6 research outputs found
Magnetic resonance imaging and histological studies on the behavior of a monomer stabilized superparamagnetic contrast medium for Magnetic Resonance Angiography in rat model
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Lebenslauf
1\. Abkürzungen
2\. Einleitung
3\. Grundlagen und Literaturübersicht
4\. Material und Methoden
5\. Ergebnisse Teil 1
5\. Abbildungen Seite 63
5\. Ergebnisse Teil 2
6\. Diskussion
7\. Zusammenfassung
8\. Summary
9\. Literaturverzeichnis
ErgebnistabellenDas Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung eines neuen monomer
stabilisierten superparamagnetischen Kontrastmittels für die MR-Angiographie.
Mittels MRT- und histologischer Untersuchungen sollte eine Charakterisierung
des Kontrastmittels VSOP-C63 am Modelltier Ratte erfolgen. Dazu wurde an
insgesamt 101 Ratten die optimale Dosis und Bluthalbwertszeit sowie die
Verteilung und das Abbauverhalten des Kontrastmittels im Zusammenhang mit
einer histopathologischen Beurteilung bestimmt.
Die MRT-Messungen mittels einer hochaufgelösten 3-D-FLASH-Sequenz ergaben für
alle an 36 Ratten getesteten Dosierungen (15, 30, 45, 60, 75 und 90 mmol/kg
Körpermasse (KM)) einen langanhaltenden intravasalen Signalanstieg, der es
erlaubt, selbst kleine Gefäße 2. und 3. Ordnung abzugrenzen. Für die
Blutshalbwertszeiten wurde eine Dosisabhängigkeit gefunden. Bis zu 75 mmol/kg
KM wurde ein signifikanter Unterschied im Signalanstieg zwischen den
getesteten Dosierungen ermittelt. Bei einer Dosis von 90 mmol/kg KM tritt ein
Überdosierungseffekt ein, der zu den frühen Zeitpunkten den signalsteigernden
Effekt überlagert. Mit einer zeitoptimierten Technik gelingt mit VSOP-C63 nach
Bolusinjektion von 45 mmol/kg eine gleichermaßen signalreiche Darstellung der
Aorta wie nach Injektion von 0,2 mmol Gd/kg (Magnevistý). Dies ist auf das
günstige R2/R1-Verhältnis von 1,3, bei einer Feldstärke von 0,47 T, gemessen
bei 37°C in 0,9% NaCl des Kontrastmittels VSOP-C63 zurückzuführen.
An 65 Ratten, davon 30 Kontrolltiere, wurde mittels MRT und histologischer
Untersuchung eine unterschiedliche Eisenanreicherung des Kontrastmittels in
der Leber und Milz festgestellt. Anhand der ermittelten Signalintensitäten mit
einer PDSE- und T2GRE-Sequenz bei 1,5 Tesla ist ablesbar, daß VSOP-C63
bevorzugt in der Leber und zu geringeren Teilen in der Milz angereichert wird.
Die maximale Eisenanreicherung nach Kontrastmittel-Applikation ist nach 24 h
abgeschlossen. Daraufhin setzt die Verstoffwechslung der Partikel ein. Hierbei
zeigt sich ein Unterschied zwischen der Leber und der Milz. Während in der
Leber nach kontinuierlichem Abbau nach 2 Monaten immer noch, wenn auch in
geringfügigen Mengen, Eisen vorhanden ist, ist in der Milz dagegen bereits
nach einer Woche nach Kontrastmittel-Injektion kein Kontrastmittel-Eisen mehr
nachweisbar. Zu den Zeitpunkten 1 und 2 Monate nach Kontrastmittel-Injektion
setzt ein erneuter Signalverlust ein, der auf die beginnende physiologische
Eisenspeicherung zurückzuführen ist. Während bei der Untersuchung von
Lebergewebe bei Ratten bis zu einer Körpermasse von 500g keine
Altersabhängigkeit besteht, zeigt die Milz eine deutliche Zunahme des
physiologisch gespeicherten Eisens im Altersgang. Bei den Untersuchungen der
Kontrolltiere ergab sich bezüglich der Signalintensitäten der Milz eine
Altersabhängigkeit. Tiere ab einer Körpermasse von 280 g, dies entspricht
einem Alter von ca. 55 Tagen, weisen viel Eisen in der Milz auf. Tiere
unterhalb dieser Grenze präsentieren nur ein vereinzeltes bis mittleres
physiologisches Eisenvorkommen. Da das körpereigene Eisen in entsprechender
Menge ebenfalls eine Signalreduktion hervorruft, ist das Alter der Tiere bei
dem Einsatz superparamagnetischer Kontrastmittel dringend mit zu
berücksichtigen. Bei der MRT-Untersuchung von Lebergewebe dagegen muß
bezüglich der Bildgebung innerhalb der bei dieser Arbeit untersuchten
Lebensabschnitte (bis maximal 500 g) keine Berücksichtigung des Alters
erfolgen. Sowohl in der Leber als auch in der Milz weisen beide verwendeten
MR-Sequenzen die gleiche Charakteristik auf, wobei die empfindlichere T2GRE-
Sequenz einen stärkeren Signalverlust aufzeichnet. Die Präzision der PDSE-
Sequenz und die Empfindlichkeit der T2GRE-Sequenz ergeben zusammen eine
sinnvolle Kombination zur Ermittlung des Signalverhaltens einer
Kontrastmittel-Dosis über die Zeit.
Die histologischen Untersuchungen der Kontrolltiere ergaben, daß in den Lungen
und in den Nieren, nicht jedoch in Leber und Herz physiologisches Eisen
nachgewiesen wurde. Nach Kontrastmittel-Injektion wurden Eisenoxidpartikel in
unterschiedlichem Maße von Zellen des mononukleären Phagozytosesystems
aufgenommen. Am deutlichsten war dies in der Leber zu beobachten, in der
besonders peripherolobulär eine Eisenaufnahme in die Kupfferschen Sternzellen
stattgefunden hat. In der Milz wird nur in geringem Maße Kontrastmittel-Eisen
aufgenommen, welches aber aufgrund seiner Spinell-Struktur ebenfalls einen
starken Signalverlust bewirkt. Die Ergebnisse lassen den Schluß zu, daß im
Laufe der Zeit mit der Verstoffwechslung des Kontrastmittel-Eisens aus der
Leber und der Milz Eisen in zunehmendem Maße in anderen Organen gespeichert
wird, dies trifft vor allem auf die Lunge und die Nieren, aber auch auf das
Herz zu. Allerdings ist hier zu berücksichtigen, daß es auch in diesen Organen
mit zunehmendem Lebensalter zu einer physiologische Eisenspeicherung kommt
(Casale et al., 1981; Massie et al., 1983).
Die morphometrischen Ergebnisse (Partikelanzahl, Flächenanteil und
Partikelgröße) korrelieren stark postitiv mit den Signalintensitäten der MRT,
solange das Kontrastmitteleisen seine Spinell-Struktur besitzt. Die Fläche der
Eisenteilchen der Kontrastmitteltiere nimmt 1 und 2 Monate post injectionem
zu, ohne dabei Einfluß auf die übrigen Parameter zu nehmen. Dies könnte auf
einen veränderten Speichermodus im Zuge einer Umverteilung des Eisens
zurückzuführen sein. So kann vermutet werden, daß einzelne phagozytierte
Partikel im Laufe der Zeit zu größeren oder zu einem großen Eisenpartikel
innerhalb einer Zelle verschmelzen.
Die ermittelten Ergebnisse zeigen zusammen mit der makroskopischen und
histopathologischen Beurteilung, daß es sich bei dem neuen Kontrastmittel
VSOP-C63 um eine gut verträgliche Substanz handelt, bei der in einer Dosis von
60 mmol Fe/kg KM mit keinerlei Nebenwirkungen gerechnet werden muß. Es bietet
sich aufgrund der ausgedehnten Equilibriumphase und der exzellenten
bildgebenden Eigenschaften als eine realistische Alternative zu den sich in
der klinischen Routine befindlichen Kontrastmitteln für die MR-Angiographie
an.The aim of the present study was to investigate a new, monomer-coated
superparamagnetic contrast medium for magnetic resonance angiography. This was
done by magnetic resonance imaging (MRI) and histologic examinations performed
to characterize the contrast medium VSOP-C63 in the rat model. A total of 101
rats were examined to determine the optimal dose and the blood half-life as
well as the distribution and degradation of the contrast medium in connection
with a histopathologic evaluation.
The MRI results obtained with a high-resolution 3D FLASH sequence showed a
prolonged intravascular signal increase for all dosages (15, 30, 45, 60, 75
and 90 mmol/kg body mass (BM)) tested in 36 rats. The observed signal increase
allowed for even delineating small, second- and third-order vessels. Blood
half-lives were found to be dose-dependant. Significant differences in signal
increase among the dosages tested were observed for doses up to 75 mmol/kg BM.
The dose of 90 mmol/kg BM produced an overdose effect which was superimposed
on the signal-enhancing effect at the early time points. With a time-optimized
acquisition technique, bolus injection of VSOP-C63 at a dose of 45 mmol/kg
produces the same signal-enhancing effect in the aorta as the injection of 0.2
mmol Gd/kg (Magnevistý). This is due to the favorable R2-to-R1 ratio of
VSOP-C63, which is 1.3 as determined at 37°C in 0.9% NaCl using a field
strength of 0.47 T.
MRI and histologic examinations in 65 rats, among them 30 control animals,
revealed differences in iron accumulation from the contrast medium between the
liver and the spleen. The signal intensities determined using a proton-
density-weighted SE sequence and a T2-weighted GRE sequence at 1.5 Tesla
suggest that VSOP-C63 accumulates mainly in the liver and to a lesser extent
in the spleen. Maximal iron accumulation after administration of the contrast
medium is complete after 24 hours, when metabolization of the particles
starts. Metabolization is different in the liver and the spleen. While traces
of iron from the contrast medium can still be found in the liver after two
months of continuous metabolization, the iron from the contrast medium
completely disappears from the spleen within one week of contrast medium
injection. At one and two months after contrast medium injection, renewed
signal loss due to the beginning physiologic storage of the iron was observed.
Iron determinations revealed no age dependence in the liver tissue of rats
with a body mass of up to 500 g whereas the spleen showed a marked increase in
the amount of physiologically stored iron with age. Examination of the control
animals demonstrated that the signal intensities of the spleen changed with
age. Animals with a body mass of 280 g or above, which corresponds to an age
of about 55 days, showed large amounts of iron in the spleen. Animals below
this limit displayed only slight to moderate physiologic iron storage. Since
the body´s intrinsic iron stores, if they are large enough, likewise produce a
signal reduction, the animals´ age must be taken into account when
investigating superparamagnetic iron oxide particles. In contrast, age plays
no role for liver imaging in the age group investigated in this study (up to a
maximum of 500 g). The two MRI sequences used in this study showed similar
characteristics in the liver and in the spleen with the more sensitive
T2-weighted GRE sequence depicting a more pronounced signal loss. The
precision of the proton-density-weighted SE sequence and the sensitivity of
the T2-weighted GRE sequence together present a useful combination for
determining the signal behavior of a contrast medium dose over time.
The histologic examinations of the control animals demonstrated physiologic
iron in the lungs and kidneys but not in the liver and the heart. Following
contrast medium injection, iron oxide particles were taken up by the cells of
the mononuclear phagocytosing system. This uptake was most pronounced in the
liver, where iron was predominantly taken up by peripherolobular Kupffer´s
cells. Only little contrast medium iron is taken up by the spleen but the
signal loss produced is likewise pronounced due to the Spinell structure. The
results suggest that in the course of metabolization of the contrast medium
iron from the liver and spleen, there is an increase of iron storage in other
organs, especially in the lungs and kidneys but to a lesser degree also in the
heart. However, one must bear in mind that these organs also show physiologic
iron storage with increasing age (Casale et al., 1981; Massie et al., 1983).
The morphometric results (number of particles, surface, and particle size)
show a highly positive correlation with the signal intensities at MRI as long
as the contrast medium iron particles preserve their Spinell structure. The
surface of the iron particles in the contrast medium animals increases one and
two months after injection without any effect on the other parameters. This
observation may be attributed to a different mode of storage resulting from
redistribution of the iron. It may be speculated that individual particles
within a cell fuse to form larger particles or a single large particle in the
course of time.
The MRI data in combination with the macroscopic and histopathologic findings
show that the new contrast medium VSOP-C63 is a well-tolerated agent that is
unlikely to produce any adverse reactions at a dose of 60 mmol Fe/kg BM. With
its extended equilibrium phase and excellent imaging properties, VSOP-C63 is a
promising candidate for MR angiography and represents an alternative to the
agents currently used in clinical routine
Synthesis of [(7-Chloroquinolin-4-yl)amino]chalcones: Potential Antimalarial and Anticancer Agents
[(7-Chloroquinolin-4-yl)amino]chalcone derivatives derived from the corresponding 3- or 4-[(7-chloroquinolin-4-yl)amino]acetophenone were synthesized and evaluated for in vitro antimalarial and anticancer activity. The most active compounds 12, 13, 15, 17 and 19 from the 3-substituted series displayed inhibitory values against heme cristallization in the range of 93.14 ± 1.74 – 94.93 ± 1.50 % as an antimalarial mechanism and cytotoxic effect with IC50 values of 7.93 ± 2.05, 7.11 ± 2.06 and 6.95 ± 1.62 μg/mL for 13, 17 and 19 respectively against humane prostate LNCaP tumor cells