Melanin Koncentráló Hormon Receptor (MCH-R1)

A táplálékfelvétel szempontjából kritikus elem az éhség és jóllakottság-érzet. Ennek kialakulásában igen fontos szerepe van a melanin koncentráló hormonnak (MCH) és receptorainak.

Az MCH egy 19 aminosavból álló ciklikus neuropeptid, melyet az emlősagy sejtjei is expresszálják. Két receptora ismert, az MCH-R1 és MCH-R2, de utóbbi számos állatfajban (például rágcsálókban) nincs jelen, vagy nem funkcionális. Az MCH tartalmú sejttestek emlősben alapvetően a lateralis hypothalamus területén (tuberális hypothalamus, zona/subzona incerta) találhatóak (Bittencourt és mtsai, 1992; Skofitsch és mtsai, 1985).

Az MCH-erg neuronok aktivitása növeli a táplálékfelvételt, és egyes eredmények szerint a stresszre adott válaszban is szerepet játszanak (Chung és mtsai, 2011; Saito és mtsai, 2008; Smith és mtsai, 2006).

Tekintettel arra, hogy az MCH-R1 receptor étvágyat fokozó, ill. testsúly növelő hatása valamennyi gerincesre általános érvényűnek tűnik, a testsúly növelés elérésére az MCH-R1 receptor stimulációt patkányokban is alkalmas mechanizmusnak gondoljuk (Bae és mtsai, 2015; Kumar és mtsai, 2013). A multimodalitású képalkotó technikákkal (PET, SPECT, CT, MRI) az élő szervezetek, szövetek fiziológiás és patológiás biokémiai folyamatait, valamint azok anatómiai lokalizációját tanulmányozhatjuk non-invazív módon. A nyert képi információ alapkutatási, alkalmazott kutatási, valamint orvosi diagnosztikai ismereteket nyújt. A kutatási témakör a biológiai és élettani folyamatok in vivo vizsgálata izotópos technikákkal, amely felöleli az alapkutatások, receptor kutatások (Máté és mtsai, 2015), daganatkutatások, anyagcsere-folyamatok vizsgálata, gyógyszerek hatásmechanizmusának megismerése, stb. (Trencsényi és mtsai, 2015) és alkalmazott kutatások széles skáláját.

Kísérleteink során agyi, valamint perifériás MCH-R1 receptorok jelenlétét vizsgáltuk patkányokon 18F jelölt FB-PEPP (4-[(4-fluorobenzyl)oxy]-1-[4-[2-(pyrrolidin-1-yl)ethoxy]-phenyl]pyridin-2(1H)-one), valamint 68Ga jelölt NODAGA-MCH1a MCH-R1 receptor specifikus kísérleti molekulákkal kisállat PET képalkotással.

Módszerek

Konvencionális állatházi körülmények között tartott hím és nőstény Wistar patkányokba (n=20) inhalációs altatásban (3% isoflurán) 8,4±0,2 MBq [18F]FB-PEPP, illetve 68Ga-NODAGA-MCH1a radioligandot injektáltuk intravénásan. A radiotracer injektálása után 30 perccel az állatokat elaltattuk, majd 10 perces statikus gyűjtéseket végeztünk kisállat PET kamerával (MiniPET-II). A leképezés során gyűjtött adatok normalizálása és random-korrekciója után a rekonstruált voxel méret 0,5x0,5x0,5 mm volt. A radiofarmakon szöveti eloszlását számszerűen a standardizált felvételi érték (standardized uptake value (SUV)) segítségével fejeztük ki. SUV=[VOI (szöveti) aktivitás (Bq/mL)]/[injektált aktivitás (Bq)/állat tömege (g)].

Eredmények

Az in vivo PET kamerás szervi megoszlásos vizsgálatok kimutatták, hogy [18F]FB-PEPP molekula átlép a vér-agy gáton, specifikusan kötődik egészséges Wistar patkányok agyának hypothalamikus területeihez már 30 perccel az intravénás injektálást követően (1. ábra A, B).

A hypothalamus [18F]FB-PEPP felvétele (SUVmean: 1,37±0,15; SUVmax: 1,83±0,12) szignifikánsan (p£0,01) magasabb volt, mint a referencia-területként vizsgált kisagy radiotracer felvétele (SUVmean: 0,14±0,04; SUVmax: 0,38±0,03). A PET felvételek kvalitatív és kvantitatív elemzése során a nyálmirigyek (parotis, submandibularis) (SUVmean: 2,76±0,25; SUVmax: 3,96±0,18), a vékonybelek (SUVmean: 1,07±0,19; SUVmax: 7,56±1,24), a máj (SUVmean: 2,15±0,14; SUVmax: 6,48±1,34), valamint a bűzmirigyek (SUVmean: 1,52±0,15; SUVmax: 2,56±0,17) mutattak magas [18F]FB-PEPP akkumulációt (2. és 3. ábra). A 68Ga jelölt NODAGA-MCH1a molekula nem jutott át a vér-agy gáton (1. ábra C, D), azonban ez a tracer is magas akkumulációt mutatott a nyálmirigyekben, májban valamint a vékonybélben (2. ábra D, E).

1. ábra Egészséges kontroll Wistar patkányok fej-nyak régiójának PET felvételei 30 perccel [18F]FB-PEPP (A-B) és 68Ga-NODAGA-MCH1a (C-D) intravénás injektálása után. Reprezentatív axiális (A, C) és koronális (B, D) felvételek. Fehér nyíl: hypothalamus.

2. ábra Egészséges kontroll Wistar patkányok in vivo teljes-test PET felvétele 30 perccel [18F]FB-PEPP (A-C) és 68Ga-NODAGA-MCH1a (D-F) intravénás injektálása után. Reprezentatív koronális (A, D), szagittális (B, E) és axiális (C, F) felvételek. Szürke nyíl: nyálmirigy; rózsaszín nyíl: tüdő; fekete nyíl: máj; zöld nyíl: belek; sárga nyíl: húgyhólyag; kék nyíl: bűzmirigy; fehér nyíl: vese.

3. ábra Egészséges kontroll Wistar patkányok fej-nyak régiójának PET felvételei 30 perccel [18F]FB-PEPP (A-C) és 68Ga-NODAGA-MCH1a (D-F) intravénás injektálása után. Reprezentatív axiális (A, D), koronális (B, E) és szagittális (C, F) felvételek. Sárga nyíl: gl. parotis; fehér nyíl: gl. submandibularis.

Következtetés

A F-18 radionukliddal jelzett [18F]FB-PEPP alkalmas radiotracer az agyi és perifériás MCH-R1 receptor-expresszió PET leképezéssel történő kvalitatív és kvantitatív kimutatására, illetve a későbbiekben kezelés hatására kialakuló receptor-expresszió változásainak követésére.

A kutatás a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium által támogatott AGR_PIAC_13-1-2013-0008 számú projekt keretében készült.

(Debreceni Egyetem - Trencsényi György; Nagy Tamás; Kis Adrienn; Dénes Noémi; Kurucz Andrea; Juhász Béla; Kertész István; Mikecz Pál)