Gender dependent rate of metabolism of the opioid receptor-PET ligand [¹⁸F]fluoroethyldiprenorphine

Summary:

Aim: The morphinane-derivate 6-O-(2-[¹⁸F]fluoroethyl)- 6-O-desmethyldiprenorphine ([¹⁸F]FDPN) is a nonselective opioid receptor ligand currently used in positron emission tomography (PET). Correction for plasma metabolites of the arterial input function is necessary for quantitative measurements of [¹⁸F]FDPN binding. A study was undertaken to investigate if there are gender dependent differences in the rate of metabolism of [¹⁸F]FDPN. Methods: The rate of metabolism of [¹⁸F]FDPN was mathematically quantified by fitting a bi-exponential function to each individual’s dynamic metabolite data. Results: No statistically significant gender differences were found for age, weight, body mass index or dose. However, significant differences (p <0.01) in two of the four kinetic parameters describing the rate of metabolism were found between the two groups, with women metabolizing [¹⁸F]FDPN faster than men. These differences were found in the contribution of the fast and slow kinetic components of the model describing the distribution of radioactive species in plasma, indicating a higher rate of enzyme-dependent degradation of [¹⁸F]FDPN in women than in men. Conclusion: The findings reinforce the need for individualized metabolite correction during [¹⁸F]FDPN-PET scans and also indicate that in certain cases, grouping according to gender could be performed in order to minimize methodological errors of the input function prior to kinetic analyses.

Zusammenfassung:

Ziel: 6-O-(2-[¹⁸F]Fluorethyl)-6-O-Desmethyldiprenorphin ([¹⁸F]FDPN) ist als Morphinderivat ein unselektiver Opiatrezeptorligand, der in zunehmenden Maße bei Positronenemissionstomographischen Untersuchungen (PET) benutzt wird. Für quantitative Analysen des Bindungsverhaltens von [¹⁸F]FDPN ist eine Plasmametabolitenkorrektur der arteriellen Inputfunktion notwendig. Wir führten eine systematische Analyse der Metabolismusdaten von Gesunden durch, um geschlechtsspezifische Unterschiede im Metabolismus von [¹⁸F]FDPN zu untersuchen. Methoden: Die Stoffwechselrate von [¹⁸F]FDPN wurde durch Anpassung (Fitting) einer biexponentiellen Funktion an die individuellen dynamischen Metabolitendaten quantifiziert. Ergebnisse: Hinsichtlich Lebensalter, Körpergewicht, Bodymass- Index und injizierter Dosis fand sich bei den Probanden kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen Männern und Frauen. Die Analyse der kinetischen Parameter, welche die Stoffwechselrate beschreiben, zeigte jedoch signifikante Unterschiede (p <0,01) in zwei von vier Parametern. Dabei metabolisierten Frauen [¹⁸F]FDPN schneller als Männer. Diese Unterschiede fanden sich sowohl bei den schnellen, als auch langsamen kinetischen Komponenten des Modells, das die Verteilung der radioaktiven Marker im Plasma beschreibt. Dies spricht für eine höhere Rate des enzymabhängigen Abbaus von [¹⁸F]FDPN bei Frauen. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit einer Metabolitenkorrektur auf Basis der individuellen Metabolitendaten, zeigen jedoch auch, dass unter bestimmten Umständen eine geschlechtsspezifische Auswertung hilfreich sein kann, um methodische Fehler bei der Verwendung der Input-Funktion für die kinetischen Analysen zu minimieren.

Key words:

Fluorine-18 - diprenorphine - PET - metabolism - gender differences - modeling

Schlüsselwörter:

Fluor-18 - Diprenorphin - PET - Metabolismus - geschlechtsspezifische Unterschiede - Modeling

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