Application of new PET radionuclides for 'in-vivo' gene expression studies  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
60223
Type K
Principal investigator Szelecsényi, Ferenc
Title in Hungarian Új PET radioizotópok in-vivo génexpressziós vizsgálatokhoz
Title in English Application of new PET radionuclides for 'in-vivo' gene expression studies
Keywords in Hungarian gén, génexpresszió, radioizotópok, 68-Ga, 76-Br, 124-I, ciklotron, PET
Keywords in English gene, gene expression, radionuclides, 68-Ga, 76-Br, 124-I, cyclotron, PET
Discipline
Radiology (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Nuclear technology research group (HUN-REN Institute for Nuclear Research)
Participants Kovács, Zoltán
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-07-31
Funding (in million HUF) 5.847
FTE (full time equivalent) 3.50
state closed project
Summary in Hungarian
Az utóbbi évek egyik ígéretes új kutatási iránya a PET (pozitron emissziós tomográfia) alkalmazása a „génexpresszió” tanulmányozására. A génexpresszió során az adott génben kódolt információ átíródik a sejtben lévő proteinekbe vagy RNS-be. A vizsgálatok célja az, hogy olyan új radioaktív izotópokkal nyomjelzett szerves vegyületeket állítsanak elő, melyek a megfelelő mRNS-hez, illetve proteinekhez kötődve lehetővé teszik a gének PET-tel történő élő szervezeten belüli („in-vivo”) megjelenítését. Ezen folyamatok ismerete alapvető fontosságú a rákos elváltozások kezelésére kidolgozandó génterápiás módszerek kifejlesztésében. Az elővizsgálatok során kiderült, hogy a megfelelő vegyületek (antisense oligonukleotidok) jelzése 68-Ga, 76-Br vagy 124-I radioizotópokkal jó lehetőséget kínál a hosszabb ideig tartó folyamatok sejten belüli nyomon követésére. Habár számos szerző vizsgálta a fenti radioizotópok előállításának lehetőségét kis- és középenergiás ciklotronokkal, a javasolt magreakciók és elválasztási módszerek nagy többsége nem bizonyult széles körben használhatónak. Az általunk javasolt termelési módok sokkal egyszerűbb céltárgy anyagokat (naturális izotópösszetétel, illetve sokkal olcsóbb dúsított anyagok) fognak felhasználni, így lényegesen egyszerűbb kémiai szeparációs módszerek alkalmazását is lehetővé teszik. A kutatások eredményeként a fenti radioizotópokat széles körben lehet majd alkalmazni a PET centrumokban.
Summary
The application of PET (positron emission tomography) for in vivo visualization of gene expression is one of the most interesting and emerging research field of nuclear medicine. When the gene is expressed the information, encoded in the gene, is translated into protein or RNA structures present and operating in the cell. The aim of the investigations is to produce radioisotope labeled structures (radiopharmaceuticals) that can attach to the proper mRNS or proteins and make this way possible to visualize (in-vivo) the genes via PET. The knowledge of this process is very important for developing new gene therapy methods for treatment of cancer. The results of the preliminary investigations have proved that the labeling of a proper structure (antisense oligonucleotides) with 68Ga, 76Br or 124I gives opportunity to investigate longer-lived processes in cells. Although several authors investigated the production possibility of these radionuclides with low and medium energy cyclotrons, the majority of the suggested nuclear reactions and separation methods did not proved useful for practical purposes. The new production methods suggested in this research project employ simpler (i.e. cheaper enriched or natural) target materials, therefore the application of simpler chemical separation methods for the produced PET radionuclides will be also possible. As a result of the project, the application of these radionuclides and the labeled compounds will be accelerated in PET centers.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Az utóbbi évek egyik ígéretes kutatási iránya a pozitron emissziós tomográfia (PET) alkalmazása a „génexpresszió” tanulmányozására. A vizsgálatok célja az, hogy olyan új radioaktív izotópokkal nyomjelzett szerves vegyületeket állítsanak elő, melyek a megfelelő mRNS-hez, illetve proteinekhez kötődve lehetővé teszik a gének PET-tel történő élő szervezeten belüli („in-vivo”) megjelenítését. Ezen folyamatok ismerete alapvető fontosságú a rákos elváltozások kezelésére kidolgozandó génterápiás módszerek kifejlesztésére. A jelen OTKA kutatási program célja az volt, hogy a megfelelő vegyületek (antisense oligonukleotidok) jelzésére leginkább perspektivikusnak tűnő (68-Ga, 76-Br és124-I) radioizotópok gyakorlati termelésére optimális és költségkímélő (pl. olcsóbb céltárgy-anyagok) módszereket dolgozzunk ki. Nukleáris adatméréseink, valamint az új céltárgy készítési és elválasztási eljárásaink eredményeként a fenti radioizotópokat széles körben lehet majd alkalmazni a PET centrumokban.
Results in English
Recently the application of PET (positron emission tomography) for in vivo visualization of gene expression is one of the emerging research fields of nuclear medicine. The aim of the investigations is to produce radioisotope labeled structures (radiopharmaceuticals) that can attach to the proper mRNS or proteins and make this way possible to visualize (in-vivo) the genes via PET. The knowledge of this process is very important for developing new gene therapy methods for treatment of cancer. The aim of the present OTKA investigation was to develop new optimal and cost effective production methods for the most promising radioisotopes (68-Ga, 76-Br and 124-I) that can be used for labeling the proper structures (antisense oligonucleotides). Based on our results on production related nuclear data measurements and the newly developed target preparation and separation methods, these radioisotopes can be used widely in PET centers.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=60223
Decision
Yes





 

List of publications

  
Szelecsényi F., Vermeulen C., Steyn G. F., Kovács Z., Aardaneh K., van der Walt T. N.: Excitation functions of 186,187,188,189,190,192-Ir formed in proton-induced reactions on highly enriched 192-Os up to 66 MeV, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B68: 3306-3314, 2010
van der Meulen N. P., Steyn G. F., van der Walt T. N.,Szelecsényi F., Kovács Z., Raubenheimer H. G.: The isolation of 133-Ba produced by proton-induced reactions on Cs using cation exchange chromatography, Journal Radioanalytical and Nuclear Chemistry 285: 491-498, 2010
Spahn I., Steyn G. F., Vermeulen C., Kovács Z., Szelecsényi F., Shehata M. M., Spellerberg S., Scholten B., Coenen H. H., Qaim S. M.: New cross section measurements for production of the Auger electron emitters 77-Br and 80m-Br, Radiochimica Acta 98: 1-7 DOI: 10.1524/ract.2010.1781, 2010
El-Azony K., Suzuki K., Fukumura T., Szelecsényi F., Kovács Z.: Excitation functions of proton induced reactions on natural selenium up to 62 MeV, Radiochimica Acta 97: 71-77, 2009
Hao G., Fukumura T., Nakao R., Suzuki H., Szelecsényi F., Kovács Z., Suzuki K.: Cation exchange separation of 61-Cu2+ from nat-Co targets and preparation of 61-Cu-DOTA-HSA as a blood pool agent, Applied Radiation and Isotopes 67: 511-515, 2009
Spahn I., Steyn G. F., Vermeulen C., Kovács Z., Szelecsényi F., Coenen H. H., Qaim S. M.: New cross section measurements for production of the positron emitters 75-Br and 76-Br via intermediate energy proton induced reactions, Radiochimica Acta 97: 535-541, 2009
Szelecsényi F., Steyn G. F., Kovács Z., Aardaneh K., Vermeulen Ch., van der Walt T. N.: Production possibility of 186-Re via the 192-Os(p, a3n)186-Re nuclear reaction, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 282: 261-263, 2009
Szelecsényi F., Steyn G. F., Dolley S. G., Kovács Z., Vermeulen Ch., van der Walt T. N.: Investigation of the 68-Zn(p,2p)67-Cu nuclear reaction: New measurements up to 40 Mev and compilation up to 100 MeV, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B267: 1877-1881, 2009
van der Meulen N. P., van der Walt T. N., Steyn G. F., Szelecsényi F., Kovács Z., Perrang C. M., Raubenheimer H. G.: The production of 88-Y in the proton bombardment of nat-Sr: New excitation and separation studies, Applied Radiation and Isotopes 67: 1320-1323, 2009
Tárkányi F., Takács S., Király B., Szelecsényi F., Andó L., Bergman J., Heselius S.-J., Solin O., Hermanne A., Shubin Yu. N., Ignatyuk A. V.,: Excitation functions of 3He- and alpha-particle induced nuclear reactions on nat-Sb for production of medically relevant 123-I and 124-I radioisotopes, Applied Radiation and Isotopes 67: 1001-1006, 2009
Szelecsényi F., Kovács Z., Suzuki K., Nagatsu K., Mukai K.: Investigation of direct production of 68-Ga radioisotope at low energy multiparticle accelerator, Absztrakt #PA34. Book of Abstract of the 7th International Conference on Nuclear and Radiochemistry, Budapest,, Hungary, 24-29 August, pp. 154-154, 2008
Szelecsényi F., Steyn G. F., Suzuki K., Kovács Z., van der Walt T. N., Vermeulen C., van der Meulen N. P., Dolley S. G., Mukai K.: Zn+p reactions for production of copper radioisotopes for medical studies, pp. 1395-1398 in Proc. Int. Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Nice, France, 22-27, EPS Sciences, 2008
Nagatsu K., Fukumura T., Takei M., Szelecsényi F., Kovács Z., Suzuki K.: Measurements of the thick target yields of the nat-S(alpha,x)34m-Cl nuclear reaction and estimation of its excitation function up to 70 MeV, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B266: 709-713, 2008
Spahn I., Steyn G. F., Vermeulen C., Kovács Z., Szelecsényi F., Shehata M. M., Spellerberg S., Scholten B., Coenen H. H., Qaim S. M.: New cross section measurements for the production of medically interesting radionuclides 75,76,77,80m-Br, pp. 20-24 in Proc. Int. Conference on Nuclear and Radiochemistry, Budapest,, Hungary, 24-29 August, CD-ROM, 2008
El-Azony K. M., Suzuki K., Fukumura T., Szelecsényi F., Kovács Z.: Proton induced reactions on natural tellurium up to 63 MeV: Data validation and investigation of possibility of 124-I production, Radiochimica Acta 96: 763-769, 2008
Szelecsényi F., Steyn G. F., Kovács Z., van der Walt T. N.: Au+p nuclear reactions for proton beam monitoring up to 70 MeV, pp. 1259-1262 in Proc. Int. Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Nice, France, 22-27 April, EPS Sciences, 2008
Vermeulen C., Steyn G. F., Nortier F. M., Szelecsényi F., Kovács Z., Qaim S. M.: Production of 139-Ce by proton-induced reactions on 141-Pr and nat-La, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B255: 331-337, 2007



Back »