Regensburg, Univ., Diss., 2009.

Eine seltene und bisher kaum untersuchte Komplikation der Radioiodbehandlung bei differenziertem (metastasiertem) Schilddrüsenkarzinom ist die Lungenfibrose, deren Häufigkeit in der Literatur mit 1-10 % angegeben wird. Ziel dieser Längsschnittstudie war es, den Zusammenhang zwischen der zunehmenden Anzahl an Radioiodtherapien bzw. steigenden I131-Gesamtdosis und der Inzidenz sowie dem Schweregrad der Lungenfibrose zu untersuchen. Insbesondere der Einfluss von Lungenmetastasen wurde betrachtet. Des Weiteren wurde der aus den radiologischen Veränderungen im CT („Fibrosegrad“) bestimmte Schweregrad der Fibrose mit funktionellen Einschränkungen in der Lungenfunktion und im pulmonalen Gasaustausch korreliert. In die Längsschnittstudie wurden 54 Kinder und Jugendliche aus Weißrussland einbezogen, die nach dem Reaktorunfall von Tschernobyl an einem differenzierten Schilddrüsenkarzinom erkrankt waren und bei denen nach einer Thyreoidektomie bis zu 11 Radioiodtherapien durchgeführt wurden. Die Lungenfunktion sowie Parameter zur Bestimmung der pulmonalen Belastbarkeit wurden mittels Bodyplethysmographie und Fahrradergometrie ermittelt. Bei der Validitätsprüfung der von uns gebrauchten Normwerte der Funktionsparameter zeigte sich bei den 11-17-Jährigen eine altersabhängige Abnahme der alveolo-arteriellen Partialdruckdifferenz für Sauerstoff in Ruhe und unter Belastung. Mit steigender Anzahl an I131-Therapien bzw. zunehmender I131-Gesamtdosis kam es zu einer signifikanten Verschlechterung der Lungenfunktionsparameter VCmax und lnTLC sowie des Fibrosegrades. Die vor Beginn der Therapien für AaDO2 in Ruhe und unter Belastung festgestellte altersabhängige Verringerung der alveolo-arteriellen Partialdruckdifferenz blieb als mögliches Zeichen einer therapiebedingten Schädigung der Lunge im Verlauf der Therapien aus. Unter Berücksichtigung des personellen und zeitlichen Aufwands sowie der Strapazen einer fahrradergometrischen Untersuchung mit Blutgasanalysen für die Patienten ist der Nutzen allerdings fraglich. Beim Vergleich von 32 Patienten jeweils vor und nach erstmaliger Radiodtherapie gab es in keinem der bestimmten Parameter (VCmax, TLC, FEV1, TLCOsb, aaDO2 in Ruhe und unter Belastung, SpO2min und DSpO2) einen Unterschied zwischen den Patienten mit bzw. ohne Metastasen. In beiden Gruppen wurde aber zwischen beiden Zeitpunkten eine signifikante Abnahme von VCmax, lnTLC und TLCOsb offensichtlich. Eine Abhängigkeit der Entwicklung einer Lungenfibrose und den daraus resultierenden funktionellen Verschlechterungen von dem Vorhandensein von Lungenmetastasen konnten wir nicht finden. Auch nach beendeter Radioiodbehandlung zeigte sich bei Patienten mit pulmonalen Metastasen für lnTLC und aaDO2 in Ruhe und unter Belastung eine signifikante, für VCmax und SpO2min tendenzielle Verschlechterung der Werte. Wir gehen daher von einem Voranschreiten der durch wiederholte Radioiodtherapien induzierten fibrotischen Entwicklungen auch mehrere Monate nach dem Therapieende aus. Eine fortwährende Überwachung der Entwicklung einer Lungenfibrose durch regelmäßige Lungenfunktionsuntersuchungen während und nach den Radioiodbehandlungen erscheint daher sinnvoll und wichtig. / Lung fibrosis is a rare and hardly explored complication of radioiodine therapy of (metastatic) thyroid cancer. Frequency of occurrence ranges between 1 and 10 percent. Intention of this longitudinal study was to analyse the relationship between the increasing number of radioiodine treatments respectively cumulative radioiodine activity and severity of pulmonary fibrosis. Especially the influence of lung metastases was explored. Radiological signs described as “fibrosis-score” in computertomography were correlated with functional restrictions of lung function and ergometric cycling tests. 54 children and adolescents suffering from differentiated thyroid carcinoma acquired after the nuclear accident of Chernobyl were examined in this study. They underwent total thyroidectomy and then were treated with up to 11 radioiodine therapies. Lungfunction as well as parameters of pulmonary capacity were described using bodyplethymography and ergometric cycling tests. Checking the validity of our standard values we found an age-related decline of alveolar-arterial oxygen concentration difference in rest and under stress for 11-17-year-old. With increasing number of radioiodine treatments respectively cumulative radioiodine dose there was a significant decrease of VCmax, lnTLC and grade of fibrosis. The age-related decline of aaDO2 in rest and under stress noticed before therapy we did not find during radioiodine therapy as a possible sign for radioiodine-related lung damage. Because of the extensive efforts and exertions of ergometric cycling tests the profit is questionable. There was no difference between patients with and without lung metastases in VCmax, TLC, FEV1, TLCOsb, aaDO2 in rest and under stress, SpO2min and DSpO2 before and after first radiotherapy. Both groups showed a significant decrease in VCmax, lnTLC and TLCOsb after first therapy. We did not see any dependence on lung metastases in developing lung fibrosis and functional impairment. Even after terminating radioiodine treatment we found a significant decrease of lnTLC and aaDO2 in rest and under stress, a decrease by trend for VCmax and SpO2min for the patients with pulmonal metastases. Therefore we suspect a progress of fibrosis many months after last radioiodine treatment. Thus continuous monitoring of lung function during and after radioiodine treatment seems to be important and reasonable.

Die Erkrankung an einem Nebennierenkarzinom ist bis heute trotz der vielfältigen Therapieansätze mit einer sehr schlechten Prognose verbunden. Die Entwicklung von [131I]Iodmetomidat und dessen Anwendung bei Patienten im metastasierten Tumorstadium zeigte großes therapeutisches Potenzial. Aufgrund des enzymatischen Abbaus ist die Verweildauer und effektive Dosis im Tumorgewebe jedoch reduziert, sodass in dieser Arbeit nach einer metabolisch stabileren Substanz bei hoher Affinität zum Zielgewebe und gleichzeitig reduzierter Hintergrundaktivität gesucht wurde. Es wurden mehr als 80 IMTO-Derivate synthetisiert und anschließend deren metabolische Stabilität nach Inkubation mit hepatischen Esterasen mittels Radio-HPLC analysiert. Für die Substanzen [125I]IMTO-Azetidinylamid und [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurden aufgrund ihrer mit [125I]Iodmetomidat vergleichbaren chemisch-physikalischen Eigenschaften beziehungsweise ihrer besseren metabolischen Stabilität in vitro-Zellversuche zur Evaluation der Aufnahme der Substanzen in NCI H295-Zellen durchgeführt. Hierbei ergab sich kein signifikanter Unterschied bezüglich einer Aufnahme von [125I]IMTO-Azetidinylamid. [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurde signifikant schlechter aufgenommen. Ein Uptake-Versuch mit [125I]IMTO-Azetidinylamid unter zeitgleicher Inkubation mit nicht-radioaktiv markiertem Etomidat ergab Hinweise auf einen kompetitiven Aufnahmemechanismus analog der Referenzsubstanz [125I]Iodmetomidat. Mittels Mitochondrien-Isolationsversuchen festigten sich Hinweise auf eine dem [125I]Iodmetomidat ähnliche Aufnahme der Substanz [125I]IMTO-Azetidinylamid in mitochondriale Strukturen der NCI H295-Zellen. Zur Evaluation des Verhaltens der Substanzen [125I] Iodmetomidat, [125I]IMTO-Azetidinylamid und [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurden in vivo-Versuche an männlichen CD1-Mäusen durchgeführt. Hierbei ergaben sich nach intravenöser Injektion und Messung der relativen Organdosen nach definierten Zeitintervallen deutlich höhere und längere Anreicherungen der Substanz [125I]IMTO-Azetidinylamid im Nebennierengewebe bei gleichzeitig sowohl initial als auch im Verlauf deutlich reduzierter Restorgandosis im Vergleich zur Referenz. Eine extern durchgeführte Toxizitätsstudie ergab Hinweise auf dosisabhängige klinische Effekte, welche im Vergleich zu Etomidat jedoch deutlich geringer ausfielen. Insgesamt gab es weder Hinweise auf eine erhöhte Mortalität oder einen hämatologischen Effekt noch auf biochemische oder pathologische Veränderungen nach Applikation der Substanz IMTO-Azetidinylamid. Ein in Auftrag gegebener Ames-Test ergab keinen Hinweis auf eine mögliche Mutagenität der Substanz. Die nach Abschluss des experimentellen Teils dieser Arbeit durch die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Stefanie Hahner und Dr. Andreas Schirbel durchgeführte Anwendung der Substanz [123/131I]IMTO-Azetidinylamid erbrachte vielversprechende Ergebnisse. Im Vergleich zu [125I]Iodmetomidat zeigte [125I]IMTO-Azetidinylamid aufgrund seiner hochspezifischen Aufnahme in das Zielgewebe ein deutlich besseres Profil bezüglich eines diagnostischen und therapeutischen Einsatzes. Das Iodmetomidat-Carbonsäureamid [123/131I]IMTO-Azetidinylamid ist ein vielversprechender, im Vergleich zu [123/131I]IMTO metabolisch stabilerer Radiotracer zur Diagnostik adrenaler Läsionen und könnte bei gleichzeitig reduzierten radiotoxischen Nebenwirkungen zur Verbesserung der Therapie adrenaler Karzinome beitragen. Bezüglich einer generellen Empfehlung der Anwendung von [123/131I]IMTO-Azetidinylamid in der Diagnostik und Therapie von Nebennierenkarzinomen sollten zunächst weitere Untersuchungen durchgeführt werden. / Despite of diverse therapeutic approaches, adrenocortical cancer carries poor prognosis until today. The development of [131I]iodometomidate and its use for the treatment of patients in the metastasized stadium of adrenocortical cancer showed high therapeutic potential. Due to the enzymatic metabolism the accumulation and the effective dose in the target tissue were reduced. Therefore the subject of this work was to find metabolic stabilized analogues with high affinity to the target tissue and higher target to background ratio. More than 80 IMTO-analogues had been synthesized and their metabolic stability after the incubation with human hepatic esterases was analysed by radio-HPLC. Because of their with IMTO comparable physiochemical properties or rather higher metabolic stability in vitro cell experiments of [125I]IMTO-azetidinylamide and [125I]IMTO-ethylmethylamide were performed for the further evaluation of uptake in NCI H295 cells. The cell uptake of [125I]IMTO-azetidinylamide showed no significant difference to IMTO and the cell uptake of [125I]IMTO-ethylmethylamide was significantly worse. The cell uptake of [125I]IMTO-azetidinylamide under simultaneous incubation with non-radioactive etomidate hypothesized a competitive uptake of [125I]IMTO-azetidinylamide similar to [125I]iodometomidate. The cell compartment isolation experiments indicated an uptake in mitochondrial structures of NCI H295 cells similar to [125I]iodometomidate. For the evaluation of [125I]iodometomidate, [125I]IMTO-azetidinylamide and [125I]IMTO-ethylmethylamide in vivo experiments in male CD1-mice were performed. After the intravenous injection and the measurement of the relative organ doses at defined periods [125I]IMTO-azetidinylamide showed a noticeable higher and longer enrichment in the adrenocortical tissue, while doses in the remaining organs both initial and in the course of time were lower compared to the reference. An external performed toxicity study revealed dose-dependent clinical effects, which were noticeable lower compared with etomidate. Summarized there were no indications for higher mortality, haematological effects or pathological changes after application of IMTO-azetidinylamide. After an ordered Ames test there was no indication for mutagenicity of the substance. The clinical use of [123/131I]IMTO-azetidinylamide by the working group of Prof. Dr. Stefanie Hahner and Dr. Andreas Schirbel after this work showed promising results. Due to its high specific uptake in the target tissue [125I]IMTO-azetidinylamide showed a much better profile for the diagnostic and therapeutic use compared to [125I]iodometomidate. In comparison the carboxylic acid analogue [123/131I]IMTO-azetidinylamide is a promising metabolic stabilized radiotracer for the diagnostic use in adrenocortical lesions and could improve the therapy of adrenocortical cancer meanwhile the radiotoxicity is reduced. Regarding general recommendations for the use of [123/131I]IMTO-azetidinylamide for the diagnostic and therapeutic use in adrenocortical cancer further studies should be performed.

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

No description available.