Published November 7, 2022 | Version v1
Publication Open

Radiosynthesis, quality control, biodistribution, and infection-imaging study of a new 99mTc-labeled ertapenem radiopharmaceutical

  • 1. Government College University, Faisalabad
  • 2. Nuclear Institute for Agriculture and Biology
  • 3. Princess Nourah bint Abdulrahman University
  • 4. Ghazi University
  • 5. COMSATS University Islamabad
  • 6. King Khalid University
  • 7. South Valley University

Description

Ertapenem is a member of carbapenem antibiotics used for the treatment of moderate-to-severe intra-abdominal, urinary tract, acute pelvic, and post-surgical gynecologic infections. The antibacterial activity of ertapenem is mediated through binding to penicillin-binding proteins which results in inhibiting the cross-linking of the peptidoglycan layer of the bacterial cell wall. Therefore, ertapenem can be labeled with technetium-99m ( 99m Tc), a gamma emitter radionuclide, for the diagnosis of deep-seated bacterial infections, such as urinary tract, intra-abdominal, osteomyelitis, and post-surgical gynecologic infections. The labeling procedure was carried out by varying the reaction conditions, such as the amount of the ligand and reducing agent, pH, reaction time and temperature, and radioactivity. At optimized reaction conditions more than 93% 99m Tc–ertapenem radioconjugate was obtained. 99m Tc–ertapenem was found 90% intact in saline medium up to 6 h, while 88% intact in human blood serum up to 3 h. Biodistribution study showed target-to-non-target ratios of 2.91 ± 0.19, 2.39 ± 0.31, and 1.23 ± 0.22 in S. aureus , E. coli , and turpentine oil-infected rat models, respectively. The SPECT scintigraphy showed high uptake of 99m Tc–ertapenem in bacterial-infected abscesses, and low counts were recorded in normal and turpentine oil-inflamed tissues. In conclusion, 99m Tc–ertapenem can be a potent infection-imaging agent, which can diagnosis deep-seated bacterial infections at early stage but need further pre-clinical evaluation in variety of infection models.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

إرتابينيم هو عضو في المضادات الحيوية للكاربابينيم المستخدمة لعلاج الالتهابات المتوسطة إلى الشديدة داخل البطن والمسالك البولية والحوض الحاد والتهابات أمراض النساء بعد الجراحة. يتم التوسط في النشاط المضاد للبكتيريا من الإرتابينيم من خلال الارتباط ببروتينات ربط البنسلين مما يؤدي إلى تثبيط الربط المتقاطع لطبقة الببتيدوجليكان في جدار الخلية البكتيرية. لذلك، يمكن تسمية الإرتابينيم بـالتكنيشيوم-99 m (99m Tc)، وهو نويد مشع باعث لأشعة جاما، لتشخيص الالتهابات البكتيرية العميقة الجذور، مثل المسالك البولية وداخل البطن والتهاب العظم والنقي والتهابات أمراض النساء بعد الجراحة. تم تنفيذ إجراء وضع العلامات من خلال تغيير ظروف التفاعل، مثل كمية الترابط وعامل الاختزال، ودرجة الحموضة، ووقت التفاعل ودرجة الحرارة، والنشاط الإشعاعي. في ظروف التفاعل الأمثل تم الحصول على أكثر من 93 ٪ 99m Tc - ertapenem radioconjugate. تم العثور على 99m Tc - ertapenem سليمة بنسبة 90 ٪ في وسط ملحي حتى 6 ساعات، في حين أن 88 ٪ سليمة في مصل الدم البشري حتى 3 ساعات. أظهرت دراسة التوزيع البيولوجي نسبًا مستهدفة إلى غير مستهدفة تبلغ 2.91 ± 0.19 و 2.39 ± 0.31 و 1.23 ± 0.22 في نماذج الفئران المصابة بزيت التربنتين، على التوالي. أظهر التصوير الوامض SPECT امتصاصًا مرتفعًا لـ 99m Tc - ertapenem في الخراجات المصابة بالبكتيريا، وتم تسجيل أعداد منخفضة في الأنسجة الطبيعية والملتهبة بزيت التربنتين. في الختام، يمكن أن يكون 99m Tc - ertapenem عاملًا قويًا لتصوير العدوى، والذي يمكنه تشخيص الالتهابات البكتيرية العميقة الجذور في مرحلة مبكرة ولكنه يحتاج إلى مزيد من التقييم قبل السريري في مجموعة متنوعة من نماذج العدوى.

Translated Description (French)

L'ertapénème est un membre des antibiotiques carbapénèmes utilisés pour le traitement des infections gynécologiques intra-abdominales, urinaires, pelviennes aiguës et post-chirurgicales modérées à sévères. L'activité antibactérienne de l'ertapénème est médiée par la liaison aux protéines de liaison à la pénicilline, ce qui entraîne l'inhibition de la réticulation de la couche de peptidoglycane de la paroi cellulaire bactérienne. Par conséquent, l'ertapénème peut être marqué avec du technétium-99m ( 99m Tc), un radionucléide émetteur gamma, pour le diagnostic des infections bactériennes profondes, telles que les infections des voies urinaires, intra-abdominales, ostéomyélites et gynécologiques post-chirurgicales. La procédure de marquage a été effectuée en faisant varier les conditions de réaction, telles que la quantité de ligand et d'agent réducteur, le pH, le temps et la température de réaction et la radioactivité. Dans des conditions de réaction optimisées, plus de 93 % de radioconjugué 99m Tc-ertapénème a été obtenu. 99m Tc-ertapénème a été retrouvé intact à 90 % en milieu salin jusqu'à 6 h, tandis que 88 % intact dans le sérum sanguin humain jusqu'à 3 h. L'étude de la biodistribution a montré des rapports cible/non cible de 2,91 ± 0,19, 2,39 ± 0,31 et 1,23 ± 0,22 dans les modèles de rats infectés par S. aureus , E. coli et l'huile de térébenthine, respectivement. La scintigraphie SPECT a montré une forte absorption de 99m Tc-ertapénème dans les abcès infectés par des bactéries, et de faibles numérations ont été enregistrées dans les tissus normaux et enflammés à l'huile de térébenthine. En conclusion, le 99m Tc–ertapenem peut être un puissant agent d'imagerie d'infection, qui peut diagnostiquer des infections bactériennes profondes à un stade précoce, mais nécessite une évaluation préclinique plus poussée dans divers modèles d'infection.

Translated Description (Spanish)

Ertapenem es un miembro de los antibióticos carbapenem utilizados para el tratamiento de infecciones intraabdominales, del tracto urinario, pélvicas agudas y ginecológicas posquirúrgicas de moderadas a graves. La actividad antibacteriana del ertapenem está mediada por la unión a proteínas de unión a penicilina, lo que resulta en la inhibición de la reticulación de la capa de peptidoglicano de la pared celular bacteriana. Por lo tanto, el ertapenem puede marcarse con tecnecio-99m ( 99m Tc), un radionúclido emisor gamma, para el diagnóstico de infecciones bacterianas profundas, como las del tracto urinario, intraabdominales, osteomielitis e infecciones ginecológicas posquirúrgicas. El procedimiento de etiquetado se llevó a cabo variando las condiciones de reacción, como la cantidad del ligando y el agente reductor, el pH, el tiempo y la temperatura de reacción y la radiactividad. En condiciones de reacción optimizadas, se obtuvo más del 93% de radioconjugado de 99m Tc–ertapenem. 99m Tc-ertapenem se encontró 90% intacto en medio salino hasta 6 h, mientras que 88% intacto en suero sanguíneo humano hasta 3 h. El estudio de biodistribución mostró relaciones objetivo a no objetivo de 2.91 ± 0.19, 2.39 ± 0.31 y 1.23 ± 0.22 en modelos de ratas infectadas con S. aureus , E. coli y aceite de trementina, respectivamente. La gammagrafía SPECT mostró una alta absorción de 99m Tc-ertapenem en abscesos infectados con bacterias, y se registraron recuentos bajos en tejidos normales e inflamados con aceite de trementina. En conclusión, 99m Tc-ertapenem puede ser un potente agente de imagen de infección, que puede diagnosticar infecciones bacterianas profundamente arraigadas en una etapa temprana, pero necesita una evaluación preclínica adicional en una variedad de modelos de infección.

Files

pdf.pdf

Files (2.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1d703e38c3234edc3e0ce0412c313f23
2.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التخليق الإشعاعي، ومراقبة الجودة، والتوزيع البيولوجي، ودراسة تصوير العدوى لمستحضرات إرتابينيم الإشعاعية الجديدة التي تحمل علامة 99mTc
Translated title (French)
Étude de radiosynthèse, de contrôle de la qualité, de biodistribution et d'imagerie d'infection d'un nouveau produit radiopharmaceutique à base d'ertapénème marqué au 99mTc
Translated title (Spanish)
Estudio de radiosíntesis, control de calidad, biodistribución e imágenes de infección de un nuevo radiofármaco ertapenem marcado con 99mTc

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4308320760
DOI
10.3389/fchem.2022.1020387

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1915312094
  • https://openalex.org/W1952724153
  • https://openalex.org/W1988948793
  • https://openalex.org/W2003119887
  • https://openalex.org/W2027556254
  • https://openalex.org/W2097209038
  • https://openalex.org/W2154539209
  • https://openalex.org/W2186497165
  • https://openalex.org/W2189116376
  • https://openalex.org/W2226143229
  • https://openalex.org/W2754530796
  • https://openalex.org/W2765159760
  • https://openalex.org/W2793288596
  • https://openalex.org/W2810104981
  • https://openalex.org/W2913479184
  • https://openalex.org/W2937212727
  • https://openalex.org/W2999383470
  • https://openalex.org/W3009725811
  • https://openalex.org/W3011167523
  • https://openalex.org/W3111874866
  • https://openalex.org/W3178333247
  • https://openalex.org/W3216769329
  • https://openalex.org/W4243949621