Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DIAGNOSTIC SUBSTANCE AND METHOD FOR THE ANALYSIS OF METABOLISM PROCESSES IN THE BRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/076848
Kind Code:
A3
Abstract:
The invention relates to a diagnostic substance containing at least one complex composed of lipophilic anions and metal ions along with solvents, auxiliary agents, and/or carriers. The lipophilic anions are selected among the group comprising triethylenetetramine dihydrochloride (TETA), ethyl cysteinate dimer (ECD) methoxyisobutylisonitrile (MIBI), HMPAO (d,1,-hexamethylpropylene aminoxime) ethylenediamine-N,N,N'N'-tetraacetanilide (EDTAN), dimethyldithiocarbamate (DMC) and diethyldithiocarbamate (DDC), and glycin-N,N'-[1,2-ethanediylbis(oxy-2,1-phenylene)]bis[N-(carboxymethyl)-1,1'-bis[2-(octadecyloxy)ethyl]ester (DP-109) while the metal ions are selected among the group comprising thallium isotopes, lead isotopes, cobalt isotopes, and manganese isotopes. The inventive diagnostic substance is used for analyzing metabolism processes in the brain and/or the central nervous system.

Inventors:
ZIABREVA IRYNA (GB)
HENRICH-NOACK PETRA (IE)
GOLDSCHMIDT JUERGEN (DE)
BALDAUF KATHRIN (DE)
SCHEICH HENNING (DE)
REYMANN KLAUS G (DE)
SCHROEDER ULRICH H (DE)
PFORTE CLAUDIA (DE)
RIEK-BURCHARDT MONIKA (DE)
Application Number:
PCT/DE2006/002345
Publication Date:
November 13, 2008
Filing Date:
December 29, 2006
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
FORSCH ANGEWANDTE NEUROWISSENS (DE)
ZIABREVA IRYNA (GB)
HENRICH-NOACK PETRA (IE)
GOLDSCHMIDT JUERGEN (DE)
BALDAUF KATHRIN (DE)
SCHEICH HENNING (DE)
REYMANN KLAUS G (DE)
SCHROEDER ULRICH H (DE)
PFORTE CLAUDIA (DE)
RIEK-BURCHARDT MONIKA (DE)
International Classes:
A61K49/00
Other References:
VAN ROYEN E A ET AL: "CEREBRAL BLOOD FLOW IMAGING WITH THALLIUM-201 DIETHYLDITHIOCARBAMATE SPECT", JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE, vol. 28, no. 2, 1987, pages 178 - 183, XP002482329, ISSN: 0161-5505
DE BRUINE J F ET AL: "THALLIUM-201 DIETHYLDITHIOCARBAMATE AS AN ALTERNATIVE FOR IODINE-123 AMPHETAMINE IN BRAIN IMAGING WITH SPECT", BIERSACK, H. J. AND C. WINKLER (ED.). AMPHETAMINES AND PH-SHIFT AGENTS FOR BRAIN IMAGING: BASIC RESEARCH AND CLINICAL RESULTS. VIII+186P. WALTER DE GRUYTER: BERLIN, WEST GERMANY; NEW YORK, NEW YORK, USA. ILLUS, 1986, pages 51 - 58, XP002482330, ISSN: 3-11-010772-4 0-89925-156-0
LEAR J L ET AL: "Autoradiographic comparison of thallium-201 diethyldithiocarbamate, isopropyliodoamphetamine and iodoantipyrine as cerebral blood flow tracers.", JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE : OFFICIAL PUBLICATION, SOCIETY OF NUCLEAR MEDICINE APR 1987, vol. 28, no. 4, April 1987 (1987-04-01), pages 481 - 486, XP002482331, ISSN: 0161-5505
BALLINGER JAMES R ET AL: "TECHNETIUM-99m DIETHYLDITHIOCARBAMATE (DDC): COMPARISON WITH THALLIUM-201 DDC AS AN AGENT FOR BRAIN IMAGING", APPL RADIAT ISOT 1987, vol. 38, no. 8, 1987, pages 665 - 668, XP002482332
LIMBURG M ET AL: "Single-photon emission computed tomography and early death in acute ischemic stroke", STROKE 1990 US, vol. 21, no. 8, 1990, pages 1150 - 1155, XP002482333, ISSN: 0039-2499
SCOPINARO F ET AL: "ENCEPHALIC UPTAKE OF THALLIUM-201-LABELED DIETHYLDITHIOCARBAMATE DDC", EUROPEAN JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE, vol. 15, no. 8, 1989, & EUROPEAN ASSOCIATION OF NUCLEAR MEDICINE CONGRESS, STRASBOURG, FRANCE, AUGUST 28-SEPTEMBER 1, 1989., pages 575, XP002482334, ISSN: 0340-6997
VERHOEFF N P L G ET AL: "A COMPARISON OF THALLIUM-201-LABELED DDC AND TECHNETIUM-99M-LABELED HMPAO SPECT AND CT IN PATIENTS WITH A CEREBROVASCULAR ACCIDENT", EUROPEAN JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE, vol. 16, no. 7, 1990, & MEETING OF THE EUROPEAN ASSOCIATION OF NUCLEAR MEDICINE CONGRESS, AMSTERDAM, THE NETHERLANDS, MAY 20, pages 559, XP002482335, ISSN: 0340-6997
LIMBURG M ET AL: "rCBF-SPECT in brain infarction: when does it predict outcome?", JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE : OFFICIAL PUBLICATION, SOCIETY OF NUCLEAR MEDICINE MAR 1991, vol. 32, no. 3, March 1991 (1991-03-01), pages 382 - 387, XP002482336, ISSN: 0161-5505
FRITS DE BRUINE J ET AL: "SPET BRAIN IMAGING WITH THALLIUM-201 DIETHYLDITHIOCARBAMATE IN ACUTE ISCHEMIC STROKE", EUROPEAN JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE, vol. 17, no. 5, 1990, pages 248 - 251, XP002482337, ISSN: 0340-6997
OVERBY C ET AL: "EFFECT OF BLOOD-BRAIN BARRIER DISRUPTION ON THALLIUM-201 DIETHYLDITHIOCARBAMATE DISTRIBUTION IN RAT BRAINS", JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE, vol. 27, no. 5, 1986, & SYMPOSIUM ON METABOLIC IMAGING WITH NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, SINGLE PHOTON EMISSION COMPUTED TOMO, pages 736, XP002482338, ISSN: 0161-5505
GOLDSCHMIDT J ET AL: "High-resolution mapping of neuronal activity by thallium autometallography", NEUROIMAGE, ACADEMIC PRESS, ORLANDO, FL, US, vol. 23, no. 2, 1 October 2004 (2004-10-01), pages 638 - 647, XP004616743, ISSN: 1053-8119
BLAU M: "Radiotracers for functional brain imaging.", SEMINARS IN NUCLEAR MEDICINE OCT 1985, vol. 15, no. 4, October 1985 (1985-10-01), pages 329 - 334, XP002482339, ISSN: 0001-2998
Attorney, Agent or Firm:
SCHUBERT, Klemens (Berlin, DE)
Download PDF:
Claims:

Patentansprüche

1. Diagnostikum, enthaltend mindestens einen Komplex aus lipophilen Anionen und Metallionen sowie Lösemittel,

Hilfs- und/oder Trägerstoffe.

2. Diagnostikum gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lipophilen Anionen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend

Triethylentetramindihydrochlorid (TETA) , Ethylcystei- nat-Dimer (ECD) Methoxyisobutylisonitril (MIBI) , HMPAO (d, 1, -Hexamethylpropylenaminoxim) Ethylendia- min-N,N,N' ,N' -tetraacetanilid (EDTAN), Dimethyldithi- ocarbamat (DMC) und Diethyldithiocarbamat (DDC) und Glycin-N, N ' - [1 , 2-ethandiylbis (oxy-2 , 1- phenylen) ] bis [N- (carboxymethyl) -1,1' -bis [2- (octadecyloxy) ethyl] ester (DP-109) .

3. Diagnostikum gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallionen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Thallium-Isotope, Blei-Isotope, Kobalt-Isotope und Mangan-Isotope.

4. Diagnostikum gemäß Anspruch 1, enthaltend

Tl-TETA, Tl-ECD, Tl-MIBI, Tl-HMPAO, Tl-EDTAN, Tl-DMC, Tl-DDC, T1-(DP-1O9), Pb-TETA, Pb-ECD, Pb-MIBI, Pb- HMPAO, Pb-EDTAN, Pb-DMC, Pb-DDC, Pb-(DP-109), Mn- TETA, Mn-ECD, Mn-MIBI, Mn-HMPAO, Mn-EDTAN, Mn-DMC, Mn-DDC, Mn-(DP-109), Co-TETA, Co-ECD, Co-MIBI, Co-

HMPAO, Co-EDTAN, Co-DMC, Co-DDC und/oder Co- (DP-109 ).

5. Verwendung eines Diagnostikums gemäß Anspruch 1 zur

Untersuchung von Stoffwechselvorgängen im Gehirn und/oder zentralen Nervensystem (ZNS) .

6. Verfahren zur Untersuchung von StoffWechselvorgängen im Gehirn und/oder ZNS, wobei man einem Säugetier ein Diagnostikum gemäß Anspruch 1 verabreicht und die Verteilung des in dem Diagnostikum enthaltenen Metal- lions im Gewebe misst.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man radioaktive Metallionen mittels nuklearmedizinischer Verfahren nachweist und paramagnetische Me- tallionen mittels Kernresonanzverfahren nachweist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachweis der radioaktiven Metallionen mittels SPET- oder PET-Verfahren oder Gamma-Kanαera er- folgt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachweis der paramagnetischen Metallionen mittels Kernspintomographie-Verfahren erfolgt.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man das Verfahren als Langzeitmessung durchführt.

Description:

Diagnostikum und Verfahren zur Untersuchung von Stoffwechselvorgängen im Gehirn

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Diagnostikum, das mindestens einen Komplex aus lipophilen Anionen und Metallionen enthält, sowie die Verwendung des Diagnostikums zur Untersuchung von Stoffwechselvorgängen im Gehirn und/oder zentralen Nervensystem (ZNS) .

Veränderungen der Aktivität und des Stoffwechsels von Neuronen und Gliazellen sind von Veränderungen in der Aufnahmerate und den intra- und extrazellulären Konzentrationen zahlreicher Kationen (z. B. Na+, K+, Ca++, Mg++, Zn++) begleitet. Bei pathologischen Prozessen, insbeson- dere Ischämien, Tumoren, Entzündungen und neurodegenera- tiven Erkrankungen (Demenzen, Alzheimer-Erkrankung) kommt es zu veränderter neuronaler und Gliazellaktivität und zu Verschiebungen in den Kationengleichgewichten. überdies können insbesondere bei degenerativen Veränderungen Ge- websbestandteile ein verändertes Kationenbindungsverhalten aufweisen.

Bisher können Veränderungen im Kationen-Metabolismus im ZNS in der Routine-Diagnostik noch nicht untersucht wer- den.

Bekannt sind Versuche zur Untersuchung des Kationen- Metabolismus mittels Kernresonanz-Spektroskopie, wobei eine Voraussetzung ist, dass messbare Isotope vorliegen. Diese Bedingung ist zwar im Fall der Messung von Kaliumionen erfüllt, jedoch ist die bei diesen Untersuchungen erreichte räumliche Auflösung in der Regel schlechter als bei Isotopen-Untersuchungen mittels Gamma-Kamera . Und im Fall anderer Isotope, wie zum Beispiel des Calciums, ist die Untersuchung mittels NMR-Spektroskopie überhaupt nicht möglich.

Lediglich im Tierversuch kann - nach öffnung der Blut- Hirnschranke - das paramagnetische Mangan (Mn++) als Tracer für den Calcium-StoffWechsel eingesetzt werden. Eine übertragung dieses Verfahrens auf den Menschen ist bisher jedoch nicht möglich, da es noch nicht gelungen ist, nicht-toxische Mengen von Mangan durch die Blut-Hirnschranke zu schleusen und für die Magnetresonanz-Bild- gebung beim Menschen einzusetzen.

Das einzige bislang einsetzbare Verfahren zur direkten Messung metabolischer Veränderungen im ZNS ist die Po- sitronen-Emissions-tomographische Messung des Glukose- Metabolismus ( 18 Fluor-Deoxyglucose-PET) .

Aufgrund des großen apparativen Aufwandes wird dieses Verfahren jedoch nur an wenigen ausgewählten Kliniken genutzt und ist schwerlich als Diagnoseverfahren auf den Bereich von Arztpraxen übertragbar.

In der Regel werden heute die Veränderungen im Ionen- Metabolismus indirekt, zum Beispiel über Veränderungen in der Beweglichkeit von Wassermolekülen in der Magnetresonanztomographie (MRT) oder über zerebrale Blutflussmes- sungen untersucht.

Eingesetzt werden bei diesen so genannten Tracer- Techniken unter anderem Komplexbildner, welche die Isotope bestimmter Schwermetallionen komplexieren . Das in die- sen Komplexen eingebundene Schwermetallion spielt lediglich die Rolle eines "Reporters", der anzeigen soll, wohin die Komplexverbindung im Körper diffundiert. Eigentliches Diagnostikum ist die komplexierende Verbindung.

Nachteilig bei diesen indirekten Messung ist jedoch, dass ausschließlich die Folgeveränderungen des gestörten Meta-

bolisπvus - wie veränderter Blutfluss oder ein mittels Magnetresonanz messbares verändertes Resonanzverhalten von Wasserprotonen - gemessen wird. Und es ist bis heute nur ansatzweise geklärt, wie und unter welchen Bedingun- gen Störungen des zellulären Metabolismus zu Blutfluss- ränderungen oder Veränderungen der Wasserprotonresonanzen führen .

Eine direkte Messung des Kationen-Metabolismus hat hinge- gen Vorteil, dass damit ein direkter Einblick in den zellulären Metabolismus geboten wird. Bei der Therapiekontrolle könnte die direkte Bestimmung des Kationen- Metabolismus noch bedeutsamer sein, als für die reine Diagnosestellung einer ZNS-Erkrankung, da bislang unklar ist, wie sich die Erholung des Metabolismus auf die oben genannten Folgeveränderungen (Blutfluss, Wasserprotonresonanz) auswirkt. Aus diesem Grund ist es durchaus denkbar, dass der zelluläre Metabolismus sich erholt, ohne dass die mit Magnetresonanz messbaren indirekten Wasser- Signale sich verändern oder "noch bevor diese sich verändern .

Bei den oben erwähnten indirekten Verfahren zur Untersuchung des Ionenmetabolismus ist die Selektion eines ge- eigneten Tracers von allergrößter Bedeutung.

Dabei ist eines der wichtigsten Kriterien bei der Auswahl des Komplexbildners und des zu komplexierenden Metallions in diesen Verfahren, die Stabilität der Komplexverbindung in physiologischer Umgebung. Denn nur ein intakter Tracer, in dem das Metallion noch an das Komplexierungsmit- tel gebunden ist, ermöglicht den oben beschrieben Nachweis des Komplexierungsmittels mit Verfahren, bei denen Metallionen detektiert werden.

Bekannt ist in diesem Zusammenhang beispielsweise die Verwendung der nichtradioaktiven Isotope des Thalliums und des Gammastrahlers 201 Tl, die Verwendung nichtradioaktiver Isotope des Kobalts, des Gammastrahlers 57 Co und des Positronenemitters 55 Co, der nichtradioaktiven Isotope des Mangans und der Positronenemitter 52m Mn, sowie der nichtradioaktiven Isotope von Blei, Eisen und Nickel.

Der Nachweis des Tracers, und genauer gesagt des Reportes im Tracer, erfolgt dann bei paramagnetischen Isotopen

(Mangan, Kobalt, Eisen) mithilfe kernmagnetischer Resonanzverfahren, Positronenemissionstomographie, PET, für den Nachweis der Positronenemitter und Single-Photon- Emmissionstomographie, SPET, für den Nachweis der Gamma- strahier.

Diese Stabilität der Tracer-Moleküle, die bewirkt, dass nahezu keine freien Metallionen im untersuchten Gewebe zurückgehalten werden, erfordert jedoch gerade bei bild- gebenden Nachweismethoden, dass diese ausreichend schnell sind, um ein Bild in dem Zeitraum zu erzeugen, in welchem sich der Tracer im üntersuchungsbereich befindet. In einer Arbeit von Ballinger et al . , Appl . Radiat. Isotop. Vol. 38, Nr. 8, Seiten 665-668, 1987, wurde genau dieses Problem im Zusammenhang mit SPECT-Untersuchungen mit einer Gamma-Kamera bei der Messung des zerebralen Blutflusses diskutiert. Da die Gamma-Kamera zum damaligen Zeitpunkt 20 bis 40 Minuten benötigte, um ein Bild zu akkumulieren, wurde die Eignung zweier Tracer-Moleküle für die- ses Verfahren diskutiert. Es wurde ein Vergleich vorgenommen zwischen zwei lipophilen Komplexen, nämlich Tech- netium-99m-Diethydithiocarbamat ( 99m Tc-DDC) und Thallium- 201-Diethydithiocarbamat ( 201 Tl-DDC) . Beide Substanzen wurden daraufhin untersucht, ob sie sich für das einge- setzte bildgebende Verfahren bei Blutflussmessungen am Gehirn eignen.

Hierbei wurde festgestellt, dass beide Komplexverbindungen aufgrund ihrer Lipophilizität eine gute zerebrale Aufnahme zeigen, jedoch eine unterschiedlich starke Re- tention aufweisen. Dieser Unterschied in der Retention wurde dadurch erklärt, dass 201 Tl-DDC im Gehirn spontan zerfällt und ionisches 201 Tl gebildet wird, das die Blut- Hirn-Schranke nicht passieren kann. " 111 Tc-DDC hingegen besitzt eine wesentlich geringere Zerfallrate im Gehirn, weshalb die Verbindung dort in geringerem Maße zurückgehalten wird.

Trotz dieser Erkenntnisse wurde die Eignung von 201 Tl-DDC in dem beschrieben Verfahren unter anderem deshalb als gering eingeschätzt, da es sich aufgrund seiner Gamma-

Emmission nicht optimal für SPECT-Verfahren eignet. Weiterhin wurde festgestellt, dass 201 Thallium aufgrund seiner Halbwertszeit von drei Tagen nachteilig ist.

Es ist bisher jedoch kein Ansatz bekannt, bei dem der Zerfall eines Metallchelatkomplexes in physiologischer Umgebung gezielt zur Diagnostik genutzt wurde. Auch ist nicht bekannt, dass Metallchelatkomplexe nach diesem Kriterium synthetisiert oder ausgewählt wurden.

Es wurde nicht das große diagnostische Potential erkannt, das dieser Zerfall lipophiler Schwermetall-Komplexe bei Passage der Blut-Hirn-Schranke und die damit verbundene Retention einen Weg für die Verwendung dieser Komplexe zur Untersuchung des Ionen-Metabolismus im ZNS eröffnet.

Sämtliche dokumentierte Bestrebungen liefen ausschließlich darauf hinaus, den Zerfall der eingesetzten Tracer in physiologischer Umgebung möglichst zu unterdrücken o- der zumindest zu verzögern.

Und bis heute ist dieses Wissen nicht genutzt worden, um ein Verfahren zu entwickeln, dass eine direkte Messung der Veränderung des Kationen-Metabolismus, auch in vivo, ermöglicht .

In einer 2004 veröffentlichen Arbeit von Goldschmidt et al . , Neuroimage 23 (2) : 638-47, wurde die Verwendung von Thallium-Acetat in einem hochauflösenden nichtradioaktiven Verfahren. Dieses Verfahren wurde primär durchgeführt, um eine histochemische, hochauflösende Darstellung neuronaler Aktivität zu ermöglichen. Grundlage dafür ist, dass neuronale Aktivität und Kalium- (Thallium-) -Aufnahme bekannterweise eng gekoppelt sind und die Thalliumverbindung diente als Tracer für Kaliumionen. Grundlage des beschriebenen Verfahrens ist die so genannte Autometallographie, bei der es sich um ein Standardnachweisverfahren für Schwermetalle handelt. Erläutert wird die Anwendung dieses Verfahrens im Tiermodell, bei dem die Autometallographie als histochemisches Verfahren nach Gewebsentnahme durchgeführt wurde.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Tatsache, dass sehr große Mengen Thalliumacetat eingesetzt werden mussten, um der Empfindlichkeit des Verfahrens zu entspre- chen . Diese hohen Thallium-Dosen und die Tatsache, dass der Nachweis des Thallium histochemisch nach Gewebsentnahme erfolgt, machen den Einsatz des Verfahrens bei Menschen unmöglich. Auch für die Versuchstiere wäre die Dosis tödlich, jedoch werden bereits 15 Minuten nach der Gabe des Thalliumacetats die Versuchstiere getötet und die Gehirne zur histochemischen Untersuchung entnommen.

Abgesehen von der Unmöglichkeit mit diesem Verfahren am Menschen zu arbeiten, hat der Einsatz wasserlöslicher Thalliumsalze noch den Nachteil, daß die regionale Thalliumverteilung durch regionale Unterschiede in der Kali-

um-Leitfähigkeit der Blut-Hirnschranke mitbestimmt wird. Das limitiert den Einsatz insbesondere bei der Analyse krankhafter Veränderungen, bei denen auch die Blut- Hirnschranke verändert wird, und erschwert auch den Ver- gleich der zellulären Thallium-Aufnahme in verschiedenen Hirnregionen .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Diagnostikum bereitzustellen, das die Nutzung freier Schwermetallionen zur Diagnostik von Veränderungen des Kationen-Metabolismus im zentralen Nervensystem ermöglicht, ohne dass die Blut-Hirnschranke geöffnet wird.

Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein diagnostisches Verfahren bereitzustellen, bei dem ein breites Spektrum unterschiedlichster Schwermetallionen als Tracer für verschiedene Kationen zur Untersuchung des Kationen-Metabolismus, auch in vitro, genutzt werden kann .

Und darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Diagnostik von Veränderungen des Kationen-Metabolismus im zentralen Nervensystem bereitzustellen, das mit einem wesentlich geringeren appa- rativen Aufwand als bei der PET durchgeführt werden kann und somit beispielsweise auch im Praxisbetrieb von Nuklearmedizinern durchführbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines Diagnostikums, enthaltend mindestens einen Komplex aus lipophilen Anionen und Metallionen sowie Lösemittel, Hilfs- und/oder Trägerstoffe.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Diagnostikum, wobei die lipophilen Anionen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Triethylentetramindihydrochlorid (TETA) , Ethyl-

cysteinat-Dimer (ECD) Methoxyisobutylisonitril (MIBI) , HMPAO (d, 1, -Hexamethylpropylenaminoxim) Ethylendiamin- N, N, N' , N'-tetraacetanilid (EDTAN), Dimethyldithiocarbamat (DMC) und Diethyldithiocarbamat (DDC) und Glycin-N, N' - [1 , 2-ethandiylbis (oxy-2 , 1-phenylen) ] bis [N-

(carboxyrαethyl) -1,1' -bis [2- (octadecyloxy) ethyl] ester (DP- 109) oder anderen Anionen mit entsprechenden lipophilen Eigenschaften sowie Kombinationen aus den vorgenannten Anionen .

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Diagnostikum, wobei die Metallionen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Thallium-Isotope, Blei-Isotope, Kobalt-Isotope und Mangan-Isotope oder anderen Metallionen mit entsprechenden Eigenschaften sowie Kombinationen aus den vorgenannten Metallionen.

Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung insbesondere durch ein Diagnostikum, enthaltend mindestens einen Komplex aus lipophilen Anionen und Metallionen, wobei die lipophilen Anionen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Triethylentetramindihydrochlorid (TETA) , Ethylcysteinat- Dimer (ECD) Methoxyisobutylisonitril (MIBI), HMPAO (d, 1,- Hexamethylpropylenaminoxim) Ethylendiamin-N, N, N 1 N'- tetraacetanilid (EDTAN) , Dimethyldithiocarbamat (DMC) und Diethyldithiocarbamat (DDC) und Glycin-N, N '- [1, 2- ethandiylbis (oxy-2, 1-phenylen) ]bis [N- (carboxymethyl) - 1,1 '-bis [2- (octadecyloxy) ethyl] ester (DP-109) , und wobei die Metallionen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Thallium-Isotope, Blei-Isotope, Kobalt-Isotope und Mangan-Isotope, zusammen mit Lösemitteln, Hilfs- und/oder Trägerstoffen.

Insbesondere bevorzugt ist ein Diagnostikum, das folgende Komplexverbindungen enthält:

Tl-TETA, Tl-ECD, Tl-MIBI , Tl-HMPAO, Tl-EDTAN, Tl-DMC , Tl- DDC , Tl- (DP-109 ) ,

Pb-TETA, Pb-ECD, Pb-MIBI , Pb-HMPAO, Pb-EDTAN, Pb-DMC , Pb- DDC , Pb- (DP-109 ) , Mn-TETA, Mn-ECD, Mn-MIBI , Mn-HMPAO, Mn-EDTAN, Mn-DMC, Mn-

DDC , Mn- (DP-109 ) ,

Co-TETA, Co-ECD, Co-MIBI, Co-HMPAO, Co-EDTAN, Co-DMC, Co- DDC und/oder Co- (DP-109)

Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Diagnostikums zur Untersuchung von Stoffwechselvorgängen im Gehirn und/oder zentralen Nervensystem (ZNS)

Bevorzugt ist _ ein Verfahren zur Untersuchung von Stoffwechselvorgängen im Gehirn und/oder ZNS, wobei man einem Säugetier ein erfindungsgemäßes Diagnostikum verabreicht und die Verteilung des in dem Diagnostikum enthaltenen Metallions im Gewebe misst.

Besonders bevorzugt ist, dass im erfindungsgemäßen Verfahren radioaktive Metallionen mittels nuklearmedizinischer Verfahren nachgewiesen werden und paramagnetische Metallionen mittels Kernresonanzverfahren nachgewiesen werden.

Weiterhin bevorzugt ist, dass im erfindungsgemäßen Verfahren der Nachweis der radioaktiven Metallionen mittels SPET- oder PET-Verfahren oder Gamma-Kamera erfolgt.

Insbesondere bevorzugt ist, dass im erfindungsgemäßen Verfahren der Nachweis der Nachweis der paramagnetischen Metallionen mittels Kernspintomographie-Verfahren erfolgt.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren als Langzeitmessung durchgeführt wird.

Gelöst wird die Aufgabe also durch die Bereitstellung des erfindungsgemäßen Diagnostikums und des erfindungsgemäßen Verfahrens, wodurch die direkte Untersuchung des Ionen- Metabolismus im Gehirn und/oder ZNS ermöglicht wird.

Es werden Diagnostika bereitgestellt, die ausgesuchte Ii- pophile Schwermetallkomplexe enthalten, welche instabil sind und nach Passage durch die Blut-Hirn-Schranke in ihre ionischen Komponenten zerfallen. Durch diesen Zerfall werden Metallionen in den Extrazellularraum des Hirns entlassen.

So enthält in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Diagnostikum einen Kalium-Tracer, nämlich einen lipophi- len Thallium-Komplex, bevorzugt 201 Tl-DDC. Durch die Verwendung dieses Diagnostikums im erfindungsgemäßen Verfah- ren werden Veränderungen im Kalium-Stoffwechsel, wie sie z.B. bei Hirninfarkten, Hirntumoren oder degenerativen Erkrankungen auftreten, auch im ZNS erfasst.

In analoger Weise werden erfindungsgemäße Diagnostika be- reitgestellt, die lipophile Blei-, Cobalt-, und Mangan- Komplexe umfassen, welche im erfindungsgemäßen Verfahren zur Untersuchung von Veränderungen im ZNS-Stoffwechsel eingesetzt werden.

überdies ist es ein Vorteil, dass die erfindungsgemäßen Diagnostika die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Langzeitmessung ermöglichen. Insbesondere die Auswahl von radioaktiven Metallverbindungen mit vergleichsweise langen Halbwertszeiten, was bisher im Stand der Technik gegen deren Verwendung in diagnostischen Verfahren sprach, kann im erfindungsgemäßen Verfahren ge-

nutzt werden. Gerade bei der Untersuchung von Stoffwech- selvorgängen neben der Momentaufnahme zur Feststellung des aktuellen Status auch die Beobachtung der Entwicklung eines Zustandes in Abhängigkeit von der Zeit von besonde- rem Interesse.

So wird es durch das erfindungsgemäße Verfahren als Langzeitmessung beispielsweise möglich, die Progression eines Hirninfarkts über die ersten Stunden nach Einweisung zu verfolgen. In diesem Fall bietet sich zum Beispiel durch die Verwendung eines lipophilen Thalliumkomplexes die einzigartige Möglichkeit der Untersuchung der Kinetik der Tl + -Aufnähme und/oder des Tl + -Verlustes, wodurch Daten von entscheidender Bedeutung für die Beurteilung einer Therapie erhalten werden können.

Und da mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Unterscheidung zwischen gesundem und geschädigtem Hirngewebe möglich wird, ist auch die Nutzung des Verfahrens als Referenz-Untersuchung zur überprüfung des Hirntodes denkbar, wie sie vor fast jeder Organspende erforderlich ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass dieses insbesondere auch bei Komapatienten ange- wendet werden kann. Diese Patienten können nämlich regelmäßig nicht in einen Tomographen eingefahren werden.

Die Herstellung der im Diagnostikum enthaltenen Komplex- Verbindungen erfolgt analog zu im Stand der Technik be- kannten Verfahren.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Diagnostikums erfolgt in an sich bekannter Weise, indem die Komplexverbindung, gegebenenfalls in Kombination mit Lösemitteln, Hilfs- und/oder Trägerstoffen suspendiert oder löst. Die-

ser Zubereitung kann sich die Sterilisierung der Suspension oder Lösung anschließen.

Die Verabreichung des Diagnostikums erfolgt parenteral, wie es einem Durchschnittstachmann bekannt ist.

Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt der Nachweis der im Diagnostikum enthaltenen Metallionen in an sich bekannter Weise. Zum Nachweis eingesetzter radioaktiver I- sotope werden die klassischen Verfahren SPET oder PET o- der Gamma-Kamera genutzt. Zum Nachweis der paramagnetischen Metallionen können alle im Stand der Technik bekannten Kernspin-Verfahren eingesetzt werden.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung:

Beispiel

In den Figuren 1 und 2 ist die Verteilung von Thalli- um 201-Diethyldithiocarbamat ( 201 Tl-DDC) im Gehirn einer Ratte nach Injektion 2O1 T1-DDC-Lösung gezeigt. Thallium ist ein Kalium-Tracer und in der Lage, Veränderungen im Kalium-Stoffwechsel, wie sie z.B. bei Hirninfarkten, Hirntumoren oder degenerativen Erkrankungen auftreten, zu erfassen.

Die Fig. 1 ist eine übersicht über die Thalliumverteilung nach Tl-DDC Injektion im Gehirn der Ratte 15 Minuten (hyperakutes Stadium, A, B, C) und 7 Tage (D, E, F) nach fo- kaier cerebraler Ischämie. Gezeigt werden Frontalschnitte in der Ebene der anterioren Kommissur (A, D) und farbco- dierte Bilder der gleichen Schnitte (B, E) . Die Variation der optischen Dichte entlang der weißen Linien in B und E ist in C bzw. E dargestellt. Im hyperakuten Stadium ist ein Infarktkern zu sehen

(Stern in A und B, Pfeil in C) , der eine deutlich vermin-

derte Färbeintensität aufweist und mit herkömmlichen Techniken zu diesem frühen Zeitpunkt so nicht nachgewiesen werden kann. Dieses Gebiet ist umgeben von einer Zone, in der die Farbintensität höher ist, aber immer noch deutlich niedriger als in der nicht geschädigten kontralateralen Seite (Falschfarbendarstellung in Grün, weißer Pfeil in B) .

Im späten Zeitpunkt (D, E, F) sind die Unterschiede ipsi- und kontralateral zum verschlossenen Gefäß weniger ausge- prägt (Balken in A und D 1 mm) .

Die Fig. 2 zeigt ein hochaufgelöstes Bild der Thallium Verteilung im hyperakuten Stadium der cerebralen Ischämie. Die Rechtecke in der übersichtsaufnahme (A) markie- ren die Position der in B, C, E und F gezeigten Details. Sowohl im cerebralen Kortex (B) als auch im Caudatoputa- men (F) können Gebiete unterschiedlicher Färbeintensität unterschieden werden (Pfeile in B und F) . Die Thalliumaufnahme erfolgt im Wesentlichen durch die Natrium- Kaliumpumpe und über sie regulierte TransportSysteme und ist somit energieabhängig. Zellen, die das benötigte E- nergieäquivalent ATP nicht mehr produzieren können färben sich nicht und Zellen mit verminderter Pumpleistung nur schwach (z.B. Neuron in D, Stern) . Daher kann Thallium in den Neuronen des Infarktkerns nicht nachgewiesen werden (C) , wohingegen die metabolisch hochaktiven Astrozyten (Pfeile in C) intensiv gefärbt sind. Diese metabolischen Unterschiede auf zellulärem Niveau sind mit den bisherigen Methoden, insbesondere auch zu so frühen Zeitpunkten nach Ischämie, nicht nachweisbar. Die Astrozyten weisen auch in der direkt an das Kerngebiet angrenzenden Zone einen erhöhten Metabolismus und damit eine starke Färbung auf (Pfeil in D, Detail aus B) . Mit der Technik können metabolische Unterschiede selbst räumlich eng beieinan- derliegende Zellen Astrozyt und Neuron in D, Pfeil) dargestellt werden. Sowohl im cerebralen Kortex (Pfeil in E)

als auch im Caudatoputamen (Stern in F) können in den Randzonen des Infarktgebiets auch Neurone und Neuropil mit hoher metabolischer Aktivität nachgewiesen werden. Balken in A 500 μm, in B 50 μm, in C 25 μm, in D 10 μrα, in E 25 μm und in F 100 μm.