Wer sich mit Peptide beschäftigt und eine Seite mit den wesentlichen Informationen sucht, ist hier richtig: Definitionen, Kontext, Studienlage und wiederkehrende Fragen.
Geprüft am 2025-11-15. Was noch umstritten ist, wird als umstritten gekennzeichnet.
== Synthese == Die kurze Halbwertszeit des radioaktiven Fluorisotops stellt hohe Anforderungen an die Produktion des Radiopharmakons. Rasche Abläufe von Synthese, Reinigung und Sterilisierung müssen sichergestellt sein. Heute läuft die Herstellung von 18F-2-Fluor-2-desoxy-D-Glucose automatisiert ab. Dem Umfang der Qualitätskontrolle sind durch die Umstände Grenzen gesetzt. Für die Herstellung sind eine Reihe von möglichen Reaktionen beschrieben. Hauptsächlich gibt es zwei Synthesewege: die elektrophile Addition, das heißt die Addition von 18F-F2 an Doppelbindungen, und die nukleophile Substitution mit 18F−.
Quellen: de.wikipedia.org
=== Nukleophile Substitution === Der Weg über die nukleophile Substitution ist der Routineweg und sei hier exemplarisch beschrieben, wobei in den verschiedenen Verfahren der nukleophilen Substitution die Schutzgruppen entweder mit Säuren oder Basen entfernt werden.
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==== Herstellung von 18F− ==== Das natürliche Fluoratom mit der Nukleonenzahl 19 ist im 2-FDG-Molekül in diesem Fall durch das radioaktive Fluor-18-Isotop ersetzt worden. Dieses Isotop ist ein Positronen-Emitter mit einer Halbwertszeit von lediglich 109,8 Minuten. Es ist aufgrund des schnellen Zerfalls in der Natur nicht vorhanden. Zur Herstellung von 18F-2-FDG wird dieses Isotop meist mit Hilfe eines Zyklotrons gewonnen, beispielsweise durch Beschuss des schweren Sauerstoff-Isotops 18O mit Protonen. Die Herstellung aus 20Ne mittels Deuteronen-Beschuss wurde 1986 zur Herstellung des ersten zu Forschungszwecken hergestellten FDG angewendet, liefert jedoch geringere Ausbeuten. In einem Zyklotron wird üblicherweise ein Target aus mit dem Sauerstoffisotop 18O angereichertem Wasser H218O mittels eines Protonenzyklotrons mit Protonen (10 bis 15 MeV) beschossen. Dabei wird in einer Kernreaktion ein kleiner Teil des 18O-Sauerstoffs unter Aufnahme je eines Protons und der Abgabe eines Neutrons in das radioaktive Fluorisotop 18F umgewandelt.
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Über einen Ionenaustauscher wird das gebildete Fluorid vom Wasser abgetrennt und anschließend mit einer Lösung aus Acetonitril, Kryptofix 222 und Kaliumcarbonat vom Ionenaustauscher wieder abgetrennt (eluiert) (2). In der eigentlichen nukleophilen Substitution ersetzt das radioaktive Fluorid-Ion eine leicht zu entfernende Abgangsgruppe, wie beispielsweise ein Triflat. Ein geeigneter Präkursor für die Herstellung von 2-FDG mittels nukleophiler Substitution ist 1,3,4,6-O-Acetyl-2-O-trifluormethansulfonyl-β-D-mannopyranose (1), kurz als Mannose-Triflat bezeichnet. Nach der Substitution des Triflats werden die vier Acetyl-Schutzgruppen mittels basischer oder saurer Hydrolyse mit verdünnter Natronlauge bzw. verdünnter Salzsäure entfernt (4).
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=== Aufreinigung === Durch eine Festphasenextraktion oder eine Umkehrphasen-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (RP-HPLC) kann das gebildete 2-FDG sauber von den Ausgangsstoffen abgetrennt werden. Die Aufreinigung ist ein wichtiger Schritt bei der Herstellung von 2-FDG, um den Vorgaben der einzelnen Pharmakopöen und des Good Manufacturing Practice (GMP) zu entsprechen. Nach dem europäischen Arzneibuch muss mehr als 95 % der Radioaktivität der Fluordesoxyglucose und der Fluordesoxymannose entstammen, wobei der Anteil der Fluordesoxymannose maximal 10 % der Radioaktivität betragen darf. Die Aufreinigungsschritte finden in geschlossenen und mit Bleizellen abgeschirmten Geräten statt.
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== Metabolismus == 18F-Fluordesoxyglucose wird von den Zellen des menschlichen Körpers wie Glucose aufgenommen, obwohl an einer Stelle des Moleküls eine Hydroxygruppe durch das Radionuklid 18F ersetzt ist. Dabei wird 2-FDG von den Zellen mittels Glucosetransporter aus dem Blut aufgenommen. Im Rahmen des Humangenomprojekt wurden 14 Glucosetransporter (GLUT) bei Menschen identifiziert. GLUT-1 ist das wichtigste Transportprotein für die Aufnahme von 2-FDG in Tumoren und normalem Hirngewebe. Die Aufnahme in der Skelettmuskulatur und im Herzmuskel ist durch Insulin stimulierbar und erfolgt über den GLUT-4-Transporter. Das Enzym Hexokinase phosphoryliert 2-FDG anschließend innerhalb der Zelle. 2-FDG kann allerdings von den Zellen nach der Phosphorylierung nicht weiter verstoffwechselt werden. Die Rückreaktion, die Dephosphorylierung von FDG-6-Phosphat zu FDG, erfolgt in allen Organen – mit Ausnahme der Leber – und im Tumorgewebe sehr langsam. Deshalb findet eine Anreicherung von FDG-6-Phosphat in den Zellen statt (metabolic trapping). Anhand des Zerfalls von 18F kann 2-FDG detektiert werden. Die Verteilung von 2-FDG im Körper erlaubt Rückschlüsse auf den Glucosestoffwechsel verschiedener Gewebe. Dies ist besonders für die frühe Diagnose von Krebserkrankungen von Vorteil, da eine Tumorzelle typischerweise aufgrund eines erhöhten Stoffwechsels viel Glucose verbraucht und dementsprechend 2-FDG anreichert. Die Stoffwechselaktivität eines Tumors wird mit Hilfe des SUV-Wertes quantitativ beschrieben.
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Als ein der Glucose sehr ähnliches Molekül überwindet 2-FDG problemlos die Blut-Hirn-Schranke. Da das menschliche Gehirn einen hohen Bedarf an Glucose hat, wird ein entsprechend großer Anteil von 2-FDG im Gehirn angereichert. Des Weiteren reichert sich beim gesunden Menschen 2-FDG in den Nieren und in den ableitenden Harnwegen an. Das 18F zerfällt zu 18O, einem natürlichen Sauerstoffisotop. Unmittelbar nach dem Zerfall bildet sich nach Aufnahme eines freien Wasserstoffatoms aus der Umgebung eine Hydroxygruppe. Die gebildete Glucose wird anschließend auf normalem Wege in der Glykolyse metabolisiert, während 18F-2-FDG-Phosphat das Enzym des folgenden Reaktionsschrittes der Glykolyse hemmt (die Glucose-6-phosphat-Isomerase). Tumorzellen besitzen auch nicht ausreichende Mengen des Enzyms Glucose-6-Phosphatase, um die Rückreaktion von 18F-2-FDG-Phosphat zu 18F-2-FDG zu katalysieren. Die durch den Zerfall von 18F-2-FDG mögliche Bildgebung ist ein Abbild der Verteilung der Glucose-Aufnahme und -Phosphorylierung der Zellen im menschlichen Körper. FDG zeigt auch eine erhöhte Aufnahme in Tumoren von Mäusen, Ratten, Hamstern und Kaninchen. In Ratten zeigt 2-FDG in Tumoren aufgrund der erhöhten Stoffwechselaktivität eine Stunde nach Injektion eine Anreicherung auf das 22-Fache im Vergleich zum Blutkreislauf, die für eine weitere Stunde konstant bleibt.
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