The Oretical Basis and Experimental Study of Complex of Manganese (Ii) With Hexamethyl- Propilenamin-Oxime as Paramagnetic Contrast Agent for MR-Imaging of Malignant Tumors

Abstract

Aim of the study. We attempted to obtain the Mn-HMPAO complex (Mangoxim) and to evaluate the possibility to apply as a paramagnetic contrast agent for enhancement of tumors at MRI. Materials and methods. The synthesis of HMPAO was carried out by using R. D. Neirinckx — J. Pijarowska-Kruszyna technique (2017), without separation of enantiomers. The Mn-HMPAO was obtained by mixing Manganese(II) carbonate with HMPAO, pH 6,2–6,5, 0,5 M. Also the quantum chemistry calculations were carried out on the structure of Mn-HMPAO using method of functional of density DFT rb3lyp/6–31+g(d,p) for isolated molecules and for water solutions (CPCM). MRI study of Mn-HMPAO uptake carried out in twelve laboratory mouses with transplanted Lewis sarcoma, in T1-w. SE mode, TR=500 ms, TE=15 ms, 256×256 matrix, FOV 15×15 cm, 3 mm thin slice. MRI acquired in 15–17 min and 60–90 min after intravenous injection of the Mn-HMPAO. The uptake was quantified as index of enhancement: IE=(Int. T1-w.MRI)Mn-HMPAO/(Int. T1- w.MRI)pre-contrast. Results. The N,N-Mn-dioxim is more stable than O,O-Mn-dioxim for 50,5 KCal/mol, so in the nature only N,N-Mn-dioxim exists. R1 of Mn-HMPAO was 3,35 1/(mM•s), below R1 of gadopentetate=3,96 1/(mM•s). The highest value of early IE was over the tumor (3,36±0,31) and over lungs (3,07±0,43). At 60 min the IE over tumor decreased to 1,58±0,14, remaining far over IE values over any other location. Conclusion. The Mn-HMPAO complex demonstrates paramagnetic properties for the application as the contrast MRI agent and probably will improve the selective enhancement of tumors.

Synthesis and Preclinical Evaluation of Imaging Abilities of 99mТс-DTPA-GDOF as a New Original Russian Hepatotropic Agent for Scintigraphy and SPECT Studies

“…Однако в последнее время удалось получить такое парамагнитное соединение с высокой степенью гепатотропности в эксперименте, как комплекс Mn-ДТПА-ГДОф [5], более чем на 70 % поглощаемое именно па-ренхимой печени и селезенки. Свойства марганца и технеция (и также -и рения) по их комплексообразующим свойствам, в частности с полиацетатными молекулами, достаточно близки, поскольку все они принадлежат к одной и той же -седьмой -группе менделеевской таблицы [6,7]. Поэтому не требовало большого усилия предположить и попытаться реализовать на практике гепатоспецифический РфП -комплекс ДТПА-ГДОф с 99m Tc, просто заместив парамагнетик Mn(II) -гамма-излучателем 99m Tc, что мы и осуществили.…”

“…Ранее на примере других комплексонов, в частности таких, как гексаметилпропиленаминоксим-ГМПАО [6], диаминоциклогексан-тетрауксусная кислота -ДЦТА [7], димеркаптоянтарная кислота -ДМСА [8], нам удалось с позиций квантовой химии и практических исследований на животных in vivo показать принципиальную схожесть их комплексообразования с элементами -соседями по VII столбцу менделеевской таблицы химических элементов -марганцем (представляющим из себя один из сильнейших парамагнетиков, незначительно уступающим по релаксивности R1 только Gd) и технецием-99m (наиболее широко используемым радионуклидом в сцинтиграфии и ОфЭКТ).…”