Az angiogenezis, egy már létező érből történő új ér képződésének folyamata, mely általános értelmezés szerint a csökkent oxigénellátottság (hypoxia) következménye. Azonban a folyamat már kis tumorméretnél, normál oxigén ellátásnál is megjelenik, összefüggésben a fokozódó proliferációval. Az angiogenezis folyamatában kiemelkedő fontosságú az APN/CD13 molekula, mely enzim, receptor és szignalizációs molekula is egyben. Számottevő mennyiségű tumoros sejt expresszálja a felszínén, melyek vizsgálatát lehetővé teszik az APN/CD13-hoz specifikusan kötődő és pozitron emittáló izotóppal jelzett NGR szekvenciák. Kutatómunkánk első lépésében a hypoxia és angiogenezis összefüggését vizsgáltuk He/De tumorokon angiogenezis (68Ga-NODAGA-[c(RGD)]2 [αVβ3] és 68Ga-NODAGA-c(NGR) [APN/CD13]) és hypoxia (68Ga-DOTA-Nitroimidazol) tracerekkel. A tumorok méretének növekedésével korrelált mind a 68Ga-NODAGA-c(NGR), mind pedig a 68Ga-DOTA-Nitroimidazol felvétel, továbbá, a két radiotracer felvétele egymással is korrelációt mutatott. Az említett radiofarmakonok segíthetnek megérteni a daganatokban zajló hypoxia és angiogenezis közötti összefüggéseket. A kutatómunka második lépésében 4 különböző APN specifikus tracer vizsgálatát végeztük kontroll és He/De, valamint Ne/De tumoros patkányokon. Mind a négy APN/CD13-t célzó radiofarmakon a vizeletelvezető rendszeren keresztül ürült ki a kísérleti állatok szervezetéből. A négy 68Ga jelzett NGR származék alacsony háttérbeli halmozásuknak köszönhetően alkalmas volt a He/De és Ne/De tumorok kimutatására, azonban halmozásuk mértékében mutatkoztak különbségek. A daganatok diagnosztikájára a 68Ga-NOTA-c (NGR) és a 68Ga-NODAGA-c(NGR) bizonyult a legmegfelelőbbnek. A vizsgálatsorozat utolsó harmadában az APN/CD13 receptort gátló szerek terápiás hatékonyságát követtük 68Ga-NODAGA-c(NGR) radiotracerrel. A kontroll- kezeletlen subcutan HT1080 és B16F10 tumorok detektálására alkalmas volt a 68Ga-NODAGA-c(NGR). Az actinonin hatékony APN/CD13 gátlószernek bizonyult a subcutan B16F10 tumoroknál, azonban a HT1080 tumorok növekedését és angiogenezisét nem tudta megállítani. A bestatin mind a subcutan HT1080, mind a B16F10 tumorok növekedését és angiogenezisét gátolta, mely a csökkent 68Ga-NODAGA-c(NGR) felvételben és a tumorok méretének csökkenésében nyilvánult meg. A dolgozatban bemutatott radiofarmakonok lehetőséget biztosítanak a tumorok angiogenezisének in vivo vizsgálatára PET képalkotással, valamint alkalmas tracerek az APN/CD13-at célzó daganatellenes terápiák hatékonyságának követésére is.

Angiogenesis is the process of the formation of new blood vessels from a pre-exist vessel. In general view angiogensis is the result of the reduced oxygen supply (hypoxia). However, this process may appear in small tumor volume and normal oxygen supply, connected with the augmentative proliferation. In angiogenic process APN/CD13 is an important molecule, which has three main functions, such as enzyme, receptor and signaling molecule. Several solid tumors expresses APN/CD13 on the cell surface, which can be visualised by APN/CD13 specific and positron isotope labeled NGR sequences. In first part of our research work the relationship between angiogenesis and hypoxia was investigated in subcutan He/De tumor bearing animals using angiogenesis (68Ga-NODAGA-[c(RGD)]2 [αVβ3] and 68Ga-NODAGA-c(NGR) [APN/CD13]) and hypoxia (68Ga-DOTA-Nitroimidazole) specific tracers. Strict correlation was seen between tumor volume and 68Ga-NODAGA-c(NGR) uptake as well as tumor volume and 68Ga-DOTA-Nitroimidazole uptake, moreover 68Ga-NODAGA-c(NGR) and 68Ga-DOTA-Nitroimidazole uptake correlated well with each other. The hypoxia- and angiogenesis- specific radiotracers may help to better understand the correlation between hypoxia and angiogenesis. In the second part of our research, four 68Ga labeled c(NGR) derivatives were compared in control and tumor bearing (He/De, Ne/De) animals using PET/MRI imaging. All of the investigated radiotracers excreted through the urinary system of the control animal’s body. The four c(NGR) derivatives showed low accumulation in background organs and high accumulation in He/De and Ne/De tumors, however the degree of the accumulation was different. 68Ga- NOTA-c(NGR) and 68Ga- NODAGA-c(NGR) showed the most ideal properties for diagnostic imaging. In our preclinical studies the last step was the investigation of APN/CD13 inhibitors efficiency on HT1080 and B16F10 tumors using 68Ga-NODAGA-c(NGR). 68Ga- NODAGA-c (NGR) was a convenient radiotracer to identify control-untreated subcutan HT1080 and B16F10 tumors. Actinonin was efficiently inhibited the tumor enlargement and the 68Ga- NODAGA-c(NGR) uptake in B16F10 tumors, at the same time it was ineffective on HT1080 tumors. Bestatin- the other APN/CD13 inhibitor- succesfully inhibited the tumor growth and angiogenic process in both of the HT1080 and B16F10 tumors, which were manifested in reduced 68Ga-NODAGA-c(NGR) uptake and shrunken tumor volumes. All of the demonstrated radiotracers are applicable tools in APN/CD13 expressing tumors diagnosis and in following of anti-APN/CD13 therapy’s efficiency.