In Vivo Metabolic Imaging of [1-
Hyperpolarization
Metabolic Imaging
Parahydrogen
Pyruvate
SABRE
Journal
Angewandte Chemie (International ed. in English)
ISSN: 1521-3773
Titre abrégé: Angew Chem Int Ed Engl
Pays: Germany
ID NLM: 0370543
Informations de publication
Date de publication:
04 09 2023
04 09 2023
Historique:
received:
27
03
2023
medline:
31
8
2023
pubmed:
13
7
2023
entrez:
13
7
2023
Statut:
ppublish
Résumé
Metabolic magnetic resonance imaging (MRI) using hyperpolarized (HP) pyruvate is becoming a non-invasive technique for diagnosing, staging, and monitoring response to treatment in cancer and other diseases. The clinically established method for producing HP pyruvate, dissolution dynamic nuclear polarization, however, is rather complex and slow. Signal Amplification By Reversible Exchange (SABRE) is an ultra-fast and low-cost method based on fast chemical exchange. Here, for the first time, we demonstrate not only in vivo utility, but also metabolic MRI with SABRE. We present a novel routine to produce aqueous HP [1-
Identifiants
pubmed: 37439488
doi: 10.1002/anie.202306654
doi:
Substances chimiques
Pyruvic Acid
8558G7RUTR
Solvents
0
Methanol
Y4S76JWI15
Water
059QF0KO0R
Types de publication
Journal Article
Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.
Research Support, Non-U.S. Gov't
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e202306654Informations de copyright
© 2023 The Authors. Angewandte Chemie International Edition published by Wiley-VCH GmbH.
Références
E. A. Eisenhauer, P. Therasse, J. Bogaerts, L. H. Schwartz, D. Sargent, R. Ford, J. Dancey, S. Arbuck, S. Gwyther, M. Mooney, L. Rubinstein, L. Shankar, L. Dodd, R. Kaplan, D. Lacombe, J. Verweij, Eur. J. Cancer 2009, 45, 228-247.
S. E. Day, M. I. Kettunen, F. A. Gallagher, D.-E. Hu, M. Lerche, J. Wolber, K. Golman, J. H. Ardenkjaer-Larsen, K. M. Brindle, Nat. Med. 2007, 13, 1382-1387.
Z. J. Wang, M. A. Ohliger, P. E. Larson, J. W. Gordon, R. A. Bok, J. Slater, J. E. Villanueva-Meyer, C. P. Hess, J. Kurhanewicz, D. B. Vigneron, Radiology 2019, 291, 273.
J. Kurhanewicz, D. B. Vigneron, J. H. Ardenkjaer-Larsen, J. A. Bankson, K. Brindle, C. H. Cunningham, F. A. Gallagher, K. R. Keshari, A. Kjaer, C. Laustsen, D. A. Mankoff, M. E. Merritt, S. J. Nelson, J. M. Pauly, P. Lee, S. Ronen, D. J. Tyler, S. S. Rajan, D. M. Spielman, L. Wald, X. Zhang, C. R. Malloy, R. Rizi, Neoplasia 2019, 21, 1-16.
R. Woitek, M. A. McLean, S. Ursprung, O. M. Rueda, R. Manzano Garcia, M. J. Locke, L. Beer, G. Baxter, L. Rundo, E. Provenzano, J. Kaggie, A. Patterson, A. Frary, J. Field-Rayner, V. Papalouka, J. Kane, A. J. V. Benjamin, A. B. Gill, A. N. Priest, D. Y. Lewis, R. Russell, A. Grimmer, B. White, B. Latimer-Bowman, I. Patterson, A. Schiller, B. Carmo, R. Slough, T. Lanz, J. Wason, R. F. Schulte, S.-F. Chin, M. J. Graves, F. J. Gilbert, J. E. Abraham, C. Caldas, K. M. Brindle, E. Sala, F. A. Gallagher, Cancer Res. 2021, 81, 6004-6017.
N. Sushentsev, M. A. McLean, A. Y. Warren, A. J. V. Benjamin, C. Brodie, A. Frary, A. B. Gill, J. Jones, J. D. Kaggie, B. W. Lamb, M. J. Locke, J. L. Miller, I. G. Mills, A. N. Priest, F. J. L. Robb, N. Shah, R. F. Schulte, M. J. Graves, V. J. Gnanapragasam, K. M. Brindle, T. Barrett, F. A. Gallagher, Nat. Commun. 2022, 13, 466.
J.-H. Ardenkjaer-Larsen, G. S. Boebinger, A. Comment, S. Duckett, A. S. Edison, F. Engelke, C. Griesinger, R. G. Griffin, C. Hilty, H. Maeda, G. Parigi, T. Prisner, E. Ravera, J. van Bentum, S. Vega, A. Webb, C. Luchinat, H. Schwalbe, L. Frydman, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 9162-9185.
J. H. Ardenkjaer-Larsen, S. Bowen, J. R. Petersen, O. Rybalko, M. S. Vinding, M. Ullisch, N. Chr Nielsen, Magn. Reson. Med. 2019, 81, 2184-2194.
A. Capozzi, T. Cheng, G. Boero, C. Roussel, A. Comment, Nat. Commun. 2017, 8, 15757.
S. Jannin, A. Bornet, R. Melzi, G. Bodenhausen, Chem. Phys. Lett. 2012, 549, 99-102.
F. Reineri, E. Cavallari, C. Carrera, S. Aime, Magn. Reson. Mater. Phys. Biol. Med. 2021, 34, 25-47.
A. B. Schmidt, C. R. Bowers, K. Buckenmaier, E. Y. Chekmenev, H. de Maissin, J. Eills, F. Ellermann, S. Glöggler, J. W. Gordon, S. Knecht, I. V. Koptyug, J. Kuhn, A. N. Pravdivtsev, F. Reineri, T. Theis, K. Them, J.-B. Hövener, Anal. Chem. 2022, 94, 479-502.
P. Saul, L. Schröder, A. B. Schmidt, J.-B. Hövener, WIREs Nanomed. Nanobiotechnol. 2023, 15, e1879.
J. Eills, D. Budker, S. Cavagnero, E. Y. Chekmenev, S. J. Elliott, S. Jannin, A. Lesage, J. Matysik, T. Meersmann, T. Prisner, J. A. Reimer, H. Yang, I. V. Koptyug, Chem. Rev. 2023, 123, 1417-1551.
F. Reineri, T. Boi, S. Aime, Nat. Commun. 2015, 6, 5858.
R. W. Adams, J. A. Aguilar, K. D. Atkinson, M. J. Cowley, P. I. P. Elliott, S. B. Duckett, G. G. R. Green, I. G. Khazal, J. López-Serrano, D. C. Williamson, Science 2009, 323, 1708-1711.
T. Theis, M. L. Truong, A. M. Coffey, R. V. Shchepin, K. W. Waddell, F. Shi, B. M. Goodson, W. S. Warren, E. Y. Chekmenev, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1404-1407.
V. V. Zhivonitko, I. V. Skovpin, I. V. Koptyug, Chem. Commun. 2015, 51, 2506-2509.
A. N. Pravdivtsev, A. V. Yurkovskaya, H. Zimmermann, H.-M. Vieth, K. L. Ivanov, Chem. Phys. Lett. 2016, 661, 77-82.
S. Knecht, A. S. Kiryutin, A. V. Yurkovskaya, K. L. Ivanov, J. Magn. Reson. 2018, 287, 10-14.
J. R. Lindale, S. L. Eriksson, C. P. N. Tanner, Z. Zhou, J. F. P. Colell, G. Zhang, J. Bae, E. Y. Chekmenev, T. Theis, W. S. Warren, Nat. Commun. 2019, 10, 395.
S. L. Eriksson, J. R. Lindale, X. Li, W. S. Warren, Sci. Adv. 2022, 8, eabl3708.
W. Iali, S. S. Roy, B. J. Tickner, F. Ahwal, A. J. Kennerley, S. B. Duckett, Angew. Chem. 2019, 131, 10377-10381.
P. TomHon, M. Abdulmojeed, I. Adelabu, S. Nantogma, M. S. H. Kabir, S. Lehmkuhl, E. Y. Chekmenev, T. Theis, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 282-287.
I. Adelabu, P. TomHon, M. S. H. Kabir, S. Nantogma, M. Abdulmojeed, I. Mandzhieva, J. Ettedgui, R. E. Swenson, M. C. Krishna, T. Theis, B. M. Goodson, E. Y. Chekmenev, ChemPhysChem 2022, 23, e202100839.
S. Nantogma, S. L. Eriksson, I. Adelabu, I. Mandzhieva, A. Browning, P. TomHon, W. S. Warren, T. Theis, B. M. Goodson, E. Y. Chekmenev, J. Phys. Chem. A 2022, 126, 9114-9123.
A. B. Schmidt, H. de Maissin, I. Adelabu, S. Nantogma, J. Ettedgui, P. TomHon, B. M. Goodson, T. Theis, E. Y. Chekmenev, ACS Sens. 2022, 7, 3430-3439.
J.-B. Hövener, N. Schwaderlapp, R. Borowiak, T. Lickert, S. B. Duckett, R. E. Mewis, R. W. Adams, M. J. Burns, L. A. R. Highton, G. G. R. Green, A. Olaru, J. Hennig, D. von Elverfeldt, Anal. Chem. 2014, 86, 1767-1774.
J. F. P. Colell, M. Emondts, A. W. J. Logan, K. Shen, J. Bae, R. V. Shchepin, G. X. Ortiz, P. Spannring, Q. Wang, S. J. Malcolmson, E. Y. Chekmenev, M. C. Feiters, F. P. J. T. Rutjes, B. Blümich, T. Theis, W. S. Warren, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7761-7767.
P. Spannring, I. Reile, M. Emondts, P. P. M. Schleker, N. K. J. Hermkens, N. G. J. van der Zwaluw, B. J. A. van Weerdenburg, P. Tinnemans, M. Tessari, B. Blümich, F. P. J. T. Rutjes, M. C. Feiters, Chem. Eur. J. 2016, 22, 9277-9282.
D. A. Barskiy, L. A. Ke, X. Li, V. Stevenson, N. Widarman, H. Zhang, A. Truxal, A. Pines, J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 2721-2724.
B. E. Kidd, J. L. Gesiorski, M. E. Gemeinhardt, R. V. Shchepin, K. V. Kovtunov, I. V. Koptyug, E. Y. Chekmenev, B. M. Goodson, J. Phys. Chem. C 2018, 122, 16848-16852.
S. J. DeVience, R. L. Walsworth, M. S. Rosen, Phys. Rev. Lett. 2013, 111, 173002.
T. Theis, M. Truong, A. M. Coffey, E. Y. Chekmenev, W. S. Warren, J. Magn. Reson. 2014, 248, 23-26.
A. N. Pravdivtsev, K. Buckenmaier, N. Kempf, G. Stevanato, K. Scheffler, J. Engelmann, M. Plaumann, R. Koerber, J.-B. Hövener, T. Theis, J. Phys. Chem. C 2023, 127, 6744-6753.
A. B. Schmidt, J. Eills, L. Dagys, M. Gierse, M. Keim, S. Lucas, M. Bock, I. Schwartz, M. Zaitsev, E. Y. Chekmenev, S. Knecht, J. Phys. Chem. Lett. 2023, 14, 5305-5309.
Y. Ding, S. Korchak, S. Mamone, A. P. Jagtap, G. Stevanato, S. Sternkopf, D. Moll, H. Schroeder, S. Becker, A. Fischer, E. Gerhardt, T. F. Outeiro, F. Opazo, C. Griesinger, S. Glöggler, Chem. Methods 2022, 2, e202200023.
J. G. Skinner, G. J. Topping, L. Nagel, I. Heid, C. Hundshammer, M. Grashei, F. H. A. van Heijster, R. Braren, F. Schilling, Magn. Reson. Med. 2023, 90, 894-909.
J.-B. Hövener, N. Schwaderlapp, T. Lickert, S. B. Duckett, R. E. Mewis, L. A. R. Highton, S. M. Kenny, G. G. R. Green, D. Leibfritz, J. G. Korvink, J. Hennig, D. von Elverfeldt, Nat. Commun. 2013, 4, 2946.
A. B. Schmidt, M. Zimmermann, S. Berner, H. de Maissin, C. A. Müller, V. Ivantaev, J. Hennig, D. v Elverfeldt, J.-B. Hövener, Commun. Chem. 2022, 5, 21.
A. M. Funk, X. Wen, T. Hever, N. R. Maptue, C. Khemtong, A. D. Sherry, C. R. Malloy, J. Magn. Reson. 2019, 301, 102-108.
A. Ferrari, J. Peters, M. Anikeeva, A. Pravdivtsev, F. Ellermann, K. Them, O. Will, E. Peschke, H. Yoshihara, O. Jansen, J.-B. Hövener, Sci. Rep. 2022, 12, 11694.
A. Duchowny, J. Denninger, L. Lohmann, T. Theis, S. Lehmkuhl, A. Adams, Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 2465.
A. B. Schmidt, S. Berner, M. Braig, M. Zimmermann, J. Hennig, D. von Elverfeldt, J.-B. Hövener, PLoS One 2018, 13, e0200141.
S. Berner, A. B. Schmidt, F. Ellermann, S. Korchak, E. Y. Chekmenev, S. Glöggler, D. von Elverfeldt, J. Hennig, J.-B. Hövener, Phys. Chem. Chem. Phys. 2021, 23, 2320-2330.
PubChem, “Methanol,” can be found under https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/887.
B. Mégarbane, Open Access Emerg. Med. OAEM 2010, 2, 67-75.
ICH HARMONISED GUIDELINE Q3C(R8), 2021.
ICH HARMONISED GUIDELINE Q3D(R2), 2022.
J.-B. Hövener, S. Bär, J. Leupold, K. Jenne, D. Leibfritz, J. Hennig, S. B. Duckett, D. von Elverfeldt, NMR Biomed. 2013, 26, 124-131.
R. Savka, H. Plenio, Dalton Trans. 2015, 44, 891-893.
A. B. Schmidt, D. L. Andrews, A. Rohrbach, C. Gohn-Kreuz, V. N. Shatokhin, V. G. Kiselev, J. Hennig, D. von Elverfeldt, J.-B. Hövener, J. Magn. Reson. 2016, 268, 58-67.
A. S. Kiryutin, G. Sauer, S. Hadjiali, A. V. Yurkovskaya, H. Breitzke, G. Buntkowsky, J. Magn. Reson. 2017, 285, 26-36.
H. Wolinsky, S. Glagov, Circ. Res. 1967, 20, 99-111.
S. J. Nelson, J. Kurhanewicz, D. B. Vigneron, P. E. Z. Larson, A. L. Harzstark, M. Ferrone, M. van Criekinge, J. W. Chang, R. Bok, I. Park, G. Reed, L. Carvajal, E. J. Small, P. Munster, V. K. Weinberg, J. H. Ardenkjaer-Larsen, A. P. Chen, R. E. Hurd, L.-I. Odegardstuen, F. J. Robb, J. Tropp, J. A. Murray, Sci. Transl. Med. 2013, 5, 108.
K. MacCulloch, A. Browning, D. O. Guarin Bedoya, S. J. McBride, M. B. Abdulmojeed, C. Dedesma, B. M. Goodson, M. S. Rosen, E. Y. Chekmenev, Y.-F. Yen, P. TomHon, T. Theis, J. Magn. Reson. Open 2023, 16-17, 100129 https://doi.org/10.1016/j.jmro.2023.100129.