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Other titre : Development and evaluation of bifunctional chelating agents for peptide labeling with [superscript 64]Cu

dc.contributor.advisorGuérin, Brigitte
dc.contributor.advisorTurcotte, Éric
dc.contributor.authorDenis, Célinefr
dc.date.accessioned2015-04-28T20:12:52Z
dc.date.available2015-04-28T20:12:52Z
dc.date.created2015fr
dc.date.issued2015-04-28
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11143/6756
dc.description.abstractRésumé : Grâce à des caractéristiques physiques particulières, le [indice supérieur 64]Cu (T[indice inférieur 1/2]= 12.7 h; β[indice supérieur+], 0.65 MeV [17.8 %]; β[indice supérieur −], 0.58 MeV [38.4 %]) est un candidat idéal pour l’imagerie TEP et la radiothérapie ciblée du cancer. Son utilisation est actuellement limitée par la disponibilité de chélateurs bi-fonctionnels (CBFs) offrant une résistance élevée aux réactions de transmétallation in vivo. Récemment nous avons développés deux nouveaux CBFs cycliques, DOTHA[indice inférieur 2] et NOTHA[indice inférieur 2], portant des ligands hydroxamates pour la complexation au [indice supérieur 64]Cu. Ces CBFs possèdent une cinétique de marquage rapide dans des conditions très douces, une stabilité élevée in vivo et un profil de biodistribution favorable avec une clairance rapide. Nous proposons maintenant d’étendre notre approche à la préparation de CBFs acycliques plus flexibles et compacts afin de moduler les propriétés biologiques et la pharmacocinétique des traceurs peptidiques. Le but de mon projet de maîtrise est de développer une série de chélateurs acycliques dérivés de l'histidine et de l'acide glutamique et fonctionalisés avec des groupements hydroxamates pour identifier un CBF offrant un complexe stable in vivo avec le [indice supérieur 64]Cu(II). Les CBFs ont été préparés en solution pour faciliter l’optimisation de chaque étape réactionnelle. Les groupements chélatants hydroxamates ont été sélectionnés pour leur habilité à former des complexes stables avec différents métaux et ils ont été liés en position N-terminale et sur la chaîne latérale des acides aminés grâce à des réactions de substitution nucléophile. Les groupements para-methoxy-benzyles ont été judicieusement sélectionnés pour la protection des groupements hydroxamates afin de faciliter, au besoin, une déprotection sélective sous des conditions très douces. L’optimisation du marquage a été effectuée avec l’isotope stable du cuivre et ensuite avec le [indice supérieur 64]Cu en faisant varier le contre ion métallique, le pH, la concentration, et la température. Le CBF offrant la plus grande stabilité, soit celui dérivé de l’histidine, a été conjugué à un peptide, le H[indice inférieur 2]N-PEG-[D-Tyr[indice supérieur 6],βAla[indice supérieur 11],Thi[indice supérieur 13],Nle[indice supérieur 14]]bombesin(6-14) (BBN), se liant fortement aux récepteurs de la relâche de la gastrine surexprimés dans les cancers du sein et de la prostate. La stabilité et l’activité spécifique du CBF-histidine et du radiotraceur marqués au [indice supérieur 64]Cu s’est avérée faible in vitro. Il est connu que l’activité antibactérienne de ligands hydroxamates est associée à leur capacité à complexer le fer. En perspective, comme nos chélateurs complexent très fortement le Fe(III), une alternative pour ces composés serait d’évaluer leur capacité à inhiber la croissance et la prolifération des bactéries. || Abstract : Thanks to its particular physical characteristics, [superscript 64]Cu (T[subscript ½= 12.7 h; β[superscript +], 0.65MeV [17.8 %]; β[superscript −], 0.58MeV [38.4 %]) is an ideal candidate for PET imaging and targeted cancer radiotherapy. Currently, its use is limited by the availability of bi-functional chelators (BFCs) which give high resistance to in vivo transmetallation reactions. Recently, we developed two new cyclic BFCs, DOTHA[subscript 2] and NOTHA[subscript 2], bearing hydroxamate pendant arms for the complexation with [superscript 64]Cu. Those BFCs have fast labeling kinetics under very mild conditions, a high in vivo stability and a biodistribution profile which is favorable with a fast clearance. Now, we propose to expand our approach to the preparation of acyclic BFCs, which are more flexible and compact, in order to better modulate biological properties and the pharmacokinetics of the peptidic tracers. The goal of my Master’s degree project is to develop a series of acyclic chelators derived from histidine and glutamic acid and functionalized with hydroxamate pendant arms to identify a BFC that shows highly stable in vivo complexes with [superscript 64]Cu(II). BFCs have been prepared in solution to facilitate the optimization of each reactive step. Hydroxamate chelating groups have been selected for their ability to form stable complexes with different metals and they have been conjugated in N-terminal position and on the lateral chain of amino acids via nucleophilic substitution reactions. Para-methoxy-benzyl groups have been judiciously selected for the protection of the hydroxamate groups to facilitate, if needed, a selective deprotection under mild conditions. The labeling optimization has been performed with a stable copper isotope, and then with [superscript 64]Cu varying the metallic counter-ion, pH, concentration and temperature. The BFC having the highest stability, the one derived from histidine, was conjugated to a peptide, H[subscript 2]N-PEG-[D-Tyr[superscript 6],βAla[superscript 11],Thi[superscript 13],Nle[superscript 14]]bombesin(6-14) (BBN), strongly bounding the gastrin releasing peptide receptor, which is overexpressed in breast and prostate cancers. Both the stability and specific activity of BFC-histidine of the radiotracer labeled with [superscript 64]Cu were low in vitro. It is known that the antibacterial activity of hydroxamate ligands is associated with their ability to complex iron. In perspective, because our hydroxamate ligands strongly complex Fe(III), an alternative for these compounds would be to assess their ability to inhibit the growth and proliferation of bacteria.fr
dc.language.isofrefr
dc.publisherUniversité de Sherbrookefr
dc.rights© Céline Denisfr
dc.subjectChélateur bi-fonctionnelfr
dc.subject[indice supérieur 64]Cufr
dc.subjectLigand hydroxamatefr
dc.subjectHistidinefr
dc.subjectAcide glutamiquefr
dc.subjectBifunctional chelatorfr
dc.subject[superscript 64]Cufr
dc.subjectHydroxamate pendant armfr
dc.subjectGlutamic acidfr
dc.titleSynthèse d'agents chélateurs bi-fonctionnels pour le marquage de peptides avec le [indice supérieur 64]Cufr
dc.title.alternativeDevelopment and evaluation of bifunctional chelating agents for peptide labeling with [superscript 64]Cufr
dc.typeMémoirefr
tme.degree.disciplineSciences des radiations et imagerie biomédicalefr
tme.degree.grantorFaculté de médecine et des sciences de la santéfr
tme.degree.levelMaîtrisefr
tme.degree.nameM. Sc.fr


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