Оптимизированное производство, очистка и радиоактивное мечение тераностической пары 203Pb/212Pb для ядерной медицины.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 10623 (2023) Цитировать эту статью

732 Доступа

7 Альтметрика

Подробности о метриках

ТРИУМФ — одна из немногих лабораторий в мире, способных производить как свинец-203 (203Pb, t1/2 = 51,9 ч), так и 212Pb (t1/2 = 10,6 ч) на месте с помощью циклотронов на 13 и 500 МэВ соответственно. Вместе 203Pb и 212Pb образуют эквивалентную элементу тераностическую пару, которая усиливает персонализированное лечение рака под визуальным контролем с использованием 203Pb в качестве источника однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), а 212Pb для таргетной альфа-терапии. В этом исследовании улучшение производства 203Pb было достигнуто за счет изготовления гальванических мишеней из таллия (Tl) с серебряной подложкой для улучшения термической стабильности мишени, что позволяет использовать более высокие токи во время облучения. Мы внедрили новый двухколоночный метод очистки, в котором используется селективное осаждение Tl (только 203Pb) наряду с экстракцией и анионообменной хроматографией для элюирования 203/212Pb с высокой удельной активностью и химической чистотой в минимальном объеме разбавленной кислоты без необходимости выпаривания. Оптимизация метода очистки привела к улучшению выхода радиоактивной метки и кажущейся молярной активности хелаторов свинца TCMC (S-2-(4-изотиоцианатобензил)-1,4,7,10-тетрааза-1,4,7,10-тетра( 2-карбамоилметил)циклододекан) и Crypt-OH, производное [2.2.2]-криптанда.

В области ядерной медицины тераностические радиофармацевтические препараты (TRP), где тераностика относится к комбинации терапевтического и диагностического агента, позволяют проводить диагностическую визуализацию и терапию одновременно или последовательно, что позволяет разрабатывать персонализированные средства с визуальным контролем. планы лечения рака1. В целом, цель тераностики — определить наиболее подходящий для пациентов вариант лечения для улучшения клинического результата1. Радиофармацевтические препараты на основе бифункционального хелатора (BFC) для тераностики состоят из радиоактивного металла, координированного с бифункциональным хелатором, прикрепленным через линкер к биологическому вектору нацеливания2,3. Вектор избирательно ищет и связывается с уникальными клеточными биомаркерами на раковых клетках, чтобы напрямую и избирательно доставлять радиоактивную полезную нагрузку, совместимую как с методами визуализации, так и с терапией, в зависимости от типа радиоактивного распада, которому подвергается радиометалл, в раковые клетки2,3.

Недавние успехи в клинических испытаниях радиофармпрепаратов, меченных терапевтическим изотопом свинца-212 (212Pb), вызывают значительный интерес к потенциалу эквивалентной элементу тераностической пары 203Pb/212Pb как средства разработки персонализированных планов лечения рака под визуальным контролем для пациентов4. 203Pb — это диагностический изотоп, который распадается посредством электронного захвата, выделяя фотон с энергией 279 кэВ (81%), совместимый с однофотонной эмиссионной компьютерной томографией (ОФЭКТ)5. В этой паре 212Pb выступает в роли терапевтического изотопа. Несмотря на то, что 212Pb является чистым β-излучателем, он используется для таргетной альфа-терапии, поскольку действует in vivo как генератор своих альфа-излучающих дочерних элементов 212Bi (t1/2 = 60,5 мин, Eα avg = 6,2 МэВ, 36%) и 212Po ( t1/2 = 0,3 мкс, Eα avg = 8,9 МэВ, рис. 1)3,6. Благодаря более длительному периоду полураспада по сравнению с дочерними препаратами, использование 212Pb позволяет увеличить время приготовления радиофармпрепаратов.

Схема распада 203Pb (А) и 212Pb (Б).

Хотя все компоненты радиофармпрепаратов на основе BFC влияют на успех TRP, важность удельной активности радиометалла, которая относится к величине измеряемой активности на единицу массы соединения, часто упускается из виду7. Стабильные (нерадиоактивные) примеси металлов в растворе радиометалла могут мешать радиоактивному мечению и, в зависимости от селективности хелатора, могут координироваться хелатором. Конкуренция с радиометаллом может снизить радиохимические выходы (RCY) и, следовательно, очевидную молярную активность (Am) радиофармпрепарата. Низкий уровень Am может повлиять на кинетику и поглощение в месте опухоли и привести к ухудшению качества сканирования или низкому терапевтическому эффекту8. Поэтому повышение химической чистоты раствора радиометалла и, следовательно, увеличение удельной активности имеет решающее значение для продвижения TRP. Для изотопов, полученных на циклотроне, например, 203Pb, наибольшая химическая примесь часто является целевым материалом9, что требует эффективного химического разделения.

12.5) EDTA (0.5 M) bath with 1% hydrazine hydrate and 0.2% BRIJ-3514. To prepare a 100 mL plating bath, in the first beaker, 21 g of ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) and 5 g of sodium hydroxide were dissolved in 90 mL of deionized water and stirred until completely dissolved. Once dissolved, 2.53 mL of hydrazine hydrate and 250 μL of BRIJ-35 were added. To a second beaker, 8.475 g of natural Tl2SO4 or 8.949 g of TlNO3 was added and the contents of beaker 1 were transferred at a rate of 10 mL/min; once the transfer was complete, an additional 250 μL of hydrazine hydrate was added. To the plating chamber, approximately 6 mL of the plating solution was added, and electroplating occurred at a current density of 2.3 mA cm−2 in constant current mode for 24 h. The target was rinsed with deionized water, dried, weighed, and vacuum sealed until installation./p> 99.9%) via gamma spectroscopy (Fig. S2). The chemical purity was assessed via ICP-MS, as shown in Table 2, and compared to the metal concentrations and masses found in the elute of the previous one-column 212Pb purification method9./p> 0.5 mL/min) would cause activity breakthrough. To minimize losses, the column was loaded and washed by gravity. Despite this limitation, the low volume of the load and wash allows for the entire purification procedure, for either 203Pb or 212Pb, to be completed in 2 h./p>