ZESPÓŁ AUTORSKI

Instytut Chemii i Techniki Jądrowej

dr hab. Ewa Gniazdowska
dr Przemysław Koźmiński
prof. dr hab. Elżbieta Mikiciuk-Olasik
dr hab. Paweł Szymański

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Wynalazkiem jest radiofarmaceutyk diagnostyczny: pochodna takryny (takryna jest stosowana w terapii choroby Alzheimera) wyznakowana (połączona z) radionuklidem diagnostycznym (np. z emiterem promieniowania gamma technetem-99m - do badań metodą SPECT (Single-Photon Emission Computed Tomography) lub emiterami promieniowania beta plus, np. z radionuklidem gal-68, skand-43 czy skand-44 - do badań metodą PET (Positron Emission Tomography).

Zastosowanie w medycynie nuklearnej opracowanego wynalazku pozwoli na określenie obszarów mózgu objętych neurodegeneracją (obszarów o zaniżonym poziomie neuroprzekaźnika acetylocholiny), a przez to pomoże zdiagnozować chorobę Alzheimera na bardzo wczesnym etapie (kiedy nie są jeszcze widoczne jej objawy morfologiczne). W efekcie pozwoli to na wcześniejsze podjęcie terapii, co bezpośrednio przekłada się na skuteczne spowolnienie rozwoju tej choroby (choroby Alzheimera nie da wyleczyć, żadne środki farmakologiczne nie spowodują odwrócenia choroby, można jedynie spowolnić jej rozwój).

ISTOTA WYNALAZKU

Prezentowanym wynalazkiem jest radiofarmaceutyk diagnostyczny – pochodna takryny połączona z diagnostycznym radionuklidem – do wczesnego diagnozowania choroby Alzheimera.

Takryna hamuje aktywność (jest inhibitorem) enzymu alcetylocholinoesterazy (AChE) rozkładającego neuroprzekaźnik acetylocholinę (ACh). Prowadzi to do zwiększenia ilości wolnej ACh (zwiększenia przekaźnictwa) w układzie cholinergicznym ośrodkowego układu nerwowego (OUN), co zmniejsza objawy otępienia występujące w chorobie Alzheimera. Jednak z powodu słabej biodostępności oraz znacznych działań niepożądanych (nudności, biegunka, hepatotoksyczność) lek oparty na takrynie (Cognex) ma bardzo ograniczone zastosowanie. Działania niepożądane nie występują jednak w przypadku radiofarmaceutyków opartych na takrynie lub jej pochodnych, ponieważ preparaty te podawane są w tak niewielkich ilościach (kilkanaście nanogramów), że nie zakłócają normalnego funkcjonowania organizmu.

Prezentowany radiofarmaceutyk diagnostyczny oparty jest na pochodnej takryny N-(1,2,3,4-tetrahydroakrydyno-9-yl)nonano-1,9-diamina (Tac(9)), charakteryzującej się lepszą biodostępnością niż sama takryna. Związek ten połączony z odpowiednim ligandem (np. HYNIC, DOTA, DOTAGA, NOTA, NODAGA - cząsteczką wiążącą (kompleksująca) kation radionuklidu) tworzy biokoniugat, który po wyznakowaniu radionuklidem diagnostycznym tworzy diagnostyczny radiofarmaceutyk. Istota wynalazku polega na zaprojektowaniu takiej struktury cząsteczki radiofarmaceutyku, aby kompleks radionuklidu przyłączony do wybranej biologicznie aktywnej cząsteczki (w przypadku prezentowanego wynalazku do pochodnej takryny Tac(9)) nie zmieniał jej właściwości biologicznych. Preparat taki wprowadzony do organizmu gromadzi się w ściśle określonych miejscach (np. w ogniskach chorobowych) – w przypadku prezentowanego wynalazku gromadzi się w obszarach mózgu o podwyższonym poziomie enzymu AChE. Intensywność promieniowania emitowanego z wnętrza ciała człowieka, mierzona za pomocą wielu odpowiednio rozmieszczonych detektorów, umożliwia precyzyjną lokalizację źródła promieniowania (lokalizację radionuklidów wchodzących w skład cząsteczek radiofarmaceutyków diagnostycznych) wewnątrz organizmu, a w przypadku prezentowanego wynalazku – lokalizację obszarów mózgu objętych neurodegeneracją. Badania wykonywane metodą SPECT (Single-Photon Emission Computed Tomography, przy użyciu preparatu zawierającego emiter promieniowania gamma) lub PET (Positron Emission Tomography, przy użyciu preparatu zawierającego emiter promieniowania beta plus) pozwolą na zdiagnozowanie choroby Alzheimera w bardzo wczesnym jej etapie (poprzez obrazowanie badanego narządu lub tkanki w aspekcie czynnościowym, a nie morfologicznym), na kilka lat wcześniej zanim pojawią się wykrywalne objawy morfologiczne, możliwe do zdiagnozowania standardowymi metodami diagnostycznymi.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Zgłoszony wynalazek to potencjalne radiofarmaceutyki diagostyczne do bardzo wczesnego wykrywania choroby Alzheimera, zawierające kompleks radionuklidu i pochodną takryny. Substraty używane do syntezy kompleksów (ligandy, radionuklidy) są już stosowane w medycynie nuklearnej, natomiast fakt podawania nanogramowych ilości radiofarmaceutyku sprawia, że w żaden sposób nie wpływa on na normalne funkcjonowanie organizmu. Nie ma więc praktycznie przeciwwskazań z punktu widzenia toksyczności preparatu. Związek charakteryzuje się praktycznie 100% stabilnością w surowicy ludzkiej i płynie mózgowo-rdzeniowym, posiada wysoką aktywność biologiczną względem odpowiednich enzymów oraz wystarczająco dobrą zdolność przekraczania bariery krew-mózg. Jest łatwy do syntezy i nie wymaga stosunkowo dużych kosztów, dzięki czemu może być szeroko dostępny. Zastosowanie preparatu przełoży się na późniejsze wystąpienie niepełnosprawności chorych i ich dłuższy samodzielny, aktywny udział w życiu codziennym.