verlauf der translationalen Evaluierung des ersten DATA-Radiopharmakons: von in vitro-Zellbindungsasays über ex vivo- und in vivo-Kleintierstudien bis hin zum Patienten scheint 68Ga-DATA-TOC ein Molekül zu sein, was klinisch relevant ist – und eben die Vorteile des hybriden Chelators bei der Synthese einbringt. Parallel dazu laufen verschiedene internationale Kooperationen zur Nutzung des DATA-Chelators. Schließlich wurden neben den beschriebenen Arbeiten auch die ursprünglichen AAZTA-Varianten aufgegriffen, um die elegante Markierungsweise des 68Ga-DATA auf Nuklide wie 44Sc und 177Lu übertragen – hier nun mit analogen bifunktionalen AAZTA-Strukturen. Bei den inzwischen erfolgreich laufenden Studien handelt es sich um ein Programm analog zu dem hier für DATA berichteten, wobei die Synthesen und vor allem die Radiomarkierungen für 44Sc und besonders für 177Lu quantitativ sind. Wir stellen uns die nächsten Schritte dahingehend vor, dass temperatursensitive molekulare Targetingvektoren wie Proteine oder nanopartikuläre drug-delivery-Systeme mit AAZTA-konjugiert und mit 177Lu markiert werden.

Publications

• Approaching 'kit-type' labelling with 68Ga: The DATA chelators. ChemMedChem. 10/6 (2015) 1019-26
  Seemann J, Waldron BP, Roesch F, Parker D
  (See online at https://doi.org/10.1002/cmdc.201500092)
• Cation exchange-based post-processing of 68Gaeluate: A comparison of three solvent systems for labelling of DOTATOC, NO2AP(BP) and DATA(m). Appl Radiat Isot. 98 (2015) 54-9
  Seemann J, Eppard E, Waldron BP, Ross TL, Roesch F
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2015.01.023)
• DATATOC: a novel conjugate for kit-type 68Ga labelling of TOC at ambient temperature. EJNMMI Radiopharm Chem. 1/1 (2017) 4
  Seemann J, Waldron BP, Parker D, Roesch F
  (See online at https://doi.org/10.1186/s41181-016-0007-3)
• Equilibrium, kinetic and structural properties of gallium(III)- and some divalent metal complexes formed with the new DATAm and DATA5m ligands. Chem. Eur. J.
  Farkas E, Nagel J, Waldron BP, Parker D, Tóth I, Brücher E, Rösch F, Baranyai Z
  (See online at https://doi.org/10.1002/chem.201701508)
• Novel bifunctional DATA chelator for quick access to site-directed PET 68Ga-radiotracers: Preclinical proof-of-principle with [Tyr3]octreotide. Dalton Trans 46 (2017) 14584-14590
  Nock AB, Kaloudi A, Nagel J, Sinnes J-P, Roesch F, Maina T
  (See online at https://doi.org/10.1039/c7dt01684k)
• Instant kit-preparation of 68Ga-radiopharmaceuticals via the chimeric chelator DATA: Proofof-principle with [68Ga]Ga-DATA-TOC. EJNMMI Research, (2019) 9:48
  Sinnes J-P, Nagel J, Waldron B, Maina T, Nock A, Bergmann R, Ullrich M, Pietzsch J, Bachmann M, Baum RP, Rösch F
  (See online at https://doi.org/10.1186/s13550-019-0516-7)