Download Nuevos desarrollos en RF PET: péptidos marcados con Ga

Mayo 2009
Nuevos desarrollos en RF
PET:
péptidos marcados con
68Ga
Iván Peñuelas
[email protected]
Image of the year 2008 Society of Nuclear Medicine
NET con 68Ga‐DOTANOC
PET Center, Nuclear Medicine,Bologna
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Radiofármacos
Definición: cualquier producto que, cuando esté preparado para su uso con finalidad terapéutica o diagnóstica, contenga uno o más radionucleidos.
Clasificación:
Terapia: marcados con 131I, 90Y, 89Sr, 223Ra …
Diagnóstico Æ OBTENCIÓN IMAGEN
Emisores γ: producción directa fotones
en la desintegración radiactiva
Emisores positrones: producción de positrones que al aniquilarse con electrones producen fotones γ
E= mc2
PET: emisores de positrones (β+ )
Marcados con 18F, 11C, 68Ga…
SPECT: emisores γ
Marcados con 99mTc, 123I, 111In…
99mTc
La detección de fotones γ permite detectar
la localización del RF en el organismo
99mTc
18FDG
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Obtención de Radiofármacos
1. Preparación extemporánea (SPECT)
2. Síntesis química (PET)
Generador equipo reactivo (kit frío)
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Síntesis (PET)
CICLOTRÓN
AcO CH
2
AcO
LABORATORIO PET
sustitución
Sustitución
nucleofílica
nucleofílica
OAc
MÓDULOS DE SÍNTESIS
AcO
CH
OAc
Complejidad tecnológica
TBA
O
2
AcO
O
hidrólisis
hidrólisis
HO CH
2
HCl
HO
18F-
OAc
OAc
S
O
O
Inversión muy elevada
O
O
OH
CF
3
18
F
Personal muy especializado
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
OH
18
F
Ciclotrón
Fuente de iones
Blancos
Campo magnético
Radiofrecuencia
Alto vacío
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Emisores de positrones de interés
clínico
Producidos en ciclotrones
Obtenidos de generadores
Isótopo
T1/2
Isótopo
T1/2
18F
109’
68Ga
68’
11C
20’
82Rb
15O
2’
13N
10’
Además: 124I, 64Cu, 76Br…
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
1,3’
¿Qué es un generador?
Sistema formado por dos radionucleidos
Padre (vida larga)
Hijo (vida corta)
La desintegración del PADRE produce el HIJO
El radionucleido hijo se usa para preparar RF
Necesario sistema de separación físico‐química (imprescindible obtener el hijo “puro”)
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Isótopos del Galio
Abundancia isotópica
69Ga 60.1%
71Ga 39.9%
Radioisótopos del galio
66Ga
67Ga
emisor β+
T1/2=9.4 h
emisor γ
T1/2=78 h
68Ga emisor β+
Emax1.9 Mev
68Ga
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
β+
T1/2=68 min
Química del galio en solución
(1)
1. El estado de oxidación ppal (en solución) es +3, el más importante
en química radiofarmacéutica
2. La formación de complejos con Ga se hace con ligandos con átomos dadores de electrones (como O, N, S…)
3. El número de coordinación es 3, 4, 5 ó 6 dependiendo del ligando. Los complejos hexadentados con Ga(III) son los más estables in vivo
[GaCl4]‐
pH 1
[Ga(H2O)6]3+
pH 3
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Ga(OH)3….
[Ga(OH)n]3‐n
[Ga(OH)4]‐
pH 7.5
pH 9.5
Química del galio en solución
(2)
Uso de complejos de Ga como RF:
1) Estabilidad hidrolítica (formación de complejos con OH‐)
2) Mayor estabilidad que el complejo Ga(III)‐Transferrina
POR LO TANTO……
1) Evitar la precipitación de Ga(OH)3
• Crear complejos intermedios con ligandos débiles
(citrato, acetato) y después con ligando de alta afinidad
2) Usar ligandos cinética y termodinámicamente más estables
que la transferrina
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Quelantes acíclicos clásicos
1.
2.
3.
4.
5.
Rápida cinética de marcaje
Alta estabilidad termodinámica
No son inertes “in vivo“
Tasa de disociación relativamente elevada
Posible liberación del radionucleido “in vivo“
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Quelantes macrocíclicos
Ga
1. Alta estabilidad termodinámica
2. Muy inertes “in vivo“
3. Baja cinética de formación del complejo: reacciones de marcaje desfavorables (alta Tª...)
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
El generador de 68Ge-68Ga
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
El generador de 68Ge-68Ga
Características:
Æ T1/2 68 min; β+ 1.9 MeV
68Ge Æ T
1/2 271 días; EC; no γ
Producido en ciclotrón: 69Ga(p,2n)68Ge; 66Zn(α, 2n)68Ge
68Ga
Nucl
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Emax
Rango Rango
max medio
18F
0,64
2,3
0,2
11C
0,96
3,9
0,4
68Ge
1,90
9,0
1,2
82Rb
3,40
18,0
2,6
El generador de 68Ge-68Ga
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Disponibilidad de generadores 68Ge68Ga
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Péptidos con 68Ga-DOTA
68Ga
68Ga‐DOTA TOC
DOTA‐[Tyr3]‐Octreótido
68Ga
68Ga‐DOTA NOC
NOC‐[NaI3]‐Octreótido]
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Péptidos con DOTA
R1
R1
R2
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
R2
¿Del diagnóstico a la terapia?
Posibilidad de marcar el mismo compuesto con : 68Ga (emisor positrones: diagnóstico PET)
111In (emisor γ: diagnóstico SPECT)
90Y (emisor β‐ alta energía: terapia)
177Lu (emisor β‐
baja energía: terapia; emisor γ: diagnóstico SPECT
Problema: ¿estructuras 3D diferentes?
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Marcaje de péptidos con 68Ga‐DOTA
1) Elución del generador
2) Limpieza y pre‐
concentración del eluído
M
an
ua
l
Au
t
om
át
ic
o
3) Marcaje con precursor
4) Purificación y formulación del RF final
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Marcaje de 68Ga DOTA-NOC
1 Elución del generador con HCl 0,1 M
Obtención Ga
68
¡Evitar agujas
y partes
metálicas!
2
Pre‐purificación 68Ga
Obtención 68Ga purificado
3
Reacción con 50 μg of DOTA NOC•HCl
[10 min a 100°C]
4
Purificación de 68Ga DOTA NOC en columna C18
Elución de 68Ga DOTA NOC con EtOH abs. Añadir salino
5 Esterilización terminal por filtración (Durapore PVDF 0.22 μm)
®
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Courtesía Dr.R.Knopp, Eckert & Ziegler Eurotope
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Módulo de68Ga DOTA NOC
Pre‐Cleaning
Generador
Reactor
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Módulo automático para síntesis de 68Ga DOTA NOC
Courtesía Dr.R.Knopp, Eckert & Ziegler Eurotope
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Automático vs. manual
Modulo Manuale
Resa e purezza:
Modulo Automatico
Durata totale sintesi:
23 min.
13 min.
Resa non corretta:
59.3 ± 2.8 % (n = 33)
49 ± 5.2 % (n = 80)
Resa corretta:
74.6 %
56%
Attività Specifica:
Max 63 MBq / nmol
Max 63 MBq / nmol
Purezza Radiochimica * :
98 %
98 %
Purezza Chimica:
Acetone < 0.1 mg/l Etanolo < 10 %
Sterile
Etanolo < 5 %
Sterilità:
Sterile
* 2 T.L.C systems: 1) 0.1 M NaCitrate (Rf [68Ga]‐DOTATOC = 0.0 Rf free 68Ga = 0.9 )
2) 1 M NaAcetate / MeOH 1/1 (Rf Hydrolyzed 68Ga = 0.1 Rf [68Ga]‐DOTATOC = 0.8 )
Cortesía Dr.Mattia Asti, Medicina Nucleare, Reggio Emilia
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Otros péptidos con 68Ga
68Ga DOTA NAPamide
Melanoma melanocítico y amelanocítico sobreexpresa MC1R, α‐MSH analogues
(Melanocyte Stimulating Hormone)
Froidevaux et al.,JNM,2004
68Ga DOTA.PEG2‐[d‐Tyr6,βAla11, Thi13,Nle14]Bombesin
Sobreexpresión de receptores de bombesina en muchos tumores (próstata, GIST...)
68Ga
Schuhmacher et al.,JNM,2005
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Áreas de Producción
LABORATORIO CALIENTE
CELDAS CALIENTES
MÓDULOS DE SÍNTESIS
CELDA DE MANIPULACIÓN Y DISPENSACIÓN
CABINA DE FLUJO LAMINAR BLINDADA
ZONA DE MANIPULACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
CABINA DE FLUJO LAMINAR (CFL)
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Laboratorio PET: área de producción
CELDAS CALIENTES
– compartimentos estancos con aire clase B
– entorno clase C
– sistema de ventilación independiente
– blindaje 9 cm de plomo
– cristal plomado
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Laboratorio PET: área de producción
Módulos de síntesis: dentro de celdas calientes
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Laboratorio PET para síntesis de 68Ga-RF
CFL blindada de elución, síntesis y dispensación
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
–
Flujo laminar (clase A)
–
Entorno clase C
–
Blindaje 4‐6 cm de plomo
–
Cristal plomado
Marco legal
Ley 25/1990, de 20 de diciembre. Ley del Medicamento. Art 8.1 y 51 considera los radiofármacos como medicamentos
Radiofármacos REGULADOS
RD 479/1993, de 2 de abril, “por el que se regulan los medicamentos radiofármacos de uso humano”
Ninguna referencia expresa a los RF PET
La Ley 29/2006, de 26 de julio de Garantías y uso racional de medicamentos y productos sanitarios reconoce por vez 1ª las características diferenciales de los RF PET y establece la necesidad de un desarrollo reglamentario
RD 1345/2007, de 11 de octubre “por el que se regula el procedimiento de autorización, registro y condiciones de dispensación de los medicamentos de uso humano fabricados industrialmente”
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Ley 29/2006, de Garantías y uso…
Artículo 48. Radiofármacos.
1. A los efectos de esta Ley se entenderá por:
a) Radiofármaco: cualquier producto que, cuando esté preparado para su uso con finalidad terapéutica o diagnóstica, contenga uno o más radionucleidos (isótopos radiactivos).
2. Sin perjuicio de las demás obligaciones que vengan impuestas por disposición legal o reglamentaria, la fabricación industrial y la autorización y registro de los generadores, equipos reactivos, precursores y radiofármacos requerirá la autorización previa de la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios, otorgada de acuerdo con los principios generales de esta Ley y según las exigencias y procedimientos que reglamentariamente se establezcan.
Los RF fabricados INDUSTRIALMENTE deberán registrarse como los demás medicamentos
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Ley 29/2006, de Garantías y uso…
Artículo 48
5. La autorización prevista en el apartado segundo podrá no ser exigida para la preparación de radiofármacos PET (Tomografía de emisión de positrones) en una unidad de radiofarmacia autorizada, bajo la supervisión y control de un facultativo especialista en radiofarmacia, siempre que se realice en las condiciones y con los requisitos determinados reglamentariamente.
Concreta la necesidad de desarrollo reglamentario para RF PET no
fabricados industrialmente
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
RD 1345/2007, “fabricación industrial y
registro”
Artículo 47. Exenciones
c) Los radiofármacos utilizados para tomografía de emisión de positrones (radiofármacos PET) preparados en una unidad de radiofarmacia autorizada bajo la supervisión y control de un facultativo especialista en radiofarmacia , siempre que cumplan los siguientes requisitos:
1.º Elaborados íntegramente y utilizados, sin ánimo de lucro, en centros vinculados al Sistema Nacional de Salud,
2.º Sean sustancias en fase de investigación clínica o sean medicamentos que la Agencia Española de medicamentos y Productos Sanitarios considera que satisfacen las garantías de calidad, seguridad, eficacia, identificación e información, y que se elaboren en instalaciones adecuadas.
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Posibilidades para RF PET
RF PET ELABORADO RF PET NO ELABORADO INDUSTRIALMENTE
INDUSTRIALMENTE
Ley 29/2006
Ley 29/2006
RD 1345/2007
RD 1345/2007
Fabricación Industrial
Uso exclusivo en centros vinculados al SNS
Laboratorio farmacéutico autorizado
Sin ánimo de lucro
Registro
No necesario registro
Comercialización
Unidad Radiofarmacia autorizada
Responsable: Especialista Radiofarmacia
Preparación en instalaciones adecuadas
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Nuevos desarrollos legislativos
¿ 2009 ?
Normas de preparación de RF PET
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Indicaciones de uso de RF PET Microfluidos en
radiosíntesis PET
Síntesis RF mediante microfluidos
Aplicación del concepto “lab‐on‐a‐chip”
FUNDAMENTO
Flujo laminar
Tasas de reacción muy elevadas
CC Lee at al. Science 310:1793‐6 (2005)
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
Microfluidos en radiosíntesis
Ventajas
Inconvenientes
Síntesis ultrarrápidas (segundos!)
Técnica experimental
Rendimientos muy elevados
Necesidad de desarrollo de:
Acceso a síntesis “imposibles”
Posibilidad de automatización en un chip de: ¾ Síntesis
¾ Control de calidad
¾ Dosificación
Síntesis bajo demanda (múltiples RF consecutivos)
No personal especializado
Minimización de espacio
Reducción de costes
¿Independiente de ciclotrón?
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
¾ materiales
¾ procesos
No existen sistemas comerciales
Reducido nº de dosis por síntesis
Sólo para líquidos (18F…)
Problemas manejo de gases (11CO2)
Síntesis bajo demanda ¿el futuro?
CHIP de síntesis y purificación
RF1
Módulo basado en µfluidos
RF2
Radio nucleido
RF3
RF4
RF5
RF6
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”
‐ Síntesis
‐ Purificación
‐ Control de calidad
Dosis de RF
¡Gracias!
I. Peñuelas “The role of preclincal PET in traslational research”