Synthesis and antimicrobial evaluation of two peptide LyeTx I derivatives modified with the chelating agent HYNIC for radiolabeling with technetium-99m

Background Current diagnostic methods and imaging techniques are not able to differentiate septic and aseptic inflammation. Thus, reliable methods are sought to provide this distinction and scintigraphic imaging is an interesting option, since it is based on physiological changes. In this context, radiolabeled antimicrobial peptides have been investigated as they accumulate in infectious sites instead of aseptic inflammation. The peptide LyeTx I, from the venom of Lycosa erythrognatha, has potent antimicrobial activity. Therefore, this study aimed to synthesize LyeTx I derivatives with the chelating compound HYNIC, to evaluate their antimicrobial activity and to radiolabel them with 99mTc. Methods Two LyeTx I derivatives, HYNIC-LyeTx I (N-terminal modification) and LyeTx I-K-HYNIC (C-terminal modification), were synthesized by Fmoc strategy and purified by RP-HPLC. The purified products were assessed by RP-HPLC and MALDI-ToF-MS analysis. Microbiological assays were performed against S. aureus (ATCC® 6538) and E. coli (ATCC® 10536) in liquid medium to calculate the MIC. The radiolabeling procedure of LyeTx I-K-HYNIC with 99mTc was performed in the presence of co-ligands (tricine and EDDA) and reducing agent (SnCl2. 2H2O), and standardized taking into account the amount of peptide, reducing agent, pH and heating. Radiochemical purity analysis was performed by thin-layer chromatography on silica gel strips and the radiolabeled compound was assessed by RP-HPLC and radioactivity measurement of the collected fractions. Data were analyzed by ANOVA, followed by Tukey test (p-values < 0.05). Results Both LyeTx I derivatives were suitably synthesized and purified, as shown by RP-HPLC and MALDI-ToF-MS analysis. The microbiological test showed that HYNIC-LyeTx I (N-terminal modification) did not inhibit bacterial growth, whereas LyeTx I-K-HYNIC (C-terminal modification) showed a MIC of 5.05 μmol.L−1 (S. aureus) and 10.10 μmol.L−1 (E. coli). Thus, only the latter was radiolabeled with 99mTc. The radiochemical purity analysis of LyeTx I-K-HYNIC-99mTc showed that the optimal radiolabeling conditions (10 μg of LyeTx I-K-HYNIC; 250 μg of SnCl2. 2H2O; pH = 7; heating for 15 min) yielded a radiochemical purity of 87 ± 1 % (n= 3). However, RP-HPLC data suggested 99mTc transchelation from LyeTx I-K-HYNIC to the co-ligands (tricine and EDDA). Conclusions The binding of HYNIC to the N-terminal portion of LyeTx I seems to affect its activity against bacteria. Nevertheless, the radiolabeling of the C-terminal derivative, LyeTx I-K-HYNIC, must be better investigated to optimize the radiolabeled compound, in order to use it as a specific imaging agent to distinguish septic and aseptic inflammation.(AU)

Efeito da fração não-oleosa doRicinus communisna biodistribuição comTecnécio-99m em camundongos / Effect of non-oily fraction ofRicinus communis on the bio distribution with Technetium-99m in mice

RESUMO Ricinus communisé uma planta pertence à família Euforbiaceae. A partir de seus frutos é extraído o óleo de rícino e outra fração altamente tóxica (fração não-oleosa). Neste estudo, foi avaliado o efeito da fração não oleosa de R. communis(FNORC) na biodistribuição do Tc-99m em camundongos sadios e em animais transplantados com Sarcoma-180 (S180). Para avaliação da biodistribuição do Tc-99m, o percentual de atividade radioativa total injetada (ATI%) foi mensurada utilizando um contador gama. Os resultados mostraram que, em animais sadios, houve aumento da captação do Tc-99m após o tratamento com FNORC pelos rins, cérebro e estômago. Apenas houve diminuição da absorção deste radioisótopo nos músculos. Em animais com tumor, houve redução significativa da captação do Tc-99m no coração, pulmões e tumor, e foi observado o aumento da captação apenas nos rins. Foi observada também a diminuição da concentração das proteínas plasmáticas totais em animais com tumor após tratamento com FNORC e atividade antitumoral significativa. Diante desses dados, conclui-se que fração não oleosa de R. communis possui atividade antitumoral significativa, porém altera a biodistribuição do Tc-99m, fato este que pode resultar em falhas nos processos de diagnóstico por imagem que utilizem este radioisótopo como marcador.

ABSTRACT Ricinus communis is a plant belonging to the Euforbiaceae family. From its fruits, it is extracted the castor oil and another highly toxic fraction (non-oily fraction). In this study, we evaluated the effect of the non-oily fraction of R. communis (NOFRC) on the bio distribution of Tc-99m in healthy mice and in animals transplanted with Sarcoma-180 (S180). To evaluate the bio distribution of theTc-99m, the percentage of the total injected radioactivity (% TIR) was measured through a gamma counter. There was an increase in the capitation of Tc-99m after the treatment with NOFRC in the kidneys, brain, and stomach of healthy animals. A decrease in the reception of this radionuclide was only found in the muscles. In animals with tumour, there was a significant reduction in the uptake of Tc-99m in the heart, lungs and tumour. An increase in the capitation was only observed in the kidneys. It was also observed a reduction in the total plasma protein concentration in animals with tumours after the treatment with NOFRC, besides significant antitumor activity. We concluded that there is antitumor activity in the NOFRC, but that it alters the biodistribution of Tc-99m, a fact which may result in failures in the diagnostic imaging process using this radioisotope as a marker.

Avaliação da influência da idade e do volume do espaçador na deposição pulmonar de aerossóis / Evaluation of the influence of patient age and spacer device volume on aerosol lung deposition

OBJETIVO: Avaliar, através de estudo da deposição pulmonar de 99m tecnécio-fitato, a eficácia de três espaçadores freqüentemente utilizados na prática clínica e comparar esta deposição de acordo com diferentes faixas etárias. MÉTODOS: Nove pacientes voluntários sadios, sem história de doença pulmonar, foram estudados, sendo três adultos e seis crianças de diferentes faixas etárias. Através de verificação qualitativa e semiquantitativa da deposição de 99m tecnécio-fitato em vias aéreas, procedeu-se a análise comparativa entre dois espaçadores de pequeno volume (Aerochamber® e Inal-Air®) e um espaçador de grande volume (Flumax®). Cada paciente recebeu inalação de 99m tecnécio-fitato. O espaçador foi preenchido, durante 30 segundos, por radioaerossóis impulsionados por fluxo de oxigênio. Por 10 segundos, os pacientes procederam à inalação com máscara acoplada ao espaçador. Por 4 minutos, realizou-se contagem de radiação emitida nas faces anterior e posterior do tórax. Realizou-se, ainda, contagem de radiação presente no interior de cada espaçador. RESULTADOS: Na avaliação semiquantitativa da deposição pulmonar, verificou-se que, em todas as faixas etárias, houve uma menor deposição percentual quando se utilizou o espaçador de grande volume (Flumax®), sendo esta diferença relativa inversamente proporcional à faixa etária. Em outras palavras, quanto menor a criança, menor a deposição de aerossol radioativo ao se utilizar espaçadores de grande volume. Por outro lado, não se verificou diferença significativa entre os espaçadores de pequeno volume (Inal-Air® e Aerochamber®) nas faixas etárias estudadas. CONCLUSAO: Os dados obtidos indicam que espaçadores de pequeno volume são os mais indicados para utilização na faixa pediátrica, devendo-se restringir o uso de espaçadores de grande volume a adolescentes e adultos.

Linfocintigrafia superficial de membros inferiores em pacientes toxicômanos / Superficial lymphoscintigraphy of the lower limbs in drug addicts

O número de usuários de drogas no Brasil é significativo. Os danos vasculares incluem desde leves flebites, edemas e úlceras, até complicaçöes graves de membros inferiores, que podem levar a mutilaçöes e até a morte. Este trabalho objetivou analisar as alteraçöes no sistema linfático dos membros inferiores nos pacientes toxicômanos, através de linfocintigrafias superficiais utilizando o Dextran-500 Tc99m. As imagens foram registradas, em todos os pacientes, nas seguintes regiöes: pernas, coxas, abdomen e tórax. Verificou-se que as alteraçöes mais frequentes foram: a näo ascensäo completa do radiofármaco, a presença de dilataçöes, tortuosidades, colaterais e múltiplas vias linfáticas, bem como a visualizaçäo de gângliospoplíteos e a acentuada assimetria das cadeias ganglionares