Australian Journal of Chemistry Australian Journal of Chemistry Society
An international journal for chemical science
RESEARCH ARTICLE

Synthesis and In-Vivo Evaluation of [11C]p-PVP-MEMA as a PET Radioligand for Imaging Nicotinic Receptors

Frédéric Dollé A , Sandrine Langle A , Gaëlle Roger A , Roger R. Fulton B , Béatrice Lagnel-de Bruin A , David J. Henderson B , Françoise Hinnen A , Taliesha Paine C , Mark J. Coster D , Heric Valette A , Michel Bottlaender A and Michael Kassiou C E F G

A CEA, Service Hospitalier Frédéric Joliot, Institut d’Imagerie Biomédicale, 4 Place du Général Leclerc, F-91401 Orsay, France.

B Department of PET and Nuclear Medicine, Royal Prince Alfred Hospital, Missenden Road, Camperdown, NSW 2050, Australia.

C School of Chemistry, University of Sydney, NSW 2006, Australia.

D Eskitis Institute for Cell and Molecular Therapies, Griffith University, Don Young Rd, Nathan, Qld 4121, Australia.

E Discipline of Medical Radiation Sciences, University of Sydney, NSW 2006, Australia.

F Brain and Mind Research Institute, 100 Mallett St, Camperdown, NSW 2050, Australia.

G Corresponding author. Email: m.kassiou@usyd.edu.au

Australian Journal of Chemistry 61(6) 438-445 http://dx.doi.org/10.1071/CH08083
Submitted: 27 February 2008  Accepted: 22 April 2008   Published: 19 June 2008

Abstract

Within the class of (4-pyridinyl)vinylpyridines developed by Abbott laboratories as potent neuronal nicotinic acetylcholine receptor ligands, p-PVP-MEMA ({(R)-2-[6-chloro-5-((E)-2-pyridin-4-ylvinyl)pyridin-3-yloxy]-1-methylethyl}methylamine) is the lead compound of a novel series that do not display the traditional nicotinic-like pyrrole-ring but still possessing high subnanomolar affinity (Ki 0.077 nm—displacement of [3H](–)cytisine from whole rat brain synaptic membranes). In the present study, p-PVP-MEMA and its nor-derivative ({(R)-2-[6-chloro-5-((E)-2-pyridin-4-ylvinyl)pyridin-3-yloxy]-1-methylethyl}methylamine) as precursor for labelling with the short-lived positron-emitter carbon-11 (T1/2 20.4 min) were synthesized in 10 chemical steps from 2-hydroxy-5-nitropyridine and Boc-d-alanine. N-Alkylation of nor-p-PVP-MEMA with [11C]methyl iodide afforded [11C]p-PVP-MEMA (>98% radiochemically pure, specific activity of 86.4 GBq μmol–1) in 2% (non-decay corrected and non-optimized) radiochemical yield, in 34 min (including HPLC purification and formulation). Preliminary positron emission tomography (PET) results obtained in a Papio hamadryas baboon showed that [11C]p-PVP-MEMA is not a suitable PET-radioligand.


References

[1]  Aceto M.Martin B.1982Med. Res. Rev.243doi:10.1002/MED.2610020104

[2]  Nordberg A.Lundqvist H.Hartig P.Lilja A.Långström B.1995J. Neurosci. Res.31103doi:10.1002/JNR.490310115

[3]  Steinlein O. K.Stoodt J.de Vos R. A.Steur E. N.Wevers A.Schutz U.Schroder H.1999Neuroreport102919

[4]  James J.Nordberg A.1995Behav. Genet.25149
doi:10.1007/BF02196924

[5]  Warpman U.Nordberg A.1995Neuroreport62419doi:10.1097/00001756-199511270-00033

[6]  Gündisch D.2000Curr. Pharm. Des.61143doi:10.2174/1381612003399879

[7]  Sihver W.Nordberg A.Långström B.Mukhin A.Koren A.Kimes A.London E.2000Behav. Brain Res.113143doi:10.1016/S0166-4328(00)00209-6

[8]  Horti A. G.Villemagne V. L.2006Curr. Pharm. Des.123877doi:10.2174/138161206778559605

[9]  Horti A. G.Ravert H. T.London E. D.Dannals R. F.1996J. Label. Compd Radiopharm.38355doi:10.1002/(SICI)1099-1344(199604)38:4<355::AID-JLCR842>3.0.CO;2-3

[10]  Ding Y. S.Gatley S. J.Fowler J. S.Volkow N. D.Aggarwal D.Logan J.Dewey S. L.Liang F.Carroll F. I.Kuhar M. J.1996Synapse24403doi:10.1002/(SICI)1098-2396(199612)24:4<403::AID-SYN8>3.0.CO;2-H

[11]  Liang F.Navarro H. A.Abraham P.Kotian P.Ding Y. S.Fowler J. S.Volkow N. D.Kuhar M. J.Carroll F. I.1997J. Med. Chem.402293doi:10.1021/JM970187D

[12]  Horti A. G.Scheffel U.Kimes A. S.Musachio J. L.Ravert H. T.Mathews W. B.Zhan Y.Finley P. A.London E. D.Dannals R. F.1998J. Med. Chem.414199doi:10.1021/JM980233P

[13]  Patt J. T.Spang J. E.Westera G.Buck A.Schubiger P. A.1999Nucl. Med. Biol.26165doi:10.1016/S0969-8051(98)00084-5

[14]  Dolci L.Dollé F.Valette H.Vaufrey F.Fuseau C.Bottlaender M.Crouzel C.1999Bioorg. Med. Chem.7467doi:10.1016/S0968-0896(98)00261-2

[15]  Kassiou M.Loc’h C.Dollé F.Musachio J. L.Dolci L.Crouzel C.Dannals R. F.Mazière B.2002Appl. Radiat. Isot.57713doi:10.1016/S0969-8043(02)00187-2

[16]  Deuther-Conrad W.Patt J. T.Feuerbach D.Wegner F.Brust P.Steinbach J.2004Il Farmaco59785doi:10.1016/J.FARMAC.2004.07.004

[17]  Roger G.Saba W.Valette H.Hinnen F.Coulon C.Ottaviani M.Bottlaender M.Dollé F.2006Bioorg. Med. Chem.143848doi:10.1016/J.BMC.2006.01.032

[18]  Roger G.Hinnen F.Valette H.Saba W.Bottlaender M.Dollé F.2006J. Label Compd Radiopharm.49489doi:10.1002/JLCR.1063

[19]  Villemagne V. L.Horti A. G.Scheffel U.Ravert H. T.Finley P.Clough D. J.London E. D.Wagner H. N.Dannals R. F.1997J. Nucl. Med.381737

[20]  Ding Y. S.Molina P. E.Fowler J. S.Logan J.Volkow N. D.Kuhar M. J.Carroll F. I.1999Nucl. Med. Biol.26139
doi:10.1016/S0969-8051(98)00070-5

[21]  Ding Y. S.Logan J.Bermel R.Garza V.Rice O.Fowler J. S.Volkow N. D.2000J. Neurochem.741514doi:10.1046/J.1471-4159.2000.0741514.X

[22]  Kassiou M.Bottlaender M.Loc’h C.Dollé F.Musachio J. L.Coulon C.Ottaviani M.Dannals R. F.Mazière B.2002Synapse4595doi:10.1002/SYN.10087

[23]  Valette H.Dollé F.Hassoun W.Roger G.Hinnen F.Coulon C.Ottaviani M.Syrota A.Bottlaender M.2007Synapse61764doi:10.1002/SYN.20426

[24]  Molina E. P.Ding Y. S.Carroll F. I.Liang F.Volkow N. D.Pappas N.Kuhar M. J.Abumrad N.Gatley S. J.Fowler J. S.1997Nucl. Med. Biol.24743doi:10.1016/S0969-8051(97)00120-0

[25]  Abreo M.Lin N.Garvey D.Gunn D.Hettinger A.Wasicak J.Pavlik P.Martin Y.Donnelly-Roberts D. L.Anderson D. J.Sullivan J. P.Williams M.Arneric S. P.Holladay M. W.1996J. Med. Chem.39817doi:10.1021/JM9506884

[26]  Kassiou M.Ravert H. T.Mathews W. B.Musachio J. L.London E. D.Dannals R. F.1997J. Label. Comp. Radiopharm.39425doi:10.1002/(SICI)1099-1344(199705)39:5<425::AID-JLCR984>3.0.CO;2-R

[27]  Kassiou M.Scheffel U. A.Ravert H. T.Mathews W. B.Musachio J. L.London E. D.Dannals R. F.1998Life Sci.6313doi:10.1016/S0024-3205(98)00240-9

[28]  Yokoi F.Musachio J. L.Hilton J.Kassiou M.Ravert H. T.Mathews W. B.Dannals R. F.Stephane M.Wong D. F.1999J. Nucl. Med.40263P

[29]  Horti A. G.Koren A. O.Ravert H. T.Musachio J. L.Mathews W. B.London E. D.Dannals R. F.1998J. Label. Comp. Radiopharm.41309
doi:10.1002/(SICI)1099-1344(199804)41:4<309::AID-JLCR78>3.0.CO;2-I

[30]  Dollé F.Valette H.Bottlaender M.Hinnen F.Vaufrey F.Guenther I.Crouzel C.1998J. Label. Comp. Radiopharm.41451doi:10.1002/(SICI)1099-1344(199805)41:5<451::AID-JLCR111>3.0.CO;2-R

[31]  Dollé F.Dolci L.Valette H.Hinnen F.Vaufrey F.Guenther I.Fuseau C.Coulon C.Bottlaender M.Crouzel C.1999J. Med. Chem.422251doi:10.1021/JM9910223

[32]  Kimes A. S.Horti A. G.London E. D.Chefer S. I.Contoreggi C.Ernst M.Friello P.Koren A. O.Kurian V.Matochik J. A.Pavlova O.Vaupel D. B.Mukhin A. G.2003FASEB J.171331

[33]  Mitkovski S.Villemagne V. L.Novakovic K. E.O’Keefe G.Tochon-Danguy H.Mulligan R. S.Dickinson K. L.Saunder T.Gregoire M.Bottlaender M.2005Nucl. Med. Biol.32585
doi:10.1016/J.NUCMEDBIO.2005.04.013

[34]  Gallezot J. D.Bottlaender M.Grégoire M. C.Roumenov D.Deverre J. R.Coulon C.Ottaviani M.Dollé F.Syrota A.Valette H.2005J. Nucl. Med.46240

[35]  Gallezot J. D.Bottlaender M.Delforge J.Valette H.Saba W.Dollé F.Coulon C.Ottaviani M.Hinnen F.Syrota A.Grégoire M.-C.2008J. Cereb. Blood Flow Metab.28172
doi:10.1038/SJ.JCBFM.9600505

[36]  Kassiou M.Chellappan S. K.Henderson D.Fulton R.Giboreau N.Xiao Y.Wei Z. L.Guilloteau D.Emond P.Dollé F.Kellar K. J.Kozikowski A. P.2007J. Label. Comp. Radiopharm.50S357

[37]  Kozikowski A. P.Chellappan S. K.Henderson D.Fulton R.Giboreau N.Xiao Y.Wei Z. L.Guilloteau D.Emond P.Dolle F.Kellar K. J.Kassiou M.2007ChemMedChem254
doi:10.1002/CMDC.200600220

[38]  Brown L. L.Kulkarni S.Pavlova O. A.Koren A. O.Mukhin A. G.Newman A. H.Horti A. G.2002J. Med. Chem.452841doi:10.1021/JM010550N

[39]  Brown L.Chefer S.Pavlova O.Vaupel D. B.Koren A. O.Kimes A. S.Horti A. G.Mukhin A. G.2004J. Neurochem.91600doi:10.1111/J.1471-4159.2004.02762.X

[40]  Lin N. H.Dong L.Bunnelle W. H.Anderson D. J.Meyer M.2002Bioorg. Med. Chem. Lett.123321doi:10.1016/S0960-894X(02)00740-0



Export Citation