Method Article
Esta investigación describe el proceso automatizado para la producción de [68Ga]Ga-3BP-3940 con el sintetizador GAIA V2, para la obtención de imágenes PET de la proteína de activación de fibroblastos. También se presentan los resultados de las pruebas de control de calidad realizadas en tres lotes de ensayo.
Se ha desarrollado un método rápido y eficiente en el módulo de síntesis GAIA para el radiomarcaje automatizado de galio-68 de 3BP-3940, una sonda de imagen molecular dirigida a la proteína de activación de fibroblastos para la tomografía por emisión de positrones del microambiente tumoral. Las condiciones de reacción incluyeron tampón acetato (concentración final: 0,1 M), metionina como agente antirradiólisis (concentración final: 5,4 mg/mL) y 30 μg de 3BP-3940, con calentamiento durante 8 min a 98 °C. Fue necesario un paso final de purificación en un cartucho C18 para obtener un producto radiomarcado de alta pureza. Por el contrario, el generador de 68Ga se utilizó directamente sin un paso de concentración en un cartucho de intercambio catiónico. La producción de tres lotes de validación confirmó la fiabilidad del método, permitiendo la síntesis de [68Ga]Ga-3BP-3940 en 22,3 ± 0,6 min con alta pureza radioquímica (RCP), determinada tanto por radio-HPLC (99,1% ± 0,1%) como por radio-TLC (99,2% ± 0,1%). El rendimiento radioquímico promedio, basado en los valores de RCP medidos por radio-HPLC, fue del 74,4% ± del 3,3%. La estabilidad del producto radiomarcado se demostró hasta 4 h después de la preparación. Este protocolo proporciona una metodología fiable, rápida y eficiente para la preparación de [68Ga]Ga-3BP-3940, que puede trasladarse fácilmente a un entorno clínico.
En los últimos años, el tratamiento del microambiente tumoral (TME) ha atraído un interés considerable en aplicaciones diagnósticas y terapéuticas1. La abundancia de tipos de células, moléculas de señalización y macromoléculas de matriz extracelular (MEC) dentro del TME ofrece una amplia gama de posibles objetivos moleculares2. Entre las células huésped residentes e infiltrantes, los fibroblastos asociados al cáncer (CAF) forman un subconjunto distinto de fibroblastos dentro de la TME, fenotípicamente diferente de los fibroblastos normales. Los CAF desempeñan un papel crucial en la progresión tumoral, la metástasis, la evasión inmunitaria y la resistencia a la terapia a través de características celulares y moleculares únicas3. Estas células mesenquimales exhiben un fenotipo activado marcado por la expresión de la proteína de activación de fibroblastos (FAP). Molecularmente, los CAF secretan una compleja matriz de citocinas, quimiocinas, factores de crecimiento (p. ej., TGF-β, IL-6 y CXCL12) y proteínas de la MEC (p. ej., colágeno, fibronectina), que remodelan la MEC y fomentan un entorno protumorigénico4.
Al ser una proteína altamente específica que se sobreexpresa y localiza en la superficie extracelular de la membrana de CAF, la FAP presenta todas las características de una diana molecular fiable, especialmente para aplicaciones de medicina nuclear y radiofármacos5. En este contexto, se desarrollaron e introdujeron rápidamente en el uso clínico inhibidores de la FAP basados en quinolina(FAPI), funcionalizados con un grupo DOTA 6,7,8. Específicamente, FAPI-04 y FAPI-46 radiomarcados con galio-68 (emisor de β+, t1/2 = 68 min) para imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) han demostrado un valor significativo en enfermedades fibróticas, cardiología y oncología 8,9, particularmente para cánceres donde [18F]fluorodesoxiglucosa ([18F]FDG) tiene una utilidad limitada10. Sin embargo, si bien sus contribuciones a la oncología y a la imagen de enfermedades no malignas son innegables, los FAPI de moléculas pequeñas exhiben ciertas limitaciones para las aplicaciones de terapia con radionúclidos dirigidos (TRT), particularmente debido a su tiempo de residencia intratumoral subóptimo, lo que puede conducir a la irradiación involuntaria del tejido sano11. Para abordar esta cuestión, se han explorado varias estrategias, como el diseño de ligandos polivalentes11,12 o el uso de radionucleidos terapéuticos con vidas medias cortas 13,14,15. También se han desarrollado nuevos andamios moleculares con una alta afinidad por la FAP y que desencadenan una alta proporción de internalización celular.
Uno de ellos es el derivado pseudopeptídico FAP-2286. Contiene una secuencia de 7 aminoácidos, ciclados y unidos a un quelante de DOTA por una fracción16 de 1,3,5-bencenotrimetanotiol. Un estudio inicial en humanos demostró que [68Ga]Ga-FAP-2286 exhibe un perfil de biodistribución similar al [68Ga]Ga-FAPI-46, con una absorción fisiológica ligeramente mayor en el hígado, los riñones y el corazón17. En este estudio, 64 pacientes, principalmente con cánceres de cuello, hígado, estómago, páncreas, ovarios y esófago, se sometieron a imágenes PET con [68Ga]Ga-FAP-2286 para la estadificación del cáncer o la detección de recurrencia: la captación de [68Ga]Ga-FAP-2286 fue notablemente mayor que la de [18F]FDG en tumores primarios, metástasis de ganglios linfáticos y metástasis a distancia, lo que mejoró el contraste de la imagen y la detectabilidad de la lesión. Todos los tumores primarios fueron visibles con [68Ga]Ga-FAP-2286 PET/CT, mientras que [18F]FDG PET/CT no detectó casi el 20 % de las lesiones. Para los ganglios linfáticos comprometidos, las tasas de detección fueron más altas con [68Ga]Ga-FAP-2286, así como para las metástasis óseas y viscerales. En otro estudio en un grupo más pequeño de 21 pacientes con una variedad de enfermedades cancerosas, también se demostró la excelente sensibilidad de este agente de imagen, lo que refleja la eficacia diagnóstica de [68Ga]Ga-FAP-228618. Estudios más específicos se han centrado en un único tipo de cáncer, como el urotelial o el de pulmón, destacando una vez más el alto potencial de [68Ga]Ga-FAP-2286 para la imagen molecular clínica 4,5. En cuanto al tratamiento, en un estudio preliminar se investigó el uso de FAP-2286 radiomarcado con lutecio-177 (emisor de β, t1/2 = 6,7 d) en 11 pacientes con diversos cánceres progresivos y metastásicos19. La mayoría de los pacientes recibieron dos ciclos de tratamiento espaciados por 8 semanas, y la dosis promedio administrada por ciclo fue de 5,8 ± 2,0 GBq de [177Lu]Lu-FAP-2286. El fármaco demostró una retención intratumoral prolongada, con una vida media efectiva de aproximadamente 44 h en las metástasis óseas. Dados los efectos secundarios aceptables, estos hallazgos allanaron el camino para ensayos clínicos a mayor escala: la seguridad y eficacia de [177Lu]Lu-FAP-2286 se están evaluando actualmente en el ensayo clínico de fase 1/2 LuMIERE, patrocinado por Novartis (NCT04939610)7,8. En la literatura se documentan otros protocolos de investigación de menor escala 9,20 y se han publicado múltiples reportes de casos 21,22,23,24,25,26, que demuestran la eficacia y excelente tolerabilidad de esta TRT.
Las mínimas modificaciones estructurales realizadas en el FAP-2286 condujeron al analógico optimizado 3BP-3940 (Figura 1)27. Aunque la literatura científica sobre esta molécula vectorial sigue siendo limitada, se han realizado estudios preliminares tanto para aplicaciones de imagen como terapéuticas. En un informe preliminar se describe el uso de [68Ga]Ga-3BP-3940 en 18 pacientes con varios carcinomas metastásicos terminales y se concluye que este radiofármaco es un agente de imagen PET adecuado, destacando su excelente relación tumor-fondo y su muy baja captación renal28. En otro trabajo, un solo paciente con cáncer de páncreas con metástasis hepáticas recibió 150 MBq de [68Ga]Ga-3BP-3940 para la PET, lo que demostró una intensa captación en el tumor primario y las lesiones metastásicas29. Posteriormente, el mismo paciente recibió una dosis única de 9,7 GBq de [177Lu]Lu-3BP-3940 para TRT. El tratamiento fue bien tolerado, sin cambios significativos en las constantes vitales ni en los parámetros biológicos. En un estudio diferente se presentaron los resultados iniciales en humanos de un abordaje teranóstico con 3BP-3940: los pacientes fueron seleccionados con imágenes PET de [68Ga]Ga-3BP-3940 y luego se les administró 3BP-3940 marcado con diferentes isótopos (177Lu, 90Y o 225Ac), administrados solos o en combinaciones en tándem (p. ej., 177Lu + 225Ac) en 1-5 ciclos de tratamiento30. Los resultados incluyeron una remisión completa, cuatro remisiones parciales, tres enfermedades estables y 12 progresiones de la enfermedad. La mediana de supervivencia global de la cohorte (n = 28) fue de 9 meses desde el inicio de la TRT.
Figura 1: Estructura química de [68Ga]Ga-3BP-3940. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
El proceso de radiomarcaje de 68Ga para radiofármacos experimentales como FAP-2286 y 3BP-3940 generalmente implica un módulo de síntesis para automatizar el paso de preparación. En particular, la automatización de métodos garantiza la solidez del proceso y el cumplimiento de las GMP y minimiza la exposición a la radiación del operador en comparación con los métodos de preparación manual 31,32,33. En muchos casos, las autoridades reguladoras esperan que dicho protocolo forme parte de un expediente de medicamento en investigación (IMPD) antes de autorizar a un centro a fabricar el radiofármaco experimental correspondiente34. Hasta la fecha, se dispone de muy poca información detallada sobre el radiomarcaje automatizado de 68Ga de pseudopéptidos anti-FAP en la literatura 29,35,36,37,38. Además, los datos reportados generalmente se aplican solo a un modelo dado de sintetizador. El tipo de generador de 68Ga utilizado también puede aportar ciertas especificidades, ya que las diferentes soluciones disponibles en el mercado se caracterizan por volúmenes específicos de eluido de 68Ga3+ en HCl (normalmente 0,1 M), lo que puede tener un impacto directo en las condiciones de radiomarcaje automatizado.
En este contexto, presentamos un protocolo detallado para el radiomarcaje automatizado rápido y eficiente del pseudopéptido 3BP-3940 con 68Ga, utilizando el módulo de síntesis GAIA V2. Este sintetizador se basa en el uso de un conjunto de tubos que comprende tres rampas de cinco colectores cada una, conectadas a una bomba peristáltica para controlar el flujo de fluido. También cuenta con un horno de vial para el calentamiento del medio de reacción, varias sondas de radiactividad y un sensor de presión para monitorear estos parámetros dentro del sistema. Aunque no está tan extendido como otros modelos, este autómata se utiliza de forma rutinaria en nuestro centro y está instalado en un número creciente de instalaciones 31,39,40,41,42,43,44. En este trabajo se utilizó un generador GALLIAD de 68Ge/68Ga sin prepurificación del eluido de 68Ga. Este método está diseñado para ofrecer una solución robusta, rápida y conveniente para la producción de [68Ga]Ga-3BP-3940, optimizando también la protección radiológica para los operadores durante el radiomarcado. Este es también el primer protocolo de preparación de este radiofármaco que se informa sobre este modelo de sintetizador específico, y con tanto detalle.
NOTA: Este protocolo implica trabajar con radioisótopos. Cualquier persona que lleve a cabo este procedimiento debe estar debidamente capacitada en el manejo de materiales radiactivos no sellados y debe contar con la aprobación del oficial de seguridad radiológica de su institución. El sintetizador automatizado debe colocarse en una celda caliente blindada designada. Cualquier procedimiento manual que involucre materiales radiactivos también debe llevarse a cabo en una celda caliente blindada o detrás de un blindaje de radiación adecuado.
1. Preparación de reactivos
NOTA: Los reactivos necesarios para la producción automatizada de [68Ga]Ga-3BP-3940 (ver Tabla de Materiales) se prepararon en una unidad de preparación de radiofármacos (sala limpia de grado C GMP). Los reactivos se pueden preparar en cualquier orden y hasta 2 horas antes de la síntesis.
2. Preparación de equipos para controles de calidad
3. Preparación del módulo de síntesis
4. Preparación del casete de síntesis e instalación del casete
Figura 2: Configuración del módulo de síntesis. (A) Configuración para la síntesis automatizada de [68Ga]Ga-3BP-3940 en el módulo de síntesis. (B) Detalles sobre las posiciones de reactivos para la producción automatizada de [68Ga]Ga-3BP-3940 utilizando un módulo de síntesis GAIA. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
5. Instalación de reactivos
Figura 3: Configuración del kit. Instalación final del conjunto de tubos y reactivos en el sintetizador para el radiomarcaje de 3BP-3940 con 68Ga. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
6. Secuencia de radiomarcaje automatizada para la producción de [68Ga]Ga-3BP-3940
Figura 4: Perfil de distribución típico de la radiactividad dentro del módulo. (A) vial de reacción; (B) Cartucho C18 durante la síntesis de [68Ga]Ga-3BP-3940. El flujo de eluido de 68Ga en el vial de reacción se produce a los 6 min. La actividad permanece en el vial de reacción durante toda la reacción de radiomarcaje. Después de 16 minutos, la actividad se transfiere al cartucho SPE. El cartucho se eluye después de 19,5 min, después de lo cual permanece una actividad residual de alrededor de 150 MBq en la fase estacionaria. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
7. Dispensación y controles de calidad de [68Ga]Ga-3BP-3940
8. Estabilidad de la preparación [68Ga]Ga-3BP-3940
El proceso de síntesis desarrollado en el módulo GAIA permite el radiomarcaje rápido de 68Ga de 3BP-3940 en 21-22 min. Este protocolo fue diseñado para trabajar con el generador GALLIAD de grado farmacéutico de 68Ge/68Ga, que produce 1,1 mL de eluido de 68Ga en 0,1 M de HCl. El volumen y la molaridad del tampón de reacción se ajustaron finamente de acuerdo con esta cantidad de ácido para obtener un pH de reacción entre 3,5 y 4, necesario para un radiomarcaje óptimo45. Así, se utilizó acetato de sodio con una molaridad final de 0,1 M. Se añadieron 10 mg/mL de metionina al medio de reacción como agente antirradiólisis para limitar la degradación de la molécula vectorial durante la etapa de calentamiento. Las pruebas preliminares sin purificación terminal compararon este antioxidante con 16 mg/mL de ácido gentísico y 12 mg/mL de ácido ascórbico y mostraron una mejor RCP final con metionina que con cualquiera de estos otros dos compuestos (Figura 5).
Figura 5: Radiocromatogramas de HPLC de medios de reacción crudos de experimentos preliminares que comparan compuestos antirradiólisis. (A) Ácido gentísico 16 mg/mL (RCP = 75,5%); (B) Ácido ascórbico 12 mg/mL (RCP = 86,4%); (C) Metionina 10 mg/mL (RCP = 94,7%). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Para validar este método de radiomarcaje automatizado, se produjeron tres lotes de prueba, lo que dio como resultado preparaciones con una actividad final promedio de 737 ± 2.8 MBq (generador a +2 semanas después de la calibración). Cabe destacar que las pérdidas de actividad en el sistema de kit de un solo uso durante la síntesis fueron bajas, con una media del 24,9% ± del 3,4% en las tres producciones de prueba (Figura 6), lo que demuestra la eficiencia del proceso.
Figura 6: Distribución de las actividades residuales promedio para los tres lotes de validación de [68Ga]Ga-3BP-3940. La proporción media de la actividad total implicada en las 3 operaciones de radiomarcaje de prueba y que se encuentra en los distintos elementos del sistema se detalla en forma de diagrama, y los valores de actividad absoluta correspondientes para cada síntesis de prueba se proporcionan en forma de tabla. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Los tres lotes de validación superaron todos los controles de calidad, incluida la identificación de radionúclidos (Tabla complementaria 1), la vida media calculada (Tabla suplementaria 2) y la pureza de los radionúclidos (Tabla suplementaria 3). En particular, se obtuvieron excelentes valores de RCP tanto en radio-TLC (RCP promedio = 99,19 ± 0,07%; %CV = 0,07) (Tabla suplementaria 4) como en radio-HPLC (RCP promedio = 99,19 ± 0,07%; %CV = 0,07; Figura 7, Tabla complementaria 5). La reproducibilidad de los valores de RCP es excelente y puede ser confirmada por los resultados de futuras síntesis. Además, los valores de RCP de los tres lotes de prueba mostraron una gran estabilidad en el tiempo, tanto en radio-TLC como en radio-HPLC, con valores consistentes >98% hasta 4 h después de EoS (Figura 8, Tabla Suplementaria 6). Los resultados completos de los análisis realizados en estas muestras se compilan en la Tabla 1. En general, se validó el método automatizado de radiomarcaje de 68Ga de 3BP-3940 con una media del 74,4% ± un 3,3% de RCY corregido por decaimiento (calculado a partir de RCP en HPLC). Con el uso de un vector de grado farmacéutico, este método podría trasladarse sin cambios al uso clínico.
Figura 7: Radio-TLC representativo. Los resultados son (A) tampón de citrato 0,1 M pH 4 y (B) acetato de amonio 1 M en agua/metanol 1:1. (C) Espectros representativos de radio-HPLC obtenidos al medir el RCP de [68Ga]Ga-3BP-3940. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 8: Resultados de estabilidad. Pureza radioquímica de los tres lotes de validación de [68Ga]Ga-3BP3940 a lo largo del tiempo, desde EoS hasta 4 h después de la síntesis, determinada por radio-HPLC. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Prueba | Lote 1 | Lote 2 | Lote 3 | |
Apariencia | Solución transparente e incolora | Solución transparente e incolora | Solución transparente e incolora | |
Identificación | ||||
Energía de los fotones gamma (MeV) | 0,511 y 1,077 | 0,511 y 1,077 | 0,511 y 1,077 | |
Vida media (min) | 69,94 ± 1,03 | 69,34 ± 0,66 | 68,66 ± 0,28 | |
pH | 6 | 6 | 6 | |
Pureza radionucídica | ||||
(68Ga) Galio (%) | 99.9999861 | 99.9999861 | 99.9985764 | |
(68Ge) Germanio y otras impurezas emisoras de γ (%) | 1.39 × 10-5 | 5.47 × 10-6 | 1.42 × 10-3 | |
Pureza radioquímica | ||||
[68Ga]Ga-3BP-3940 (HPLC) | 99.14 | 98.97 | 99.03 | |
[68Impurezas de Ga]galio (HPLC) | 0.76 | 1.03 | 0.97 | |
[68Ga]Ga-3BP-3940 (TLC) | 99.2 | 99.25 | 99.11 | |
[68Impurezas de Ga]galio (TLC) | 0.8 | 0.75 | 0.89 | |
Prueba de integridad del filtro (mbar) | 4046 | 4082 | 3901 | |
Actividad de volumen en EoS (MBq/mL)* | 69.27 | 71.9 | 74.54 | |
Actividad específica en EoS (MBq/μg) | 23.46 | 24.31 | 25.22 | |
Actividad molar en EoS (GBq/μmol) | 34.53 | 35.78 | 37.12 | |
Rendimiento radioquímico (basado en RCP determinado por HPLC) | 70.93 | 74.75 | 77.58 | |
Estabilidad durante 4 h (HPLC) | ≥98.36% | ≥98.70% | ≥98.43% | |
*Calculado con un volumen teórico total de 10,25 mL |
Tabla 1: Resultados del control de calidad de la red para tres lotes de prueba [68Ga]Ga-3BP-3940.
Figura complementaria 1: Suministros para la configuración del módulo de síntesis. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 2: Lista de verificación para instalar el kit en el módulo de síntesis. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 3: Protocolo alternativo de síntesis automatizada con cartucho SCX. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Tabla suplementaria 1: Identificación de radionúclidos para los 3 lotes de prueba de [68Ga]Ga-3BP-3940. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Tabla suplementaria 2: Vida media calculada para los 3 lotes de prueba de [68Ga]Ga-3BP-3940. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Tabla suplementaria 3: Pureza del radionúclido para los 3 lotes de prueba de [68Ga]Ga-3BP-3940. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Tabla suplementaria 4: Pureza radioquímica determinada por radio-TLC para los 3 lotes de prueba de [68Ga]Ga-3BP-3940. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Tabla suplementaria 5: Pureza radioquímica determinada por radio-HPLC para los 3 lotes de prueba de [68Ga]Ga-3BP-3940. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Tabla suplementaria 6: Estabilidad radioquímica durante 4 h determinada por radio-TLC para los 3 lotes de prueba de [68Ga]Ga-3BP-3940. Haga clic aquí para descargar este archivo.
En este trabajo se presenta un protocolo de preparación automatizado compatible con GMP para la síntesis de [68Ga]Ga-3BP-3940 utilizando un módulo GAIA y un generador GALLIAD. Este método se adaptó de los protocolos utilizados en nuestro centro para el radiomarcaje de galio-68 de vectores como los ligandos PSMA44 y otros inhibidores de FAP 43,46 para la imagen clínica del PET, con ligeras modificaciones.
El proceso de producción fue diseñado para ser simple y directo y se puede dividir en tres fases principales: (i) transferencia de todos los reactivos al vial de reacción, (ii) radiomarcaje de 3BP-3940 con 68Ga, y (iii) purificación y formulación del producto. Es importante destacar que uno de los grandes puntos fuertes de este método automatizado es su corta duración, ya que los tres lotes de prueba se producen en 22,3 ± 0,6 minutos (no se incluye el tiempo de prueba de integridad del filtro). En comparación, Hörmann et al., que informaron sobre la síntesis automatizada de [68Ga]Ga-FAP-2286 en un módulo GRP-3V, subrayaron un tiempo de síntesis de 35 min38.
Para garantizar un producto radiomarcado con alta actividad específica, solo se utilizaron 30 μg de 3BP-3940 en la reacción, lo que resultó en una actividad específica media de 24,3 ± 0,9 MBq/μg en EoS para los tres lotes de prueba. Comparativamente, el promedio de actividades específicas reportadas en la literatura oscila entre 6,9 MBq/μg38 y 19,7 MBq/μg29. La única excepción es el protocolo de preparación [68Ga]Ga-FAP-2286 descrito por Pang et al., que utiliza 25 μg de vector, lo que resulta en una actividad específica estimada de 40,7 MBq/μg (no corregida por decaimiento durante el tiempo de síntesis)17.
Varios protocolos automatizados en la literatura incluyen un paso inicial de enriquecimiento y purificación del eluido de galio-68 en un cartucho de intercambio catiónico fuerte (SCX) para controlar el volumen de 68Ga en una solución ácida añadida al medio de reacción47. Para acortar el tiempo de preparación y dado el grado farmacéutico del generador GALLIAD 68Ga, decidimos omitir este paso; en consecuencia, el protocolo descrito aquí es compatible con el radiomarcaje que involucra ~1,1 mL de eluido de 68Ga en HCl 0,1 M.
El tipo y la molaridad del tampón de reacción son parámetros cruciales en la optimización de las reacciones de radiomarcaje de 68Ga48. El reto consiste en mantener un pH de aproximadamente 3,6 para facilitar la quelación del radiometal por el quelante DOTA y minimizar la formación de hidróxidos de galio insolubles49. El acetato de sodio, a una concentración final de 0,07 M en el medio de reacción, se mantuvo debido a su excelente desempeño en el radiomarcaje de otros vectores en nuestra práctica46. Consistentemente, demostró una alta eficiencia en el radiomarcaje de [68Ga]Ga-3BP-3940 en este estudio. Además, este tampón es el más comúnmente reportado en la literatura para el radiomarcaje de 68Ga de pseudopéptidos dirigidos a FAP, aunque típicamente se usa en molaridades más altas (0,25 M a 1 M)17,19,29,35,36. Un solo artículo menciona el uso del ácido 4-(2-hidroxietil)piperazina-1-etanosulfónico (HEPES) como tampón de reacción38. Sus débiles propiedades complejantes de metales hacen de HEPES un compuesto muy adecuado para controlar el pH de las reacciones de radiomarcaje de 68Ga50. Sin embargo, las restricciones regulatorias sobre este compuesto requieren pruebas adicionales para determinar sus cantidades residuales en la preparación radiofarmacéutica final, lo que causa retrasos adicionales entre la finalización de la síntesis y el uso del producto51,52.
Los ajustes de temperatura reportados para la preparación de 68pseudopéptidos inhibidores de FAP marcados con Ga varían ampliamente en la literatura. En trabajos preliminares y en el artículo científico correspondiente29,36, el equipo de Richard Baum observó un aumento en la formación de subproductos cuando las reacciones de radiomarcaje se llevaron a cabo a temperaturas superiores a 90 °C. En este contexto, la disminución de la temperatura de calentamiento apareció como una estrategia eficaz para minimizar la formación de productos de degradación. Cabe destacar que no se añadieron compuestos antioxidantes a la mezcla de reacción en estas condiciones. Sin embargo, las condiciones más comúnmente reportadas en la literatura incluyen el calentamiento a 85 °C durante 15 min. Se pueden encontrar temperaturas de calentamiento aún más bajas, con las condiciones de radiomarcaje de 68Ga de un análogo cercano de 3BP-3940, funcionalizado adicionalmente con un grupo fluorescente, que implica un calentamiento de 80 °C durante 15 min53. Por el contrario, dos protocolos para la preparación automatizada de [68Ga]Ga-FAP-2286 mencionaron una temperatura de calentamiento de 120 °C durante 10 min54y 125 °C durante 6 min38, respectivamente, pero resultando en la aparición de subproductos para el segundo. Por lo tanto, optamos por una temperatura intermedia, calentando a 98 °C durante 8 min, similar a algunos procesos publicados19,35. Sobre la base del RCP de los tres lotes de prueba, el calentamiento en estas condiciones en presencia de un antioxidante no parece dar lugar a la formación significativa de productos de radiólisis durante el etiquetado.
A pesar de que no se utiliza sistemáticamente, la adición de un compuesto antioxidante al medio de reacción puede mejorar el resultado del radiomarcaje al lograr un RCP43 más alto. En la formulación radiofarmacéutica final, un compuesto antioxidante puede limitar los fenómenos de radiólisis y mejorar la estabilidad del radiocomplejo a lo largo del tiempo 55,56,57. En el caso de 68pseudopéptidos DOTA marcados con Ga y dirigidos a FAP, algunos estudios sugirieron una eficacia insuficiente del ácido ascórbico (10 mg o 50 mg en un volumen de reacción de ~2,6 mL) para prevenir la formación de subproductos de radiólisis38. Curiosamente, las pruebas de degradación forzada en presencia de peróxido de hidrógeno mostraron un aumento en la proporción de estas impurezas, lo que sugiere productos de oxidación, probablemente formados a través de la transformación de uno o más grupos sulfuro del pseudopéptido en sulfóxidos y/o sulfonas58. Esto subraya la importancia de los antioxidantes en el medio de reacción para el radiomarcaje de 3BP-3940 y moléculas relacionadas. En el presente trabajo, los ensayos preliminares (ver Figura 5) han identificado a la metionina como un compuesto ideal para este propósito específico. Continuando con la hipótesis anterior, es posible que en condiciones de oxidación, los derivados de sulfona y/o sulfóxido se formen preferentemente con metionina, preservando así de manera eficiente la integridad de las funciones de sulfuro en 3BP-3940. Además de su uso en los protocolos automatizados de radiomarcaje de 68Ga de varios otros vectores marcados con 68Ga59,60 o 177Lu 56,61,62,63, se ha informado justificadamente que la metionina se utiliza en la preparación de [68Ga]Ga-3BP-394035 y [68Ga]Ga-FAP-228619, en combinación con ácido ascórbico. Cabe destacar que en este protocolo se seleccionó el volumen y la concentración de cada reactivo (tampón y antioxidante) para lograr el pH óptimo de reacción sin requerir ajuste previo con HCl concentrado, como se describe en algunos métodos 47,48,64. Una vez más, el control preciso del pH de la reacción es un parámetro clave para el éxito del radiomarcaje con galio-68.
El paso final de purificación por extracción en fase sólida es necesario para eliminar las trazas de 68Ga3+ libre que no han sido complejadas con 3BP-3940. Dado que el cartucho deC18 utilizado en los ensayos mostró buenos resultados, con una excelente tasa de recuperación (80,3% ± 3,3% de la actividad ligada al cartucho recuperada después de la elución), no se probaron otros modelos. Curiosamente, también se han reportado cartuchos de fase reversa hidrófilo-lipofílica balanceados (HLB) humectables en agua para la purificación terminal de [68Ga]Ga-3BP-394029,36.
En la actualidad, la principal limitación de este protocolo es su compatibilidad con un solo modelo de generador de 68Ga. Sin embargo, se pueden considerar soluciones para adaptar el método a otros generadores, como aumentar el volumen del tampón proporcionalmente al volumen de eluido de 68Ga. Por ejemplo, el uso de 1,25 mL en lugar de 0,25 mL de tampón de acetato de sodio de 0,8 M podría ser adecuado para un eluido de 5 mL de 68Ga. Otro enfoque consistiría en incorporar un cartucho SCX en la configuración (normalmente entre los colectores A2 y B1) para concentrar los 68Ga3+ iones del eluido del generador. A continuación, el galio podría recuperarse en un volumen fijo eluyendo el cartucho SCX con una solución saturada de NaCl (5 M) a pH 1. Esta modificación también permite síntesis de múltiples generadores, como lo demostraron Mueller et al., quienes emplearon hasta cuatro generadores para la preparación de [68Ga]Ga-FAP-228619,35. Por lo tanto, en la Figura complementaria 3 se propone un protocolo alternativo que incorpora un cartucho SCX. Este enfoque permitiría una mejora significativa del método y podría aumentar en gran medida el número de pacientes que podrían beneficiarse de una preparación determinada. Sin embargo, en el método, es esencial tener en cuenta que los volúmenes de tampón deben ajustarse cuidadosamente una vez más para permitir, en estas condiciones alternativas, un pH de reacción de alrededor de 3,6, ideal para el radiomarcaje de 68Ga65. El agente antirradiólisis y el tampón también deben prepararse directamente en la misma jeringa en B3 para que la posición C1 quede libre para el eluyente del cartucho SCX.
Por último, dado que el proceso automatizado presentado aquí cumple con las GMP, el uso de 3BP-3940 de grado GMP en asociación con el desarrollo y la validación de controles de calidad adicionales (es decir, la esterilidad de la preparación, los niveles de endotoxinas bacterianas, la identidad radioquímica por radio-HPLC y la cuantificación del contenido de solventes residuales) garantizaría una transición directa a las aplicaciones clínicas. Obviamente, esta implantación tendría que cumplir con todos los requisitos normativos vigentes para ser validada, en particular, la constitución de un IMPD.
Los autores no tienen asociaciones comerciales ni fuentes de financiación que puedan dar lugar a un conflicto de intereses real o percibido en relación con este trabajo para divulgar.
Los autores agradecen a Yasmine Soualy, Stéphane Renaud y Élodie Gaven por su ayuda en la preparación de las reacciones de radiomarcaje presentadas en este manuscrito.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.2 µ filters | VWR | 514-0515 | For filtration of buffer and antioxidant solutions and final radiolabeling product |
Acetonitrile for HPLC | Sigma Aldrich | 34851-2.5L | For HPLC control of radiochemical purity |
Ammonium acetate | Sigma Aldrich | 238074 | For the preparation of one of the mobile phases for TLC control |
C18 column for HPLC | VWR | EQV-3C18-1503 | For HPLC control of radiochemical purity |
Calibrated dose calibrator (CRC25) | Capintec | - | For measuring the radioactivity of the final product and the various components of the module post-synthesis |
Citrate buffer solution, pH 4 | Thermofisher | 258585000 | Mobile phase for TLC controls |
Eppendorf tube 5 mL Biopur | Sigma Aldrich | EP0030119479 | For the preparation of buffer and antioxidant solutions |
Extension line (30 cm) | Vygon | 1159.03 | For the connection of the generator to the tubing set |
Gallium-68 generator | IRE Elit | - | For in situ generation of [68Ga]gallium chloride |
Gamma counter (Hidex AMG) | Hidex | - | For half-life and radiochemical purity assessment |
HPLC station | Shimadzu | - | For HPLC control of radiochemical purity |
iTLC-SG plates | Agilent | SGI0001 | For TLC control of radiochemical purity |
L-methionine | AppliChem | A1340 | For antioxidant solution preparation |
Male/male adapter | Vygon | 893.00 | For the connection of the generator to the tubing set |
Methanol | Sigma Aldrich | 320390-1L | For the preparation of one of the mobile phases for TLC control |
Needles (21G, Sterican) | B Braun | 4657543B | For solution transfers prior to radiolabeling |
pH paper | VWR | 85409.600 | To test the pH of the radiolabelling product |
Pipette 1000 µL (Gilson PIPETMAN) | Fisher Scientific | 12346132-1000 | For precise liquid measurement and transfer |
Pipette 200 µL (Gilson PIPETMAN) | Fisher Scientific | 12326132-200 | For precise liquid measurement and transfer |
Pipette Tips, 100-1000 μL | Charles River | D1000IW | For precise liquid measurement and transfer |
Pipette Tips, 2-200 μL | Charles River | D200IW | For precise liquid measurement and transfer |
Radiochromatograph | Elysia-Raytest | - | For TLC control of radiochemical purity |
Radiosensor for HPLC | Elysia-Raytest | - | For HPLC control of radiochemical purity |
Reagents kit | ABX | RT-101 | Provides ethanol 60%, NaCl 0.9%, WFI bag, C18 cartridge, 0.2 µ terminal filter, aeration needles, terminal needle and waste vial |
Shielded container | LemerPax | For radiation attenuation of the radiolabeling product | |
Single-use plastic spatula | Corning | 3005 | For the preparation of reagents |
Sodium acetate trihydrate EMPROVE | Sigma Aldrich | 1.28204 | For reaction buffer preparation |
Sterile sealed vials (glass type 1) | Curium | TC-ELU-5 | For final conditioning of buffer, antioxidant and radiolabeling solutions |
Sterile tubing set | ABX | RT-01-H | For automated synthesis of [68Ga]Ga-3BP-3940 |
Sterile water for irrigation | B Braun | 0082479E | For the preparation of one of the mobile phases for TLC control |
Synthesis module (GAIA) | Elysia-Raytest | - | For automated synthesis of [68Ga]Ga-3BP-3940 |
Syringe (1 mL, low dead-volume) | B Braun | 9166017V | For peptide in buffer conditionning and addition of methionine in NaCl 0.9% |
Syringes (10 mL) | Becton Dickinson | 309649 | For methionine in NaCl 0.9% and conditionning |
Syringes (3 mL) | Becton Dickinson | 309658 | For methionine and ethanol 60% conditionning |
TLC migration tanks | Fisher Scientific | 50-212-281 | For TLC control of radiochemical purity |
Trifluoroacetic acid (suitable for HPLC) | Sigma Aldrich | 302031-100ML | For HPLC control of radiochemical purity |
Tubes for gamma counter | - | - | For half-life and radiochemical purity assays preparation |
Ultrasonic bath | Selecta | 3000683 | For sonication of prepared solutions |
Vector molecule (3BP-3940) | MedChemExpress | HY-P10131 | Vector molecule to be radiolabeled |
Vial for HPLC with glass insert | Sigma Aldrich | 29385-U and SU860066 | For HPLC control of radiochemical purity |
Vortex mixer | VWR | 444-5900P | For stirring the prepared solutions |
Water for HPLC | Sigma Aldrich | 34877-2.5L-M | For HPLC control of radiochemical purity |
Water for injection, 10 mL flasks | Aguettan | 34009 370 641 0 1 | For solutions preparation |
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