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Abteilung Radiopharmazeutische Chemie

Prof. Dr. rer. nat. Klaus Kopka

Zyklotron MC32NI zur Produktion von Radionukliden
Vergrößerte Ansicht Zyklotron MC32NI zur Produktion von Radionukliden

Die Abteilung Radiopharmazeutische Chemie entwickelt zielgerichtete Radiotracer für die Molekulare Bildgebung und Diagnostik von Krebs mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Die modernen, klinisch etablierten Hybridtechnologien PET/CT und PET/MRT sind hochsensitive bildgebende Verfahren, die mit Hilfe der Radiotracer die Visualisierung biologischer Prozesse auf subzellulärer und molekularer Ebene in vivo ermöglichen. Der Fokus liegt auf der nicht-invasiven Bildgebung früher Krebsstadien sowie auf der bildgeführten Verlaufskontrolle (Therapiemonitoring) nach entsprechender Chemo-, Strahlen- und zielgerichteter Radioendotherapie. Eine der Hauptaufgaben ist daher die Entwicklung neuer zielgerichteter Radiopharmaka, die relevante biologische Targets wie Rezeptoren, Transportsysteme und Enzyme für die Tumorfrüherkennung und Tumorigenese adressieren. Im Sinne der klinischen Translation verfolgen wir das Ziel, die klinische Behandlung betroffener Patienten methodisch mit Hilfe neuer diagnostischer und therapeutischer Radiopharmaka zu verbessern. Radiopharmaka können entscheidend helfen, Krebs rechtzeitig zu identifizieren und einzugrenzen sowie die bevorstehende Tumorprogression und –metastasierung früh genug zu erkennen.

Die Radiopharmazeutische Chemie greift auf spezielle Methoden der Kernchemie für die Radionuklidproduktion mittels Zyklotronen (s. Abb.) und Radionuklidgeneratoren, der organischen, anorganischen und medizinischen Chemie und insbesondere der Radiochemie zurück. Um eine Überführung neuer PET-Tracer in die klinische Anwendung zu ermöglichen, bedarf es spezieller, good manufacturing practice (GMP)-gerechter Laboratorien mit Reinraumbedingungen, die sowohl den Anforderungen des Strahlenschutzes als auch des Arzneimittelrechts genügen.

Die zukünftigen Entwicklungen der Abteilung Radiopharmazeutische Chemie konzentrieren sich auf neue peptidische und nicht-peptidische Radiotracer. Konkrete Forschungsvorhaben beschäftigen sich mit dem Design 18F- und 68Ga-markierter PET-Tracer für die Visualisierung des Prostata-spezifischen Membran-Antigens (PSMA), aktivierter Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) und weiterer membranassoziierter Rezeptoren, die eine Schlüsselrolle in der Neoangiogenese einnehmen. Die maßgeschneiderten Radiotracer werden idealerweise derart entwickelt, dass sie auch als therapeutische Radiopharmaka mit Partikelstrahlern wie beispielsweise 90Y oder 177Lu markiert werden können. Dieser theranostische Ansatz wurde bereits mit [68Ga]Ga- und [177Lu]Lu-DOTA-TOC für die Behandlung Somatostatin-Rezeptor-positiver Tumoren klinisch etabliert.

Die nicht-invasive In-vivo-Visualisierung und Radioendotherapie mittels zielgerichteter Radiotracer bieten wichtige Möglichkeiten, das klinische Management der onkologischen Patientenversorgung maßgeblich zu verbessern. In dieser Hinsicht fügt sich die Abteilung Radiopharmazeutische Chemie elegant in den Kontext des Forschungsschwerpunktes Bildgebung und Radioonkologie (FS E) des DKFZ ein. Unsere Motivation ist es, das Fachwissen aus der erkenntnisorientierten Grundlagenforschung direkt in die GMP-konforme Produktion entsprechender PET-Tracer für die klinische Forschung und die individualisierte Anwendung im Patienten zu transferieren. Durch die Abteilung Radiopharmazeutische Chemie werden bisher die PET-Radiopharmaka [18F]FDG, [18F]FLT, [18F]FET, Na[18F]F, [68Ga]Ga-DOTA-TOC und [68Ga]Ga-PSMA für die klinische PET/CT und PET/MRT Anwendung hergestellt, um die Krebsforschung am DKFZ in Zusammenarbeit mit der Klinischen Kooperationseinheit Nuklearmedizin unmittelbar zu unterstützen.

Ausgewählte Publikationen

Eder M, Löhr T, Bauder-Wüst U, Reber M, Mier W, Schäfer M, Haberkorn U, Eisenhut M. Pharmacokinetic Properties of Peptidic Radiopharmaceuticals: Reduced Uptake of (EH)3-Conjugates in Important Organs. J Nucl Med 2013, 54, 1327-1330.

Hugenberg V, Riemann B, Hermann S, Schober O, Schäfers M, Szardenings AK, Lebedev A, Gangadharmath U, Kolb H, Walsh J, Zhang W, Kopka K, Wagner S. Inverse 1,2,3-triazole-1-yl-ethyl substituted hydroxamates as highly potent matrix metalloproteinase inhibitors: (Radio)synthesis, in vitro and first in vivo evaluation. J Med Chem 2013, 56, 6858-6870.

Waldmann C, Schober O, Haufe G, Kopka K. A Closer Look at the Bromine Lithium Exchange with tert Butyllithium in an Aryl Sulfonamide Synthesis. Org Lett 2013, 15, 2954-2957.

Schrigten D, Breyholz HJ, Wagner S, Hermann S, Schober O, Schäfers M, Haufe G, Kopka K. A New Generation of Radiofluorinated Pyrimidine-2,4,6-triones as MMP-targeted Radiotracers for Positron Emission Tomography. J Med Chem 2012, 55, 223-232.

Letzte Aktualisierung: 12.06.2014 Seitenanfang