Entwicklung eines lagerstabilen fluorbasierten 19F-MRT-Kontrastmittels zur nicht-invasiven Darstellung inflammatorischer Ereignisse

Entzündliche Veränderungen innerhalb des Gefäßsystems können durch Magnetresonanztomographie (MRT) mit Kontrastmitteln auf Emulsionsbasis, die fluorierte Substanzen als Teil der Ölphase enthalten, sichtbar gemacht werden. Trotz dieses Potenzials ist noch keine derartige Formulierung in der klinischen Anwendung verfügbar. Die Hauptursache hierfür liegt in der Herausforderung regulatorische Qualitätsanforderungen parenteraler Öl-in-Wasser (O/W)-Emulsionen insbesondere die Anforderung nach physikalischer Stabilität zu erfüllen. Daher war es das Hauptziel der vorliegenden Arbeit, ein emulsionsbasierrtes 19F-MRT-Kontrastmittel zu entwickeln, das sämtliche regulatorischen Anforderungen erfüllt und durch dessen Anwendung Entzündungen am Beispiel von Myokardinfarkten mittels MRT dargestellt werden können. Die Ergebnisse der ersten Versuche mit osmotisch stabilisierten Perfluoroctylbromid (PFOB-) Emulsionen führten aufgrund der schlechten Emulsionsqualitäten zu einer Beendigung der Weiterentwicklung auf Basis von PFOB. Durch die Verwendung des semifluorierten Alkans Perfluorhexyloctan (F6H8) und durch dessen Mischbarkeit mit MCT in jedem beliebigen Verhältnis war es möglich, mit dem Emulgator Lipoid S 75 20%-ige F6H8/MCT-Emulsionen [8/12] herzustellen, die die Anforderungen an die physikalische Stabilität erfüllten. Zudem wurden mit diesen Formulierungen erste in vivo-Testungen an einem Myokardinfarktmodell bei Ratten durchgeführt. Dabei konnte nicht nur das infarzierte Areal bildgebungstechnisch erfolgreich dargestellt werden, sondern darüber hinaus überraschenderweise eine weitere, unbeabsichtigt induzierte Entzündung des Perikards. Nach diesen vielversprechenden Ergebnissen erfolgte die Optimierung des 19F-MRT-Kontrastmittels, indem der Anteil des F6H8 von 8 % [w/V] auf 16 % [w/V] erhöht wurde. Zusammengefasst handelt es sich bei dem im Rahmen dieser Arbeit zu entwickelnden 19F MRT-Kontrastmittel um eine 20%-ige F6H8/MCT-Emulsion [16/4].

Das Ziel des zweiten Teils dieser Arbeit war es, die Ölphase des 19F-MRT-Kontrastmittels mit einem Nahinfrarot-Fluoreszenz-Farbstoff (NIRF-Farbstoff) zu markieren, um dadurch die Anreicherung des Kontrastmittels in entzündeten Geweben bei Ratten mit einem Herzinfarkt mithilfe der NIRF-Bildgebungstechnologie überprüfen zu können. Um sicherzustellen, dass der NIRF-Farbstoff Methyl-Propyl-Indotricarbocyanin (MP-ITCC) in vivo die gleiche Verteilung wie F6H8 zeigt, wurde dieser kovalent an Heptadecafluorundecylamin (F17) gebunden. Die ex vivo NIRF-Bilder der infarzierten Herzen von drei Versuchstieren und die entsprechenden mikroskopischen Bilder zeigten ein signifikant größeres Fluoreszenzsignal als die Kontrolle mit einem nicht infarzierten Herzen. Darüber hinaus waren infarzierte Gewebe stark mit Makrophagen infiltriert. Somit konnte die NIRF-markierte Formulierung erfolgreich verwendet werden, um die Anreicherung der F6H8/MCT-Emulsionstropfen in entzündeten Geweben zu überprüfen.