GENERALI
RADIOFARMACIA
Corso: Radiofarmaci
II° anno TSRM
FARMACO
• Un medicinale viene definito come
” ogni sostanza o composizione presentata
come avente proprietà curative o
profilattiche delle malattie umane o
animali, nonché ogni sostanza o
composizione da somministrare all’uomo o
all’animale allo scopo di stabilire una
diagnosi medica o di ripristinare,
correggere o modificare funzioni organiche
dell’uomo o dell’animale”
RADIOFARMACO
• per radiofarmaco “qualsiasi
medicinale che, quando è
pronto per l’uso, include uno
o più radionuclidi,
incorporati per uso
sanitario” (direttiva CEE 89/343,
decreto legislativo 187).
RADIOFARMACO 2
• il termine “pronto per l’uso” si riferisce al
• momento e alla sede in cui il
radiofarmaco risulta idoneo all’impiego
nell’uomo, si tratta spesso di eseguire nel
servizio di medicina nucleare delle
operazioni di chimica sui costituenti che
richiedono assicurazione di qualità delle
fasi di preparazione
RADIOFARMACO 3
• Un radiofarmaco per sua definizione non deve indurre
modificazioni nell’organismo in cui viene introdotto,
• generalmente la quantità ponderale di sostanza è
estremamente piccola , una volta introdotta
nell’organismo se non fosse radioattiva, sarebbe
difficilmente rilevabile chimicamente.
• Anche per questa ragione le reazioni avverse sono da
ritenersi eventi eccezionali e quando occorrono, sono di
entità molto limitata.
• Tali concetti si applicano anche ai radiofarmaci per uso
terapeutico in radioterapia metabolica, infatti non è la
sostanza introdotta ad esercitare l’effetto terapeutico, ma
la radioattività legata alla molecola che ne determina
l’affinità per taluni tessuti.
RADIOFARMACO 4
I radiofarmaci sono da considerare
preparazioni farmaceutiche contenenti uno
o più radionuclidi, somministrabili :
• per via endovenosa (ev)
• via orale (po)
• via intradermica / sottocutanea
• per inalazione
• per via endocavitaria
• localmente “in situ” (solo per terapia)
RADIOFARMACO 5
Secondo il tipo di radionuclide i radiofarmaci
possono essere da uso
• Diagnostico:
– Per l’imaging ( gamma, beta+ )
– Non-imaging (gamma, beta -, beta+)
• Terapeutico ( beta-, alfa)
RADIOFARMACO 5
Emissione
radioattiva
Emivita
effettiva
Stabilità in
vivo
Impurità
DIAGNOSTICI
TERAPEUTICI
Gamma, beta +
Beta -, EC (elettroni di
conversione), alfa
Fitting con il destino
metabolico
Fitting con il destino
metabolico e residenza
nel target
massimale
Tollerabile una
degradazione
parziale
<5%
<<3%
RADIOFARMACO 6
La Forma farmaceutica finale può essere:
• soluzione , ad es Na I131
• sospensione colloidale (ad es 99mTc-solfuro
colloidale) o sospensione di particelle
• aerosol
• gas ( es. Xe 133)
• gas in soluzione (es Xe 188 in soluzione
fisiologica)
• capsule (es di 131 I)
RADIOFARMACO 7
Presentazione commerciale:
• pronti per l’uso, quindi già presenti nella
forma fisica e chimica utilizzabile
direttamente
• generatore, l’utilizzatore otterrà il
radiofarmaco o meglio il nuclide in forma
ionica, eluendo il generatore stesso
• kit inattivo, di solito in forma liofila,
l’utilizzatore dovrà provvedere alla
marcatura della sostanza
RADIOFARMACO 8
Confezione:
•
•
•
•
•
flaconi (vial) tipo penicillina
fiale di vetro (di solito monodose)
siringhe (di solito monodose)
ampolle ( di solito multidose)
capsule di gelatina con o senza
supporto (di solito monodose)
IONE
RADIOATTIVO
RADIONUCLIDE DA
GENERATORE
(ad es. Na 131-I)
(ad es. 99mTc 04 -)
UTILIZZO
DIRETTO
IMPIEGO PER
MARCARE ALTRE
MOLECOLE
IMPIEGO PER
MARCATURE
CELLULARI
MOLECOLA
MARCATA già
pronta per l’uso
(ad es. 123-I MIBG)
RADIOFARMACO 9
Identificazione di un radiofarmaco.
• radionuclide (simbolo e numero di massa) ad es 111 In
• forma chimica, ad es ioduro di sodio (Na I)
• radioattività alla data ed ora specificata, a sua volta
definita da
– radioattività totale in Bq o multipli (di
frequente è ancora presente il corrispettivo in
Ci)
– attività specifica , cioè il rapporto tra
radioattività e massa ( grammo o mole)
della molecola radioattiva, ad es MBq /
nmole
– concentrazione radioattiva, cioè rapporto
tra la radioattività e il volume della soluzione
(MBq/ml)
• volume totale della soluzione
RADIOFARMACO 9b
– radioattività totale in Bq o multipli (di
frequente è ancora presente il corrispettivo in
Ci)
– attività specifica , cioè il rapporto tra
radioattività e massa ( grammo o mole) della
molecola radioattiva, ad es MBq / nmole
– concentrazione radioattiva, cioè rapporto
tra la radioattività e il volume della soluzione
(MBq/ml)
LA MISURA DELLA
RADIOATTIVITA’
IL CALIBRATORE DI DOSE
Atomlab 100
RADIOFARMACO 10
Qualità di un radiofarmaco
• Purezza radionuclidica:
• Purezza radiochimica,
• Purezza chimica:
RADIOFARMACO 10a
– Purezza radionuclidica: cioè il rapporto
tra la radioattività del radionuclide
considerato e la radioattività totale
espresso come percentuale; un
concetto analogo è la purezza
radioisotopica , ovvero il rapporto tra il
nuclide considerato e la radioattività
totale dovuta agli isotopi dello stesso
elemento
RADIOFARMACO 10b
–Purezza radiochimica,
rapporto percentuale tra la
radioattività del nuclide nella
forma chimica dichiarata e la
radioattività totale del medesimo
radionuclide presente nel
radiofarmaco
RADIOFARMACO 10c
–Purezza chimica: rapporto
percentuale tra massa della
molecola nella forma dichiarata
e la massa totale, fatta
eccezione per solventi ed
eccipienti
RADIOFARMACO 11
Altre caratteristiche sono:
• dimensioni della colloide o delle
particelle, loro numero per unità di volume
• pH
• sterilità
• apirogenicità
• atossicità
FARMACOPEA
• In parecchie nazioni, i radiofarmaci sono
equiparati ai farmaci, molte farmacopee
contemplano i radiofarmaci con capitoli speciali.
• La monografia di un radiofarmaco riporta:
– nome del prodotto
– caratteristiche
– saggi di identificazione
– saggi analitici, chimici e biologici
– misura della radioattività
– Conservazione
– Etichettatura
EMIVITA
•
Si definisce il concetto di emivita (T ½) fisica, biologica ed effettiva.
• L’emivita fisica è quell’unità di tempo dopo la quale la
radioattività si è dimezzata per il decadimento fisico. E’
indipendente dal fatto che un radiofarmaco stia nel suo
contenitore o sia stato introdotto in un organismo.
• L’emivita biologica è quell’unità di tempo dopo la quale
la radioattività si è dimezzata per fenomeni di
eliminazione dall’unità biologica (organismo, tessuto,
unità cellulare ecc.) in cui il radiofarmaco è stato
introdotto
• L’emivita effettiva è quell’unità di tempo dopo la quale
la radioattività si è dimezzata sia per i fenomeni fisici
(decadimento radioattivo) sia per quelli biologici. E’
definita da questa formula:
(T1/2 fisico x T1/2biologico)
(T1/2 fisico + T1/2 biologico)
SHELF-LIFE
•
•
•
•
è il limite di tempo entro il quale un
radiofarmaco può essere utilizzato.
Questo limite di tempo tiene conto di più fattori
che includono :
il decadimento radioattivo,
la stabilità chimica della molecola o particella,
la stabilità del legame tra radionuclide e
molecola,
l’accumulo di prodotti di decadimento con
emivita fisica superiore a quella del nuclide di
interesse
GENERATORI
I generatori sfruttano il principio del
decadimento in serie e della separazione
cromatografica
• il “genitore” a emivita fisica medio-lunga, decade in un isotopo
“figlio” a emivita media-breve
• il genitore è adsorbito su un supporto solido, impaccato in
genere in una colonna di vetro, simile a una colonna cromatografica,
da qui il nome di “colonna generatrice” spesso utilizzato al posto di
“generatore”
• il figlio viene generato dal decadimento del genitore
• il figlio può essere separato dal generatore utilizzando un
appropriato solvente che, fatto passare attraverso la colonna, lo
trascina con sé
• poiché il genitore ed il figlio sono elementi chimicamente differenti, il
genitore rimane legato al supporto della colonna, mentre il figlio non
si lega al supporto solido della colonna
• pertanto il “solvente” o “eluente” discioglie il figlio , mentre il genitore
continua a decadere nel “figlio”
• pertanto il generatore può essere rifluito ad intervalli di tempo
dipendenti dalla velocità di accrescimento del figlio fino a che tutti gli
atomi del genitore non sono decaduti
Il numero di generatori potenzialmente utilizzabile in
medicina nucleare è molto ampio, sono invece abbastanza
limitati quelli che soddisfano le seguenti esigenze:
1. emivita del genitore compatibile con le esigenze di
produzione e trasporto all’utilizzatore
2. emivita e caratteristiche fisiche del nuclide figlio
3. solvente non tossico, iniettabile
4. non-rilascio del genitore e/o del supporto solido
durante le procedure di eluizione
5. % di decadimento genitore/figlio alta
6. elevata concentrazione radioattiva dell’eluato
7. resa di eluizione elevata, ovvero la capacità di
estrarre il nuclide figlio durante il passaggio
dell’eluente attraverso la colonna
RESA DI ELUIZIONE
– 100 mCi di Mo decadono a 87 di Tc 99m, il
restante 12% a Tc 99. Il Tc 99 si comporta
chimicamente come il Tc99m , ma in pratica è
come se fosse un elemento stabile
– la resa di eluizione è di circa l’80% del Tc99m
teoricamente disponibile
– pertanto considerando una colonna tarata a
100 mCi di 99 Mo, otterremo un eluato
contenente circa 70 mCi di 99mTc
Il Mo99 (nuclide padre) può essere
ottenuto in differenti modi che
caratterizzano il generatore:
• Mo 99 da reattore, con purezza radionuclidica più
elevata; tuttavia l’attività di questi generatori è piuttosto
bassa e oggi poco utilizzati
• Mo 99 da fissione hanno il vantaggio di un’attività
specifica piuttosto elevata e pertanto
• il volume di allumina necessario all’adsorbimento è
piccolo, quindi anche le colonne hanno volume
contenuto
• volume di eluizione piccolo, tutta l’attività può essere
eluita in 3-5 ml
• essendo più compatti, la schermatura è più agevole
I generatori possono essere
“umidi” o “secchi”
UMIDI: i generatori sono forniti collegati ad un
reservoir contenente fisiologica che mantiene
sempre umida la colonna,
quelli SECCHI invece sono caratterizzati dal
fatto che dopo ogni eluizione la colonna viene
completamente prosciugata.
Ognuno presenta vantaggi e svantaggi.
generatori “umidi” o “secchi”
– Umido:
• la sacca di fisiologica (200-250 ml) consente un’elevata
flessibilità di eluizione
• il rischio di contaminazione batterica è ridotto
• manualità semplificata
• l’allumina essendo sempre umida evita il formarsi di
“spaccature” con creazione di canali preferenziali per
l’eluente con ridotta efficienza di eluizione
– Secco
• le differenze di pressione atmosferica (ad es. nelle
spedizioni per via aerea) non possono determinare
eluizioni spontanee
• i fenomeni di autoradiolisi sono ridotti
• precisione e ripetibilità dei volumi eluiti, sono elevate
Eluizioni ripetute di un generatore
99Mo/99mTc
I KIT
TECNEZIATI
KIT TECNEZIATI 1
• Il Tecnezio è il primo elemento artificiale,
ha una chimica molto simile a quella del
renio (Re).
• Ha diversi stati di ossidazione da -1 a +7.
• Il +7 è il più stabile e poco reattivo ed è
quello ottenuto dall’eluizione delle colonne
come pertecnectato Tc O4- .
KIT TECNEZIATI 2
• E’ necessario pertanto ridurre il pertecnectato a
stati di ossidazione +4 o +5 per poterlo legare
alle molecole.
• L’agente riducente più largamente impiegato è il
cloruro di stagno (Sn Cl2) anidro o didrato
• E’ indispensabile evitare la presenza di ossigeno
che ossida nuovamente il Tc ridotto a
pertecnectato, quindi vanno evitati gli aghi di
reazione che comportano un ingresso di aria nel
vial di reazione.
KIT TECNEZIATI 3
• il kit di marcatura è costituito da un vial
contenente
– il riducente
– e la molecola complessante in forma
liofila,
• spesso vi è anche una soluzione tampone
od altri eccipienti.
• Il vial è sottovuoto o contiene un gas
inerte (ad es. argon a pressione positiva).
Setto di gomma
perforabile
Ghiera di metallo a tenuta
stagna
Atmosfera di gas inerte
Riducente
Molecola complessante
KIT TECNEZIATI 4
• Il kit, come viene inviato dal produttore
non è radioattivo
• Dopo l’aggiunta del 99mTc diviene un
radiofarmaco p.d.
• Non è una semplice operazione di
ricostituzione di un liofilo, ma una reazione
chimica
KIT TECNEZIATI 5
• Dopo l’aggiunta della soluzione di 99mTc
pertecnectato ( 99mTc O4- ), si verifica una
reazione tra i tre costituenti principali
(pertecnectato, riducente e molecola
complessate) con la formazione di:
– RADIOFARMACO
– IMPURITA’
KIT TECNEZIATI 6
Con l’aggiunta di 99mTc O4- si ottiene pertanto
• molecola di interesse a cui è legato chimicamente il Tc
ridotto e costituisce il radiofarmaco vero e proprio che si
localizzerà preferibilmente nell’organo target di interesse
con un tropismo dettato dalla molecola complessate
stessa,
tuttavia sono inevitabili impurità costituite da
• Tc pertecnectato, ovvero del Tc che non è stato ridotto
(Tc libero, Tc O4- , free ), che tenderà ad accumularsi in
tiroide, stomaco, gh. Salivari ed intestino
• Tc ridotto, ma non legato ( ridotto idrolizzato,Tc O2,
reduced unbound) che tende a formare delle
microcolloidi, che verranno captate dal sistema reticoloendoteliale (fegato, milza, midollo osseo)
• Molecole denaturate ( frammenti, polimeri etc) marcate
con Tc
KIT TECNEZIATI sommario
• 99-mTcO4- costituisce l’anione di partenza per la
produzione dei radiofarmaci tecneziati ed è una specie
molto stabile.
• Per preparare un radiofarmaco è necessario che il
99mTc formi nuovi legami di coordinazione con dei
leganti (L), cioè è necessario rimuovere in parte o
completamente gli atomi di ossigeno legati al metallo e
sostituirli con atomi coordinanti dei nuovi leganti.
• In questo processo il 99m-Tc viene ridotto ( si abbassa il
suo n° di ossidazione).
• La reazione comunemente utilizzata nella preparazione
di radiofarmaci tecneziati è la seguente:
99mTcO4- + R + L = 99-mTc (L)n
in cui R = riducente, L = legante.
KIT TECNEZIATI sommario
• I riducenti più comunemente usati sono sali di Sn++
•
.
• La rimozioni degli atomi di ossigeno legati al tecnezio avviene
attraverso la formazione di Sn(OH)4.
• L’atomo di tecnezio, liberato dall’ossigeno, si può coordinare con L.
Il legante L deve essere scelto in modo che formi un complesso con
il Tc il più stabile possilbile così da non permettere di ricombinarsi
con atomi di ossigeno che sono sempre presenti in soluzione: in
questo modo si riformerebbero le specie ossigenate del tecnezio,
99-mTcO4- e 99-mTcO2 che costituiscono le impurezze.
• Se non fosse presente il ligando la riduzione del 99-mTcO4porterebbe alla formazione del diossido termodinamicamente stabile
(tecnezio colloidale, 99-mTcO2).
• Quando tutto il riducente viene consumato il complesso
radiofarmaco-Tc rischia di essere ossidato a 99-mTcO4- ; per
questo è necessario usare i radiofarmaci tecneziati entro un limite di
tempo relativamente breve dalla loro preparazione
MARCATURE CON 99mTc DI MOLECOLE CONTENUTE IN KIT
FREDDI : NORME GENERALI
Le operazioni di marcatura di una molecola con 99mTc devono essere
eseguite in modo da ottimizzare le seguenti caratteristiche:
1. Resa di marcatura , generalmente è accettabile una
resa > 95%
2. Purezza chimica
3. Purezza radiochimica
4. purezza radionuclidica
5. pH
6. osmolarità
7. stabilità in vitro
8. comportamento biologico
9. distribuzione nei tessuti e metabolismo
10.stabilità in vivo
11.aspetti farmaceutici
MARCATURE CON 99mTc DI MOLECOLE CONTENUTE
IN KIT FREDDI : NORME GENERALI
• Per quanto riguarda la resa di marcatura e la purezza
radiochimica, il ruolo dell’operatore è estremamente
rilevante.
• Se le operazioni di marcatura sono eseguite
correttamente, è prevedibile che la stabilità in vitro e in
vivo siano ottimizzate e che la biodistribuzione del
radiofarmaco sia quella attesa.
• è necessaria una stretta osservanza delle procedure
scritte di marcatura (package insert / procedure del
servizio), ogni deviazione dalle stesse deve essere
“giustificata” e registrata.
• La mancata osservanza, soprattutto se ne deriva un
detrimento all’accuratezza diagnostica, costituisce
responsabilità deontologica e penale.
MARCATURE CON 99mTc DI MOLECOLE CONTENUTE
IN KIT FREDDI : COMPITI DELL’OPERATORE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
In particolare l’operatore dovrà prendere in
considerazione i seguenti parametri:
ispezione visiva del liofilo
verifica dell’etichetta del vial,
verifica dell’integrità del vetro del flacone ,del
tappo di gomma e dell’anello metallico di tenuta
attività totale e volume dell’eluato
“età” dell’eluato,
compatibilità dell’eluato
Eventuale necessità di diluizione,
MARCATURE CON 99mTc DI MOLECOLE CONTENUTE
IN KIT FREDDI : COMPITI DELL’OPERATORE 1,2,3
1. ispezione visiva del liofilo contenuto
nel vial, prima dell’impiego, questi deve
presentarsi come una polvere senza
agglomerati umidi
2. verifica dell’etichetta del vial ( le cui
caratteristiche devono corrispondere a
quelle riportate sulla confezione che
contiene i vial) e della data di utilizzo
3. verifica dell’integrità del vetro del
flacone ,del tappo di gomma e dell’anello
metallico di tenuta
MARCATURE CON 99mTc DI MOLECOLE CONTENUTE IN KIT
FREDDI : COMPITI DELL’OPERATORE 4,5
4
attività totale e volume dell’eluato, le cui quantità
devono essere compatibili con:
1
2
5
Caratteristiche della marcatura (package insert /procedure
di servizio)
Utilizzo previsto
“età” dell’eluato, cioè il tempo trascorso dall’eluizione
e dall’eluizione precedente. La quantità di Tc99 è
proporzionale all’età, esso compete con il Tc99m nel
processo di marcatura . Questo parametro è
particolarmente rilevante :
1
2
nella eluizione del lunedì mattina (eluizione precedente il
venerdì o sabato) e
nella marcatura di alcune molecole critiche come HMPAO
MARCATURE CON 99mTc DI MOLECOLE CONTENUTE IN KIT
FREDDI : COMPITI DELL’OPERATORE 6
6. COMPATIBILITA’ dell’eluato di un determinato
generatore con la marcatura di un
determinato kit.
•
•
abitualmente nel package insert sono riportate le
compatibilità con vari tipi di generatore.
Attualmente questo aspetto è meno importante, in
pratica tutti gli eluati dei generatori presenti sul
mercato occidentale ( in particolare EU) sono
utilizzabili per la marcatura dei vari tipi di kit presenti
sul mercato
MARCATURE CON 99mTc DI MOLECOLE CONTENUTE IN KIT
FREDDI : COMPITI DELL’OPERATORE 7
7. la diluizione se necessaria, deve essere
eseguita:
•
•
sull’eluato stesso con soluzione fisiologica
F.U., prima dell’aggiunta al vial contenente il
liofilizzato.
La diluizione di un radiofarmaco già
marcato con 99mTc provoca quasi sempre
la produzione di impurità radiochimiche (Tc
libero o idrolizzato)
MARCATURE CON 99mTc DI MOLECOLE CONTENUTE
IN KIT FREDDI : COMPITI DELL’OPERATORE 8
• 8. REGISTRAZIONE
 nome del RADIOFARMACO
Ditta produttrice
Lotto
ELUATO : generatore
VOLUME dell’eluato e sua conc. Attiva
Concentrazione attiva finale del radiofarmaco
Data e ora di preparazione
preparatore
MARCATURA DI
RADIOFARMACI CON ISOTOPI
DELLO IODIO
MARCATURA DI RADIOFARMACI CON
ISOTOPI DELLO IODIO
 La chimica dello iodio è ben conosciuta , e i vari isotopi
sono stati utilizzati per marcare una vasta gamma di
molecole, in particolare le proteine come l’albumina,
fibrinogeno, anticorpi.
 Generalmente però i radiofarmaci iodinati non vengono
preparati nel reparto di medicina nucleare, ma vengono
forniti dal produttore già pronti per l’uso.
 Un’eccezione è stata rappresentata dall’introduzione in
alcuni paesi di kit per la marcatura con 123 I (T ½ 13.2
ore) di alcune molecole come l’hippuran, anfetamine,
MIBG; utilizzando generalmente un metodo a scambio
ionico e senza necessità di purificazione del prodotto
finale. Attualmente tale approccio è stato però quasi
completamente abbandonato per ragioni commerciali.
Marcatura con radionuclide dello Iodio-METODI
1. monocloruro di iodio: Il metodo è assai blando e non denatura la proteina;
solo basse attività specifiche sono ottenibili;
2. cloramina T (sodio p-toluene solfurocloramina): permette di lavorare con
Nal* «carrier - free» e quindi di ottenere elevatissime attività specifiche.è
però assai forte: denatura in modo abbastanza importante le proteine
,difficile controllo
3. elettrolisi: l'elettrolisi libera iodio isotopico (I2*) da ioduro I* di sodio: la
proteina da marcare è posta con Nal* nello scompartimento anodico
formato da un crogiuolo di platino di una cella elettrolitica:. Il catodo è
separato da una membrana da dialisi, la proteina non viene mai a contatto
con agenti ossidanti, pertanto il metodo è assai blando e non denatura la
proteina. Alte attività specifIche
4. lattoperossidasi: catalizza l'azione ossidante di piccolissime quantità di
H2O2sullo ioduro di sodio; il metodo è assai poco denaturante anche ad
elevate attività specifIche;
5. coniugazione: si basa sulla preparazione di coniugati di iodio -3-(pidrossifenil) - acido propionico-N-idrossi-succinamide (o altre molecole
simili) con gli amino gruppi liberi delle proteine: Si provvede quindi alla
reazione di scambio dello Iodio inattivo con lo Iodio radioattivo;
6. iodogen (1, 3, 4, 6 tetracloruro - 3a - 6a- difenil glicolurea): lo
iodogen,disciolto in CH2C12,è evaporato nel flacone di reazione, forma una
pellicola sulle pareti del flacone. Insolubile in acqua, la reazione di
ossidazione avviene alla interfaccia pellicola di iodogen-soluzione di
proteina.
MARCATURA DI RADIOFARMACI CON INDIO In 111
• L’In 111 viene fornito come In Cl3 in
soluzione acida;
• per la marcatura si utilizzano le proprietà
chimiche dell’In di precipitare a partire da
pH di circa 2 e di formare complessi assai
stabili con un gran numero di chelanti.
• Generalmente si sfrutta il legame tra l’In e
un complesso formato dalla molecola da
marcare e un chelante intermedio, il più
frequentemente usato è il DTPA (acido
dietilentriaminopentaacetico)
MARCATURA DI RADIOFARMACI CON INDIO In 111
111 In ------DTPAMolecola
ATTENZIONE!!!! GLI IONI METALLICI
PREESENTI NELLA SOLUZIONE O
RILASCIATI DA AGHI , TAPPI ETC
COMPETONO CON L’In PER IL LEGAME
CON IL DTPA
Fe ------DTPAMolecola
MARCATURA DI RADIOFARMACI CON INDIO In 111
• Con 111 In vengono attualmente marcate
parecchie molecole di peptidi coniugate con un
chelante intermedio, anticorpi monoclonali.
• parecchie molecole coniugate possono essere
marcate sia con 111 In che con Y90 (ittrio), in
questo modo si può con la stessa molecola
ottenere un’informazione diagnostica ( con l’In)
e praticare la terapia radiometabolica (con
l’ittrio).
ANTICORPI MONOCLONALI
MONOCLONAL
ANTIBODIES
MAb
MAb
MAb
MAb
MAb
MAb
MAb
TEST DI
IDENTIFICAZIONE e
CONTROLLO DI
QUALITA’
• Lo scopo dei Controlli di Qualità (QC) dei
radiofarmaci è quello di assicurare che un
prodotto abbia gli standard necessari
– alla somministrazione ed
– all’uso che se ne intende fare.
QC
I QC possono essere:
1.
2.
3.
4.
5.
statistici
saltuari
di routine
a priori
a posteriori
Esistono diverse
categorie di QC
1. controlli di
identificazione
2. controlli fisici
3. controlli chimici
4. controlli
radionuclidici
5. controlli
radiochimici
6. controlli biologici
QC
• Alcuni di questi controlli sono effettuabili su
piccole quantità di soluzione o sospensione; lo
stesso preparato su cui si effettua il controllo
potrà essere somministrato al paziente.
• Altri controlli devono invece essere effettuati su
tutto il preparato o su quantità importanti: sono
controlli distruttivi che devono essere
effettuati su un campione rappresentativo del
lotto e non sullo stesso preparato da
somministrare.
QC – QUANDO?
•
IDEALMENTE SEMPRE, PRIMA DI
PROCEDERE ALLA
SOMMINISTRAZIONE
ma…..
1. Impiego di risorse non trascurabile
2. Il tempo necessario al QC non sempre
compatibile con le esigenze
cliniche/logistiche
3. Affidabilità dei prodotti in commercio
QC –
QUANDO? Indicato:
1. ACCETTAZIONE DI UN NUOVO
PRODOTTO
2. ACCETTAZIONE DI UN NUOVO LOTTO
3. ACCETTAZIONE DI UN NUOVO
GENERATORE O FORNITORE DI
NUCLIDE PER MARCATURA
4. FREQUENZE PRESTABILITE E/O
RANDOM
5. PRODOTTI NON REGISTRATI ( utile
ottenere dal produttore copia dei certificati di analisi di
quel lotto di prodotto impiegato). Talora è comunque
necessario verificare in laboratorio la congruità delle
caratteristiche del radiofarmaco
QC – QUANDO? Mandatorio:
• IN CASO DI ANOMALA
BIODISTRIBUZIONE
• NEL DUBBIO DI OPERAZIONI NON
CONFORMI ALLA PROCEDURA
• QUANDO CI SI DISCOSTA,sulla base di
evidenza scientifica, DALLE
PROCEDURE DEL PRODUTTORE (split
dose, attività maggiori)
• RADIOFARMACI PER TERAPIA, quando
la marcatura avviene nella radiofarmacia
della Med.Nucl.
• “HOME” kit
QC
In generale un test di QC deve essere:
• semplice
• rapido (soprattutto il tempo di esecuzione
deve essere tale da permettere l’utilizzo
del radiofarmaco stesso)
• non-distruttivo
• richiedere una strumentazione /reagenti di
comune utilizzo
QC
• Generalmente in una radiofarmacia si effettuano controlli
della purezza radiochimica.(RP)
• il QC dei radiofarmaci, in particolare di quelli tecneziati,
dovrebbe essere routinario.
• La F.U. e i produttori di radiofarmaci forniscono
solitamente la documentazione che descrive la
procedura raccomandata per il QC.
• E' stata sviluppata una serie di test veloci, efficaci e
discriminanti applicabili ai radiofarmaci prima dell’uso
Infatti spesso i radiofarmaci devono essere prodotti,
testati e somministrati in un periodo di tempo molto
breve.
• In generale è desiderabile una purezza radiochimica del
95 % (anche se non sempre ottenibile) poichè impurezze
radiochimiche hanno una diversa biodistribuzione che
altera l'imaging e riduce l’accuratezza del test
• La PR % viene determinata sia per verificare la qualità
delle formulazioni standard o dei kit, sia per stabilire gli
standard di una preparazione “in house”.
QC
I CONTROLLI RADIOCHIMICI hanno lo scopo:
• valutare la RP, cioè la % di attività dovuta al
radionuclide nella forma chimica desiderata
rispetto all’attività totale che può comprendere
oltre al radiofarmaco desiderato ed il
radionuclide precursore, eventuali sottoprodotti
che si formano durante la fase di preparazione.
La RP
• dipende dalla stabilità del radiofarmaco,
• evolve nel suo periodo di validità.
• Varia con il tempo trascorso dalla marcatura
• Possono esserci variazioni nei lotti
QC
• I tipi di impurezze radiochimiche che
possono essere presenti nel radiofarmaco
variano a seconda dello specifico prodotto in
esame, del radionuclide e del metodo di
marcatura.
Possono essere presenti per esempio
• molecole marcate dovute a reazioni collaterali
alla marcatura o perché già presenti nel prodotto
inattivo di partenza
• molecole marcate in posizioni non desiderate
• radionuclide libero che non si è legato alla
molecola da marcare ( per es.: 111-InCl3 nella
preparazione di 111-In-DTPA oppure 131-I nella
preparazione di 131-I-norcolesterolo).
QC
Nei radiofarmaci marcati con Tc99m sono
sempre presenti due tipi di impurezze
(dovute alla chimica del tecnezio ed al
riducente utilizzato):
• 99m-Tc-IDROLIZZATO RIDOTTO
(HR,RU), costituito da biossido di
tecnezio, 99-mTcO2, che ha la forma fisica
di colloide
• 99m-Tc LIBERO NON-RIDOTTO (F),
costituito dall’anione pertecnectato, 99mTcO4-
QC
• I kit per la marcatura di prodotti tecneziati sono
costituiti non solo dal ligando e dal riducente, ma
anche vari eccipienti quali soluzioni tampone
(buffer), antiossidanti ecc.
• L’identificazione chimica di questi eccipienti è
teoricamente possibile, ma raramente soddisfa
le caratteristiche sopra riportate. Da un punto di
vista pratico è più appropriato considerare la
componente radioattiva.
• L’analisi chimica è generalmente inappropriata
in relazione alla quantità molto piccola di
materiale presente nel kit.
QC - Test rapidi per la valutazione
della purezza radiochimica
• cromatografia su strato sottile (instant thinlayer chromatography - ITLC)
• CROMATOGRAFIA
•
•
•
•
DI ADSORBIMENTO
DI RIPARTIZIONE
SCAMBIO IONICO
ESCLUSIONE MOLECOLARE
• HPLC
• elettroforesi
• filtrazione
QC-
ITLC
QC- ITLC
Rf = Fc /Fs
Fc: distanza dall’origine al centro della macchia
Fs: Distanza dall’origine al fronte del solvente
QC- ITL 99mTc
QC- 99mTc
APT 30-51
COMPITI DEL TSRM IN
RADIOFARMACIA
COMPITI DEL TSRM IN RADIOFARMACIA
•
I compiti del TSRM, sono integrati con quelli del radiofarmacista e
del medico nucleare.
• Da un punto di vista normativo le figure professionali tecniche in
radiofarmacia non sono state ancora definite da chiari
provvedimenti legislativi. Tali attività sono infatti spesso svolte da
altre figure professionali ( quali ad es. perito chimico).
Schematicamente sono:
1. Approvvigionamento :
2. preparazione dei radiofarmaci
3. assicurazione di qualità:
4. distribuzione:
5. sicurezza:
6. registrazione ed informazione:
7. monitoraggio del risultato:.
8. ricerca e sviluppo.
COMPITI DEL TSRM IN RADIOFARMACIA
1. Approvvigionamento : ordine, ricevimento,
conservazione e registrazione/inventario dei
radiofarmaci, farmaci ancillari, presidi medici e
materiale correlato
2. preparazione dei radiofarmaci: include la
eluizione dei generatori, ricostituzione di kit, ,
preparazione di prodotti non disponibili
commercialmente e altre operazioni di
marcatura
3. assicurazione di qualità: include la verifica
funzionale di strumenti, dispositivi ed
equipaggiamenti, controllo di qualità dei
radiofarmaci (purezza radiochimica,
radionuclidica, ecc.)
COMPITI DEL TSRM IN RADIOFARMACIA
• 4. dispensazione: di dosi singole o
multiple secondo prescrizione medica
• 5. distribuzione: varie operazioni relative
alla dose/i preparate in modo che possano
essere utilizzate in luoghi differenti dalla
camera calda
• 6. sicurezza: norme di radioprotezione e
di sicurezza più generale impiegando
sostanze chimiche o prodotti biologici.
COMPITI DEL TSRM IN RADIOFARMACIA
• 7. registrazione ed informazione: delle
operazioni eseguite, sia per quanto
riguarda il radiofarmaco che la singola
dose/paziente
COMPITI DEL TSRM IN RADIOFARMACIA
• 8. monitoraggio del risultato: gamma di
attività che garantiscono l’ottimale
svolgimento dell’attività (ad esempio che la
preparazione del paziente sia adeguata, che
siano state indagate possibili interferenze
farmacologiche).
• 9. ricerca e sviluppo.
RADIOFARMACI
PER LA
PET
Fundamental Differences between Anatomic (i.e.,
CT and MRI) and Molecular (i.e., PET) imaging
Czernin J, 2003
• Anatomic imaging detects structural
abnormalities with high accuracy
• Size criteria fail to characterize structural
abnormalities reliably as malignant or
benign
• This implies that anatomical imaging
generally has a high sensitivity for the
detection of structural alterations, but a low
specificity for further characterizing these
abnormalities
REAZIONI
AVVERSE AI
RADIOFARMACI
L’OMS definisce le reazioni avverse ai farmaci
(ADR):
“ogni
effetto
nocivo,
non
intenzionale ed indesiderato di un farmaco
che avviene alla corretta posologia, quando
esso venga somministrato a scopo di
profilassi, diagnosi e terapia”.
• esclude
gli
insuccessi
terapeutici,
gli
avvelenamenti accidentali ed intenzionali e
l’abuso del farmaco.
• non include ADR in seguito ad errori di
posologia o alla non-compliance dei pazienti.
Reazioni avverse da radiofarmaci
Numerosità delle segnalazioni di Reazione Avversa ai
Radiofarmaci all’EANM (1980-2004)
70
61
60
52
50
40
34
n.
28
30 25
22
16
20
54
47
45
50
46
41
35
34
38
44
35
26
24
12
10
0
1980
1982
Reazioni avverse da radiofarmaci
1984
1986
1988
1993
1995
1997
1999
2001
2004
Fig.3-Percentuale di ADR ai RadioFarmaci marcati
con 99mTc, segnalate all’EANM (1980-2004)
100
88
89
89
87
85
85
84
90
82
78
80
79 83
78
76
80
67 71
67
69
70
60
50
% 50 44
38
40
30
20
10
0
1980
1982
Reazioni avverse da radiofarmaci
1984
1986
1988
1993
1995
1997
1999
2001
2004
.4-Numerosità delle segnalazioni di Reazione avversa
e n. di pazienti che hanno richiesto trattamento
medico – EANM 1980-86
28
30
34
25
25
22
20
n
24
16
15
12
15
10
9
5
0
8
7
3
1980
Reazioni avverse da radiofarmaci
1981
1982
1983
1984
4
1985
6
1986
5-Percentuale e numero delle segnalazioni e di pazienti
che hanno richiesto trattamento medico
per i
RadioFarmaci 99mTc (Tc-Rf) e non tecneziati (altriRf)–
EANM 1980-86
100%
3
90%
11
3
7
80%
11
70%
4
1
2
5
5
2
2
2
8
4
60%
14
50%
4
10
5
40%
30%
23
4
2
20%
10%
29
16
11
11
6
1980
1981
8
0%
1982
Tc-Rf
Reazioni avverse da radiofarmaci
1983
Tc_Rf tratt
1984
altri RF
1985
altri RF tratt
1986