Ziel: Bei der Translation neuartiger Radiotracer in die klinische Phase ist eine Abschätzung der Strahlenexposition am Menschen vor erstmaliger Anwendung notwendig. Hierbei soll die effektive Dosis (ED) am Tiermodell abgeschätzt werden, welche nach i.v. Injektion eines Radiotracers in den Menschen entsteht. Mit Hilfe von [18F]Flubatine und [18F]Fluspidine wurde in Mäusen erstmals mit einem Kleintier-PET/MRT sowie in Menschen mit einem konventionellen PET/CT die interne Dosimetrie berechnet und die PET/MR bildbasierte Methode evaluiert. Um den Einfluss von Speziesunterschieden zu untersuchen wurden weiterhin Ferkel (PET/CT) dosimetrisch untersucht. Methodik: Nach i.v. Injektion von (-) bzw. (+)[18F]Flubatine (a, b) oder (S)- bzw. (R)-[18F]Fluspidine (c,d) wurden (i) in vivo PET Scans (bis zu 7h p.i.) durchgeführt, die List-Mode Daten unter Nutzung der Standardkorrekturen in 10 Zeitframes rekonstruiert und die Organaktivitäten mit ROVER (ABX, Radeberg) in 3 Spezies bestimmt; (ii) ex vivo Organentnahme an Mäusen und anschließender Messung der Organaktivität in einem Gammacounter durchgeführt (Goldstandard). Nach Extrapolation der Tierdaten auf die menschliche Anatomie, wurde die ED mit OLINDA (v.1.1) für alle 3 Spezies berechnet. Ergebnisse: Die Dosimetrie für (a)/(b) ergab eine ED (µSv/MBq) von 12,5/12,1 (n=30 Mäuse), 13,4/14,3 (n=8 Ferkel), 22,3/23,0 (n=6 Menschen) und für (c)/(d) 12,9/14,0 (n=6 Mäuse), 21,0/n.a. (n=4 Menschen). Während (a) und (b) eine vergleichbare Biokinetik sowie ED zeigen, ist die ED von (c) und (d) signifikant (p=0,025) verschieden basierend auf Enantiomeren Unterschieden. Weiterhin besteht eine Unterschätzung der ED zum Menschen von 38% (Ferkel) bis 47% (Mäuse). Schlussfolgerung: Die Strahlenexposition nach i.v. Applikation von (a,b,c,d) liegt im Bereich anderen Fluor-18-markierter Radiotracer und damit im Schwankungsbereich der natürlichen Strahlenexposition. Die Abschätzung der ED unter Nutzung von Tiermodellen mit Hilfe eines Kleintier-PET/MRT ist unter Berücksichtigung der genannten Limitationen möglich und liefert vergleichbare Ergebnisse wie der ex vivo Goldstandard.

Les pathologies modifiant l’intégrité de la matrice cartilagineuse (arthrose, arthrite, pathologies des disques intervertébraux, chondrosarcome…) sont caractérisées par un diagnostic tardif dû à l’absence d’un marqueur spécifique du cartilage. Notre unité de recherche développe depuis quelques années un radiotraceur à base de 99mTc capable de se lier aux protéoglycanes, un des constituants essentiels du cartilage. Son utilisation en tomographie par émission monophotonique (TEMP) a permis de mettre en évidence sa capacité à cibler spécifiquement les protéoglycanes du cartilage. Les travaux présentés dans cette thèse s’inscrivent dans la continuité de cette étude. De nouveaux radiotraceurs à base de cuivre-64 ont été synthétisés avec pour objectif de réaliser une imagerie fonctionnelle et quantifiable du cartilage en tomographie par émission de positons (TEP). La structure de base de ces radiotraceurs combine une partie vectrice ciblant spécifiquement les protéoglycanes du cartilage (fonction ammonium quaternaire) et une partie chélatante affine de l’ion cuivrique (polyazamacrocycle). Nos études préliminaires montrent que ces radiotraceurs pourraient permettre un diagnostic précoce et un suivi longitudinal des pathologies du cartilage. / Pathologies altering the integrity of the cartilaginous matrix (osteoarthritis, arthritis, intervertebral discs diseases, chondrosarcoma…) are characterized by a delayed diagnosis due to the absence of a specific marker of cartilage. Since several years, our research unit developed a radiotracer based on 99mTc able of binding proteoglycans, one of the essential constituents of the cartilage. Its use in single photon emission tomography (SPECT) had enabled to demonstrate its ability to specifically target the cartilage proteoglycans. Works reported in this thesis are a follow-up to this study. New radiotracers based on copper-64 were synthesized with the aim to achieve functional and quantifiable cartilage imaging in positron emission tomography (PET). The basic structure of these radiotracers combines a carrier function specifically targeting cartilage proteoglycan (quaternary ammonium function) and a chelating moiety for cupric ion (polyazamacrocycle). Our preliminary studies show that these radiotracers could allow early diagnosis and a longitudinal follow-up of cartilage diseases.

<p>Liquid chromatography – mass spectrometry (LC-MS) methods were developed for the analysis of positron emission tomography (PET) radiotracers in biological matrices. Additionally, radiotracer chemistry was explored as an analytical tool for supporting LC-MS method development and imaging molecular interactions in miniaturised chemical analysis systems.</p><p>Conventional radiodetection methods can offer high sensitivity in the analysis of radiotracers in biological matrices, although with the short half-life of PET tracers, this mass sensitivity decreases rapidly with time. This limits the time frame for analysis, and may compromise the precision and accuracy of the later measurements. Performing LC-MS analysis of the dominant stable isotope form of the tracer removes such time restrictions.</p><p>An LC-MS/MS method was developed for determination of the tracer flumazenil in human plasma, with high inter-assay precision (RSD < 7%) and accuracy (95 – 104%). The method was applied in a multiple scan PET study where the plasma concentration spanned from 0.07 to 0.21 nM. The method removed the time restrictions associated with radiodetection methods and thus provided the opportunity of analysing a greater number of samples than would have been possible with radioanalysis.</p><p>Furthermore, an LC-MS/MS method was developed that provided an efficient metabolic screening tool of potential PET tracers, whereby the substrates could be collected directly from 11C-labelling batches. This permitted repeated incubation experiments without the need of repeated labelling syntheses. A para-methoxy-benzamide analogue of the radiotracer WAY-100635 was thus identified as a potential tracer with improved metabolic stability. Additionally, a capillary LC-MS method was developed with rapid (0.75 min) and efficient (> 99%) on-line high flow-rate extraction for determination of metabolic stability of PET radiotracers.</p><p>Finally, the concept of radionuclide imaging of miniaturised chemical analysis systems was demonstrated with the direct study of interactions within capillary extraction columns and microchannels moulded in a plastic CD and poly(dimethylsiloxane).</p>

Liquid chromatography – mass spectrometry (LC-MS) methods were developed for the analysis of positron emission tomography (PET) radiotracers in biological matrices. Additionally, radiotracer chemistry was explored as an analytical tool for supporting LC-MS method development and imaging molecular interactions in miniaturised chemical analysis systems. Conventional radiodetection methods can offer high sensitivity in the analysis of radiotracers in biological matrices, although with the short half-life of PET tracers, this mass sensitivity decreases rapidly with time. This limits the time frame for analysis, and may compromise the precision and accuracy of the later measurements. Performing LC-MS analysis of the dominant stable isotope form of the tracer removes such time restrictions. An LC-MS/MS method was developed for determination of the tracer flumazenil in human plasma, with high inter-assay precision (RSD &lt; 7%) and accuracy (95 – 104%). The method was applied in a multiple scan PET study where the plasma concentration spanned from 0.07 to 0.21 nM. The method removed the time restrictions associated with radiodetection methods and thus provided the opportunity of analysing a greater number of samples than would have been possible with radioanalysis. Furthermore, an LC-MS/MS method was developed that provided an efficient metabolic screening tool of potential PET tracers, whereby the substrates could be collected directly from 11C-labelling batches. This permitted repeated incubation experiments without the need of repeated labelling syntheses. A para-methoxy-benzamide analogue of the radiotracer WAY-100635 was thus identified as a potential tracer with improved metabolic stability. Additionally, a capillary LC-MS method was developed with rapid (0.75 min) and efficient (&gt; 99%) on-line high flow-rate extraction for determination of metabolic stability of PET radiotracers. Finally, the concept of radionuclide imaging of miniaturised chemical analysis systems was demonstrated with the direct study of interactions within capillary extraction columns and microchannels moulded in a plastic CD and poly(dimethylsiloxane).

Eine erhöhte COX-2-Expression wird bei Krankheiten wie rheumatoider Arthritis aber auch Parkinson, Alzheimer und Krebs beobachtet. Die nichtinvasive Visualisierung und Quantifizierung der COX 2-Expression in vivo mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) könnte wertvolle Beiträge zur Diagnose dieser Krankheiten liefern. Zur Nutzung der PET-Technik werden geeignete COX-2-adressierende Radiotracer benötigt, deren Entwicklung auch die Identifizierung neuer, der Radiomarkierung zugänglicher COX-2-Inhibitoren als Leitstrukturen voraussetzt. Ziel dieser Arbeit war die Synthese von selektiven, der Radiomarkierung zugänglichen COX 2-Inhibitoren und deren In-vitro-Evaluierung, um Verbindungen zu identifizieren, die für eine weitere Entwicklung zu COX-2-adressierenden Radiotracern geeignet sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden ausgehend von literaturbekannten COX-2-Inhibitoren zwei grundlegende Strategien verfolgt: die Derivatisierung an der Peripherie sowie der Austausch von Strukturelementen im Grundgerüst der COX-2-selektiven Inhibitoren. In dieser Arbeit wird zum einen die Synthese der Zielverbindungen (Diphenyl-substituierte Indol-, Pyrazolo[1,5-b]pyridazin-, 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol- und Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivate sowie 2-Carbaboranyl-substituierte Indol-Derivate) und deren strukturanalytische Charakterisierung vorgestellt. Es konnte die McMurry-Cyclisierung als neuer Zugang für die Synthese von Carbaboranyl-substituierten Verbindungen und 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivaten sowie die Dehydrogenierung mittels DDQ als neue Variante zur Synthese von Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivaten etabliert werden. Durch Röntgeneinkristallstrukturanalyse wurde die Molekülstruktur von sechs Zwischenverbindungen und neun Zielverbindungen aufgeklärt. Zum anderen erfolgte die Charakterisierung der Verbindungen in vitro, wobei die COX-inhibitorischen Eigenschaften mit einem Fluoreszenz-basierten, einem Enzymimmunoassay (EIA)-basierten und einem [14C]Arachidonsäure-basierten COX-Assay bestimmt und zudem viele Verbindungen hinsichtlich ihrer Redoxeigenschaften untersucht wurden. Im Besonderen die hergestellten Indol-Derivate besitzen antioxidative Eigenschaften, die bei der Untersuchung der COX inhibitorischen Eigenschaften beachtet werden müssen. Die Derivatisierung an der Peripherie der bekannten Inhibitoren führte zur Identifizierung von zwei Aminosulfonyl-substituierten Indol-Derivaten und einem Fluorethoxy-substituierten Pyrazolo[1,5 b]pyridazin-Derivat, die grundsätzlich geeignete Kandidaten für eine weitere Entwicklung zum Radiotracer darstellen. Das Fluorethoxy-substituierte Pyrazolo[1,5 b]pyridazin-Derivat wurde im Rahmen dieser Arbeit mit Fluor-18 markiert und die initiale Charakterisierung des Radiotracers in vitro durchgeführt. Der Austausch von Strukturelementen im Grundgerüst der literaturbekannten COX-2-Inhibitoren mit voluminöseren Gruppen führte zum einen bei Austausch eines Phenylrings gegen einen Carbaboranyl-Cluster zum Verlust der COX-inhibitorischen Eigenschaften, was eine weitere Entwicklung dieser Verbindungen zum Radiotracer ausschließt. Zum anderen wurde ausgehend von 2,3-Diphenyl-1H-indol-Derivaten die bicyclische auf eine tricyclische Kernstruktur vergrößert. Dies lieferte hoch affine und selektive COX-2-Inhibitoren. Unter den hergestellten Verbindungen wurden ein 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol- und drei Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivate als vielversprechende Kandidaten für die weitere Entwicklung zum Radiotracer identifiziert.

Eine erhöhte COX-2-Expression wird bei Krankheiten wie rheumatoider Arthritis aber auch Parkinson, Alzheimer und Krebs beobachtet. Die nichtinvasive Visualisierung und Quantifizierung der COX 2-Expression in vivo mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) könnte wertvolle Beiträge zur Diagnose dieser Krankheiten liefern. Zur Nutzung der PET-Technik werden geeignete COX-2-adressierende Radiotracer benötigt, deren Entwicklung auch die Identifizierung neuer, der Radiomarkierung zugänglicher COX-2-Inhibitoren als Leitstrukturen voraussetzt. Ziel dieser Arbeit war die Synthese von selektiven, der Radiomarkierung zugänglichen COX 2-Inhibitoren und deren In-vitro-Evaluierung, um Verbindungen zu identifizieren, die für eine weitere Entwicklung zu COX-2-adressierenden Radiotracern geeignet sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden ausgehend von literaturbekannten COX-2-Inhibitoren zwei grundlegende Strategien verfolgt: die Derivatisierung an der Peripherie sowie der Austausch von Strukturelementen im Grundgerüst der COX-2-selektiven Inhibitoren. In dieser Arbeit wird zum einen die Synthese der Zielverbindungen (Diphenyl-substituierte Indol-, Pyrazolo[1,5-b]pyridazin-, 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol- und Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivate sowie 2-Carbaboranyl-substituierte Indol-Derivate) und deren strukturanalytische Charakterisierung vorgestellt. Es konnte die McMurry-Cyclisierung als neuer Zugang für die Synthese von Carbaboranyl-substituierten Verbindungen und 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivaten sowie die Dehydrogenierung mittels DDQ als neue Variante zur Synthese von Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivaten etabliert werden. Durch Röntgeneinkristallstrukturanalyse wurde die Molekülstruktur von sechs Zwischenverbindungen und neun Zielverbindungen aufgeklärt. Zum anderen erfolgte die Charakterisierung der Verbindungen in vitro, wobei die COX-inhibitorischen Eigenschaften mit einem Fluoreszenz-basierten, einem Enzymimmunoassay (EIA)-basierten und einem [14C]Arachidonsäure-basierten COX-Assay bestimmt und zudem viele Verbindungen hinsichtlich ihrer Redoxeigenschaften untersucht wurden. Im Besonderen die hergestellten Indol-Derivate besitzen antioxidative Eigenschaften, die bei der Untersuchung der COX inhibitorischen Eigenschaften beachtet werden müssen. Die Derivatisierung an der Peripherie der bekannten Inhibitoren führte zur Identifizierung von zwei Aminosulfonyl-substituierten Indol-Derivaten und einem Fluorethoxy-substituierten Pyrazolo[1,5 b]pyridazin-Derivat, die grundsätzlich geeignete Kandidaten für eine weitere Entwicklung zum Radiotracer darstellen. Das Fluorethoxy-substituierte Pyrazolo[1,5 b]pyridazin-Derivat wurde im Rahmen dieser Arbeit mit Fluor-18 markiert und die initiale Charakterisierung des Radiotracers in vitro durchgeführt. Der Austausch von Strukturelementen im Grundgerüst der literaturbekannten COX-2-Inhibitoren mit voluminöseren Gruppen führte zum einen bei Austausch eines Phenylrings gegen einen Carbaboranyl-Cluster zum Verlust der COX-inhibitorischen Eigenschaften, was eine weitere Entwicklung dieser Verbindungen zum Radiotracer ausschließt. Zum anderen wurde ausgehend von 2,3-Diphenyl-1H-indol-Derivaten die bicyclische auf eine tricyclische Kernstruktur vergrößert. Dies lieferte hoch affine und selektive COX-2-Inhibitoren. Unter den hergestellten Verbindungen wurden ein 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol- und drei Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivate als vielversprechende Kandidaten für die weitere Entwicklung zum Radiotracer identifiziert.

Die funktionelle Bildgebung der Expression der Cyclooxygenase-2 (COX-2) stellt aufgrund ihrer bedeutsamen Rolle bei pathophysiologischen Prozessen, insbesondere bei der Tumorprogression, einen wichtigen Forschungsansatz dar. Als nichtinvasive, bildgebende Methode bietet die PET (Positronen-Emissions-Tomographie) unter Ausnutzung von radiomarkierten Molekülen eine Möglichkeit, zeitlich und räumlich molekulare Prozesse abzubilden und zu verfolgen. Das Radionuklid Fluor-18 wird wegen seiner nahezu optimalen kernphysikalischen und chemischen Eigenschaften für die PET verwendet. Aufgrund der hohen Anforderungen, die an einen Radiotracer für die Bildgebung mittels PET gestellt werden, ist es bisher nicht gelungen, eine geeignete radiomarkierte Verbindung für die Visualisierung der COX-2-Expression in vivo zu entwickeln. Insbesondere die Spezifität, Selektivität und Affinität sowie die metabolische Stabilität eines Radiotracers sind wesentliche Parameter, die über den Erfolg der Verbindung in vivo entscheiden. Basierend auf den bisherigen Erkenntnissen bei der Entwicklung radiomarkierter selektiver COX-2-Inhibitoren verfolgte diese Arbeit zwei Strategien der Radiotracerentwicklungen. Als potente Zielverbindungen wurden aus der Stoffklasse mit tricyclischer Kernstruktur das Pyrrolo[3,2,1-hi]indol PI (1-(4-Fluorphenyl)-2-(4-methansulfonyl)phenyl-pyrrolo[3,2,1-hi]indol) und das 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol DHPI (5-Fluorphenyl-4-(4-methansulfonyl)phenyl-1,2-dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol) ausgewählt. Die Radiosynthese von [18F]PI gelang in einer manuellen Cu(II)-vermittelten 18F-Fluorierung ausgehend vom entsprechenden Arylboronsäurepinakolester. Die Radiosynthese von [18F]DHPI erfolgte automatisiert über eine Zwei-Stufen/ Ein-Topf-Reaktion bestehend aus einer 18F-Fluorierung und anschließender intramolekularer McMurry-Reaktion. Der Radiotracer [18F]DHPI wurde umfassend hinsichtlich seiner radiopharmakologischen Eigenschaften untersucht. Trotz seiner hohen Stabilität in vivo ist insbesondere die hohe Lipophilie von [18F]DHPI hinderlich für eine spezifische Anreicherung im Tumorgewebe. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die chemische Struktur eines potenten, jedoch metabolisch unzureichend stabilen Radiotracers mit 1,5-Diaryl-substituierter Pyrazol-Kernstruktur und [18F]Fluormethylseitenkette (basierend auf Celecoxib) durch Seitenkettenverlängerung und Deuterierung verändert, sodass eine Beeinflussung der Stabilität erfolgen sollte. Es wurden die entsprechenden Referenzverbindungen und Präkursoren hergestellt. Die Radiosynthesen der drei Zielverbindungen erfolgten automatisiert in einer nucleophilen aliphatischen Substitutionsreaktion. Die drei Radiotracer wurden in vitro und in vivo hinsichtlich ihrer Stabilität und der zugrundeliegenden Metabolisierungsprozesse untersucht. Dabei zeigte insbesondere die Methode der Deuterierung ein hohes Potential für die Verbesserung der metabolischen Stabilität unter Beibehaltung der Affinität zum Zielenzym.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-28T18:18:17Z No. of bitstreams: 1 Tese Clarissa Lourenço de Araujo.pdf: 7002934 bytes, checksum: 52d368f8ad6a751f994f7846928d0854 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T18:18:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Clarissa Lourenço de Araujo.pdf: 7002934 bytes, checksum: 52d368f8ad6a751f994f7846928d0854 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Este estudo teve como objetivo contribuir para caracterização do processo de incorporação biológica de metais por duas espécies fitobentônicas, a macroalga Ulva sp. e a macrófita aquática Ruppia maritima, para subsidiar futuras atividades de monitoramento da contaminação da biota aquática da Lagoa Rodrigo de Freitas por metais, bem como de outros sistemas costeiros com condições semelhantes. Este estudo baseou-se na realização de experimentos laboratoriais com o radiotraçador 51Cr (nas formas tri e hexavalente) e com Cr, Cu, Hg, Mn, Pb e Zn, para caracterizar a cinética de incorporação destes pelas duas espécies fitobentônicas. As amostras coletadas na Lagoa Rodrigo de Freitas, foram aclimatadas em laboratório e posteriormente submetidas a experimentos onde foram simuladas condições de mistura de águas salinas e fluviais com água marinha artificial de salinidades 7, 15 e 21‰ e de eventos de aumento dos níveis de matéria orgânica na coluna d’água através da adição de ácidos húmicos. A fim de elucidar os processos de sorção e incorporação de metais foram aplicadas ainda, técnicas de remoção de biofilme e de limpeza do material biológico em solução de EDTA. Nos ensaios com 51Cr (III e IV) foi observada que acumulação do metal por Ulva sp. possui relação inversa com a salinidade, enquanto para R. maritima, o máximo de acumulação ocorre em salinidade 21‰. Nos experimentos com adição simultânea de metais foi observada a seguinte ordem de abundância Pb>Zn>Hg>Cu>Mn>Cr. A maior acumulação dos metais foi observada em salinidade 15‰, com exceção apenas do Hg que apresentou máximo de incorporação em salinidade 21% para alga. Nos ensaios com adição de substâncias húmicas foi evidenciada a redução da incorporação de Cu, Pb e Zn por ambas espécies. No tocante ao potencial de acumulação, foi verificada a maior habilidade de sorção de metais por Ulva sp., independentemente da faixa de salinidade aplicada. Nos ensaios de remoção do biofilme aderido a R. maritima foi observada a redução das concentrações de Cu, Mn e Pb, reforçando o papel deste componente na acumulação de íons metálicos por macrófitas aquáticas. Por fim, no ensaio em que o material biológico foi lavado em solução de EDTA, foi observada a tendência de adsorção superficial de Cu, Mn e Pb, enquanto Cr e Zn, são rapidamente internalizados nos tecidos da macrófita. / This study aims to contribute to the characterization of the process of biological incorporation of metals by two benthonic species, the macroalgae Ulva sp. and the aquatic macrophyte Ruppia maritima, to subsidize future activities of monitoring the contamination of aquatic biota of the Rodrido de Freitas Lagoon for metals, as well as other coastal systems with similar conditions. This study was based on laboratory experiments with the radiotracer 51Cr (in forms tri and hexavalent) and with Cr, Cu, Hg, Mn, Pb and to characterize the kinetics of incorporation of these by two phytobentic species. Samples collected in the Rodrigo de Freitas Lagoon were acclimated in the laboratory and subsequently subjected to experiments where conditions of saline and river water mixed with artificial marine water with salinities of 7, 15 and 21‰ were simulated as well as events that increase the levels of organic matter in the water column through the addition of humic acids. In order to elucidate the processes of sorption and incorporation of metals, techniques for the removal of biofilm and the cleaning of biological material in EDTA solution were also applied. In tests with 51Cr (III and IV) it was observed that accumulation of the metal in Ulva sp. has inverse relationship with salinity, while for R. maritima, the maximum accumulation occurs in salinity 21 ‰. In the experiments with simultaneous addition of metals, the following order of abundance was observed Pb>Zn>Hg>Cu>Mn>Cr. The higher accumulation of metals was observed in salinity 15 ‰, with the exception of Hg that showed maximum incorporation in salinity 21% for algae. In tests with addition of humic substances, the reduction in the incorporation of Cu, Pb and Zn both species was evidenced. In regards to the potential for accumulation, it was verified the greater capability of sorption of metals by Ulva sp., regardless of range of salinity applied. In tests of removal of biofilm attached to R. maritima, the reduction of concentrations of Cu, Mn and Pb was observed, reinforcing the role of this component in the accumulation of metal ions by aquatic macrophytes. Finally, in the biological test material that was washed in EDTA solution, the tendency of surface adsorption of Cu, Mn and Pb was observed, while Cr and Zn are rapidly internalized in the tissues of macrophyte.

Background: Glioblastoma (GBM) is the most common and malignant primary brain tumor. It is a rapidly progressing tumor that infiltrates the adjacent healthy brain tissue and is difficult to treat. Despite modern treatment including surgical resection followed by radiochemotherapy and adjuvant chemotherapy, the outcome remains poor. The median overall survival is 10-12 months. Neuroimaging is the most important diagnostic tool in the assessment of GBMs and the current imaging standard is contrast-enhanced magnetic resonance imaging (MRI). Positron emission tomography (PET) has been recommended as a complementary imaging modality. PET provides additional information to MRI, in biological behavior and aggressiveness of the tumor. This study aims to investigate if the combination of PET and MRI can improve the diagnostic assessment of these tumors. Patients and methods: In this study, 22 patients fulfilled the inclusion criteria, diagnosed with GBM, and participated in all four 18F-fluorothymidine (FLT)-PET/MR examinations. FLT-PET/MR examinations were performed preoperative (baseline), before the start of the oncological therapy, at two and six weeks into therapy. Optimization of an adaptive thresholding algorithm, a batch processing pipeline, and image feature extraction algorithms were developed and implemented in MATLAB and the analyzing tool imlook4d. Results: There was a significant difference in radiochemotherapy treatment response between long-term and short-term survivors’ tumor volume in MRI (p&lt;0.05), and marginally significant (p&lt;0.10) for maximum standard uptake value (SUVmax), PET tumor volume, and total lesion activity (TLA). Preoperative short-term survivors had on average larger tumor volume, higher SUV, and total lesion activity (TLA). The overall trend seen was that long-term survivors had a better treatment response in both MRI and PET than short-term survivors.  During radiochemotherapy, long-term survivors displayed shrinking MR tumor volume after two weeks, and almost no remaining tumor volume was left after six weeks; the short-term survivors display marginal tumor volume reduction during radiochemotherapy. In PET, long-term survivors mean tumor volumes start to decrease two weeks into radiochemotherapy. Short-term survivors do not show any PET volume reduction two and six weeks into radiochemotherapy. For patients with more or less than 200 days progression-free survival, PET volume and TLA were significantly different, and MR volume only marginally significant, suggesting that PET possibly could have added value. Conclusion: The combination of PET and MRI can be used to predict radiochemotherapy response between two and six weeks, predicting overall survival and progression-free survival using MR and PET volume, SUVmax, and TLA. This study is limited by small sample size and further research with greater number of participants is recommended.

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