Радиосинтез нового аналога руксолитиниба, меченного углеродом-11, и предварительная оценка его биораспределения при разных путях введения

Введение. Руксолитиниб является селективным ингибитором Янус-киназ 1 и 2, подавляющим JAK/ STAT-зависимую сигнализацию, вовлеченную в воспаление, иммунный ответ и клеточную пролиферацию. Помимо системного применения, интерес представляет ингаляционный путь введения препарата, который потенциально позволяет повысить его локальную экспозицию в легких и снизить системное воздействие. Целью исследования стала разработка технологии радиоизотопного мечения руксолитиниба углеродом-11 для последующего изучения его биораспределения при различных путях введения.
Материалы и методы. N-[¹¹C]-метилруксолитиниб получали одностадийной реакцией метилирования руксолитиниба на полностью автоматизированном самодельном модуле. Очистку продукта осуществляли методом твердофазной экстракции, радиохимическую чистоту и подлинность подтверждали методом радио-ВЭЖХ. Биораспределение изучали ex vivo на здоровых крысах-самцах Wistar при внутривенном и ингаляционном введении радиолиганда. Накопление радиоактивности в органах оценивали через 5, 10, 40, 60 и 80 мин. после введения.
Результаты. N-[¹¹C]-метилруксолитиниб получен с радиохимическим выходом 40 % (при пересчете на [11C]CH3I), радиохимической чистотой ≥97 % и мольной активностью 6‒10 ГБк/мкмоль. В пилотном исследовании установлено, что при ингаляционном введении через 5 мин. после введения наблюдалась тенденция к более высокому накоплению радиоактивного лиганда в легких по сравнению с внутривенным введением. Одновременно при внутривенном пути введения в этой же точке отмечалась тенденция к более высокому накоплению в печени. Однако уже к 10-й минуте существенные различия в биораспределении между двумя путями введения нивелировались.
Заключение. В настоящей работе впервые описан радиосинтез N-[¹¹C]-метилированного аналога руксолитиниба, а также проведена сравнительная оценка его биораспределения при системном и ингаляционном путях введения.

1. Xue C, Yao Q, Gu X, et al. Evolving cognition of the JAK-STAT signaling pathway: autoimmune disorders and cancer. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):204. https:// doi.org/10.1038/s41392-023-01468-7

2. Appeldoorn TYJ, Munnink THO, Morsink LM, et al. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of ruxolitinib: a review. Clin Pharmacokinet. 2023;62(4):559‒571. https://doi.org/10.1007/s40262-023-01225-7

3. Pemmaraju N, Bose P, Rampal R, et al. Ten years after ruxolitinib approval for myelofibrosis: a review of clinical efficacy. Leuk Lymphoma. 2023;64(6):1063‒1081. https://doi.org/10.1080/10428194.2023.2196593

4. Harrison CN, Nangalia J, Boucher R, et al. Ruxolitinib versus best available therapy for polycythemia vera intolerant or resistant to hydroxycarbamide in a randomized trial. J Clin Oncol. 2023;41(19):3534‒3544. https://doi.org/10.1200/JCO.22.01935

5. Pattipaka T, Sarp S, Nakhaei P, et al. Ruxolitinib in patients with graft versus host disease (GvHD): findings from a compassionate use program. Bone Marrow Transplant. 2024;59(5):637‒646. https://doi.org/10.1038/s41409-024-02207-4

6. Kim BS, Howell MD, Sun K, et al. INCB 18424-206 Study Investigators. Treatment of atopic dermatitis with ruxolitinib cream (JAK1/JAK2 inhibitor) or triamcinolone cream. J Allergy Clin Immunol. 2020;145(2):572‒582. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.08.042

7. Calbet M, Ramis I, Calama E, et al. Novel Inhaled Pan-JAK Inhibitor, LAS194046, reduces allergen-induced airway inflammation, late asthmatic response, and PSTAT activation in brown Norway rats. J Pharmacol Exp Ther. 2019;370(2):137‒147.

8. Zak M, Dengler HS, Rajapaksa NS. Inhaled Janus Kinase (JAK) inhibitors for the treatment of asthma. Bioorg Med Chem Lett. 2019;29(20):126658. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2019.126658

9. Georas SN, Donohue P, Connolly M, et al. JAK inhibitors for asthma. J Allergy Clin Immunol. 2021;148(4):953‒963. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2021.08.013

10. Karpov AA, Mihailova AM, Shilenko LA, et al. Inhibition of JAK1,2 prevents fibrotic remodeling of pulmonary vascular bed and improves outcomes in the rat model of chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Int J Mol Sci. 2022;23(24):15646. https://doi.org/10.3390/ijms232415646

11. Di Michele A, Schoubben A, Varfaj I, et al. Improved achiral and chiral HPLC-UV analysis of ruxolitinib in two different drug formulations. Separations. 2020;7(3):47. https:// doi.org/10.3390/separations7030047

12. Li N, Zhang H, Bai H, et al. Development and validation of an LC-MS/MS method for ruxolitinib quantification: advancing personalized therapy in hematologic malignancies. J Pharm Pharm Sci. 2024;27:12905. https://doi.org/10.3389/jpps.2024.12905

13. Barry JA, Groseclose MR, Castellino S. Quantification and assessment of detection capability in imaging mass spectrometry using a revised mimetic tissue model. Bioanalysis. 2019;11(11):1099‒1116. https://doi.org/10.4155/bio-2019-0035

14. Imlimthan S, Berton C, Poty S, et al. A Guide to ex vivo biodistribution studies with radiotracers in rodent models. molecular imaging and biology. 2025;27(6):883‒893. https://doi.org/10.1007/s11307-025-02055-8

15. C arter L M, Z anzonico P B. M IB G uides: p reclinical radiopharmaceutical dosimetry. Mol Imaging Biol. 2024;26(1):17‒28. https://doi.org/10.1007/s11307-023-01868-9

16. Shilling AD, Nedza FM, Emm T, et al. Metabolism, excretion, and pharmacokinetics of [14C]INCB018424, a selective Janus tyrosine kinase 1/2 inhibitor, in humans. Drug Metab Dispos. 2010;38(11):2023‒2031. https://doi.org/10.1124/dmd.110.033787

17. Rayala R, Theard P, Ortiz H, et al. Synthesis of purine and 7-Deazapurine nucleoside analogues of 6-N-(4-Nitrobenzyl) adenosine; inhibition of nucleoside transport and proliferation of cancer cells. ChemMedChem. 2014;9(9):2186–2192. https://doi.org/10.1002/cmdc.201402047

18. Yerabolu D, Weiss A, Kojonazarov B, et al. Targeting jak-stat signaling in experimental pulmonary hypertension. Am J Respir Cell Mol Biol. 2021;64(1):100‒114. https:// doi.org/10.1165/rcmb.2019-0431OC

19. L ever SZ, Fan K H, L ever J R. Tactics for p reclinical validation of receptor-binding radiotracers. Nucl Med Biol. 2017;44:4‒30. https://doi.org/10.1016/j.nucmedbio.2016.08.015

20. Vallabhajosula S, Killeen RP, Osborne JR. Altered biodistribution of radiopharmaceuticals: role of radiochemical/pharmaceutical purity, physiological, and pharmacologic factors. Semin Nucl Med. 2010;40(4):220‒241. https://doi.org/10.1053/j.semnuclmed.2010.02.004

21. Pees A, Chassé M, Vasdev N, et al. Recent developments in carbon-11 chemistry and applications for first-inhuman PET studies. Molecules. 2023;28(3):931. https://doi.org/10.3390/molecules28030931

22. Appeldoorn TYJ, Munnink THO, Morsink LM, et al. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Ruxolitinib: A Review. Clin Pharmacokinet. 2023;62(4):559‒571. https:// doi.org/10.1007/s40262-023-01225-7

23. Bărăian A-I, Iacob B-C, Sorițău O, et al. Ruxolitinib-Loaded imprinted polymeric drug reservoir for the local management of post-surgical residual glioblastoma cells. Polymers. 2023;15(4):965. https://doi.org/10.3390/polym15040965

24. Müller M, Shalgunov V, Hvass L, et al. Synthesis and in vivo evaluation of [11C]tucatinib for HER2-targeted PET imaging. Bioorg Med Chem Lett. 2023;80:129088. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2022.129088

25. Petrulli JR, Sullivan JM, Zheng MQ, et al. Quantitative analysis of [11C]-erlotinib PET demonstrates specific binding for activating mutations of the EGFR kinase domain. Neoplasia. 2013;15(12):1347‒1353. https://doi.org/10.1593/neo.131666

26. Glekas AP, Pillarsetty NK, Punzalan B, et al. In vivo imaging of Bcr-Abl overexpressing tumors with a radiolabeled imatinib analog as an imaging surrogate for imatinib. J Nucl Med. 2011;52(8):1301‒1307. https://doi.org/10.2967/jnumed.110.085050