ES2268888T3

ES2268888T3 - El uso de radio-223 para dirigirse a tejidos calcificados para paliacion del dolor y terapia de cancer oseo.

Info

Publication number: ES2268888T3
Application number: ES99960058T
Authority: ES
Inventors: Roy H. Larsen; Gjermund Henriksen
Original assignee: Algeta ASA
Current assignee: Bayer AS
Priority date: 1999-01-04
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2007-03-16
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: DE69932183T2; CN1767078A; NO310544B1; NO990001L; EA003496B1; US20030206857A1; HK1090750A1; NO2014010I1; AU1700400A; BR9916768A; CA2358498C; BE2014C028I2; DK1140212T3; KR100671387B1; CA2358498A1; NZ545023A; CN1767078B; ZA200105431B; IL144135A0; JP2010168397A

Abstract

Uso de radio-223 para producir una preparación farmacéuticamente activa para tratar hueso y superficies óseas enfermas.

Description

El uso de radio-223 para dirigirse a tejidos calcificados para paliación del dolor y terapia de cáncer óseo.

La presente invención se refiere al uso del radionúclido alcalinotérreo "análogo de calcio" radio-223 para el direccionamiento a tejidos calcificados, por ejemplo, hueso y a una solución farmacéuticamente aceptable que comprende ^{223}Ra, con el fin de tratar hueso y superficies óseas enfermas.

El uso biomédico de radionúclidos para paliación del dolor y/o tratamiento del cáncer, incluyendo tratamiento profiláctico de superficies óseas para desacelerar/inactivar la metástasis no detectable se ha basado previamente en emisores \beta y emisores de electrones de conversión.

Un porcentaje sustancial de pacientes de cáncer se ve afectado por metástasis del esqueleto. Hasta el 85% de de los pacientes con carcinoma de pulmón, próstata y mama avanzado desarrollan metástasis ósea (Garret, 1993; Nielsen y col., 1991). Los tratamientos establecidos tales como terapia hormonal, quimioterapia y radioterapia externa provocan frecuentemente respuestas temporales, pero en última instancia la mayor parte de los pacientes de cáncer de hueso experimentan recaídas (Kanis, 1995). Hay por tanto una gran necesidad de nuevas terapias para aliviar el dolor y desacelerar la progresión del tumor. Los radioisótopos de direccionamiento al hueso han sido incluidos en ensayos clínicos para el tratamiento de cáncer en el esqueleto (De Klerk y col., 1992, Foss\ring{a} y col., 1992, Lee y col., 1996, Silberstein, 1996). Estos radiofármacos se han basado en emisores de partículas \beta (Atkins, 1998) y por último también un emisor de electrones de conversión (Atkins y col., 1995). Entre estos compuestos que hace tiempo que han sido aprobados por la Food and Drug Administration (Administración para Alimentos y Fármacos) de Estados Unidos, Le., están el estroncio 89 (Metastron^{TM}) y ^{153}Sm EDTMP (Lexidronam^{TM}). El compuesto de estroncio 89 se puede administrar únicamente en cantidades suficientes para la paliación del dolor, no para terapia del tumor, debido a que tiene lugar una mielotoxicidad significativa antes de que se puedan alcanzar niveles de dosis terapéuticos antitumor significativos (Silberman, 1996).

Recientemente, uno de los inventores realizó una publicación (Larsen y col, 1989) que muestra mediante dosimetría que los emisores \alpha pueden ser más ventajosos que los emisores \beta como buscadores de huesos, es decir, la menor cantidad de los emisores \alpha da lugar a menor exposición de la médula ósea cuando la fuente está localizada en superficies óseas. En este estudio se compararon dos buscadores de hueso de bisfosfonato de emisión a con dos compuestos de emisión \beta con estructuras químicas y afinidad ósea similares. Los cálculos dosimétricos indicaron que, en ratones, las relaciones de dosis en superficie ósea a médula ósea eran aproximadamente 3 veces mayores con el emisor a en comparación con el emisor \beta. Esto indica que los buscadores de hueso de emisión a pueden ser ventajosos frente a los compuestos de emisión \beta y/o de electrones debido a que la dosis de radiación puede estar más fuertemente concentrada en las superficies óseas. Debido al corto periodo de semi-desintegración (t_{1/2} = 7,2 horas) y debido a que su producción está limitada a sólo unos pocos lugares en todo el mundo, astatina 211 aún no está en la actualidad disponible para comercialización a gran escala.

Además de la astatina-211 sólo se consideran en la actualidad unos pocos radioisótopos de emisión de partículas \alpha útiles paras aplicaciones biomédicas (Feinendegen y col., 1997). El sistema plomo-212/bismuto-212 se ha usado previamente para la preparación de agentes de búsqueda de hueso. El bismuto-212 complejado con ácido etilen-diamino-tetra(metilenfosfónico) (EDTMP), o ácido 1,4,7,10-tetaazaciclododecano 1,4,7,10-tetra(metilen-fosfónico) (DOTMP), mostró una afinidad por el hueso significativa. Pero debido al corto periodo de semi-desintegración del bismuto-212 (t_{1/2} = 60,6 minutos), la exposición a tejido normal durante la fase de captación del radiofármaco sería considerable (Hassfjell y col., 1994, 1997). Esto sería incluso más pronunciado con el otro isótopo de bismuto de emisión a considerado para uso biomédico, el bismuto-213 (t_{1/2} = 46 minutos). Se han realizado intentos para usar plomo-212 emisor \beta (t_{1/2} = 10,6 horas) como un generador in vivo de ^{212}Bi. Sin embargo, se observó una translocación significativa que afecta a una gran acumulación en riñón del emisor a (Hassfjell y col., 1997). Otros radioisótopos de emisión a potencialmente útiles para aplicaciones biomédicas son los isótopos de radio-224 y 226. Como con otros metales alcalinotérreos del grupo 11, el radio en su estado catiónico es un buscador de huesos
natural.

Previamente se han estudiado los isótopos de radio-224 y 226, en parte debido a su afinidad por el hueso (Loyd y col., 1982, 1991; Muggenburg y col., 1996, Muller, 1971; Raabe y col., 1993; Rundo, 1978). El radio-226, debido a su gran periodo de semi-desintegración (1600 años) y su gas noble descendiente radón-222 (t_{1/2} = 3,8 días), no se considera útil para terapia con radionucleótido dirigida. Debido a su naturaleza química el radón es inerte a la unión química en condiciones in vivo. Por tanto este puede translocalizarse fácilmente in vivo cuando se genera a partir de la desintegración del núclido madre (Rundo, 1978). El radón inhalado se disuelve principalmente en fluido corporal y grasa y se elimina principalmente del cuerpo por exhalación (Rundo, 1978). En un experimento que usa muestras de hueso, Lloyd y Bruenger (1991) indicaron que de 89,5 a 94,25% del radón-222 escapó del hueso después de haberse administrado radio-226 a perros. Por el contrario al radio- 226, el radio-224 tiene un periodo de semi-desintegración (t_{1/2} = 3,64 días) que parece muy adecuado para aplicaciones biomédicas, el ^{224}Ra se usó médicamente durante muchos años para tratar la espondilitis anquilosante (Delikan, 1978). Desafortunadamente, también una fracción significativa de los isótopos descendientes de radio-224 escapaba del hueso, probablemente debido principalmente al radón-220 (t_{1/2} de 55,6 s) descendiente (Lloyd y col., 1982, Müller y col., 1971; Rundo, 1978).

\newpage

Por tanto se sabe de estudios previos que cuando los isótopos de radio ^{224}Ra y ^{226}Ra se incorporaban al hueso, tenía lugar una translocalización significativa de su descendencia de radón, lo que podía, al menos en parte, explicar el efecto carcinogenético conocido de estos dos isótopos de radio. Esto puede ser una de las razones por las que los emisores \alpha no se han evaluado clínicamente como radiofármacos de búsqueda de hueso contra cánceres del esqueleto.

Es el objeto de la presente invención proporcionar un radionúclido de búsqueda de hueso útil como un agente farmacéutico, que muestre que los productos de desintegración radiactivos de su transformación no se translocalizan de forma significativa tras su incorporación al hueso (válido al menos después de 3 días desde la administración).

Los presentes inventores llevaron a cabo el significativo y algo inesperado descubrimiento de que a partir del ^{223}Ra localizado en hueso tiene lugar muy poca translocación de la descendencia de radón (así como también otros radionúclidos de la cadena de desintegración). De ahí que las series de ^{223}Ra se puedan usar para irradiar la superficie ósea sin translocación significativa alguna de radionúclidos (incluyendo difusión en la médula ósea). Además el radio-223 debería ser más adecuado como un radiofármaco de búsqueda de hueso debido a que el periodo de semi-desintegración (11,4 días) es aproximadamente tres veces el del ^{224}Ra, permitiendo una incorporación más profunda en la matriz de las superficies óseas antes de que tenga lugar la desintegración. También, quizás incluso más importante, el descendiente de radón, radón-219 tiene un corto periodo de semi-desintegración (3,9 segundos), que debería disminuir la translocación en, o como resultado, de la etapa de radón. Tres de las cuatro partículas \alpha emitidas durante la desintegración del ^{223}Ra y núclidos descendientes se emiten de forma inmediata después de la transformación del ^{223}Ra (Seelman-Eggebert y col., 1981), es decir, de las tres primeras transformaciones siguientes al ^{223}Ra, la desintegración alfa de ^{219}Ra de 3,9 segundos es la que tiene el mayor periodo de semi-desintegración (tabla 1). El último emisor a en la cadena de ^{223}Ra, ^{211}Bi (t_{1/2} = 2,15 minutos) sigue la desintegración del plomo-211 emisor \beta (t_{1/2} = 36,1 minutos) y puede por tanto mostrar algo de translocación. Sin embargo, si el precursor, plomo-211, está atrapado dentro de la matriz ósea, también la última partícula a en la serie de ^{223}Ra se puede suministrar a la superficie ósea. Además las partículas \alpha son de radiación de alta transferencia de energía lineal (alta LET) que es extremadamente citotóxica para células de mamíferos (Hall, 1994; Ritter y col., 1977). Una fuente de radiación de emisión de partículas \alpha localizada en tejido diana puede liberar radiación a una zona diana más pequeña, reduciendo por tanto la exposición de tejido normal en comparación con emisores \beta.

La presente invención se refiere al uso del radionúclido alcalinotérreo "análogo del calcio" radio-223 para el direccionamiento a tejidos calcificados, por ejemplo, hueso y a una solución fisiológicamente aceptable que comprende ^{223}Ra, con el fin de tratar hueso y superficies óseas enfermas.

En esta solicitud de patente los inventores han inventado un nuevo uso del ^{223}Ra, es decir, como un producto radiofarmacéutico de emisión a para el direccionamiento a tejidos calcificados, por ejemplo, superficies óseas y lesiones tumorales óseas. Como se indica por las propiedades del radionúclido o radionúclidos así como también los ejemplos experimentales presentados en la presente solicitud de patente, el radio-223 puede ser adecuado como un radiofármaco de búsqueda del hueso. Como un ejemplo se puede usar la invención para tratamiento profiláctico de cáncer mediante administración de una dosis focalizada a superficies óseas en pacientes con una gran probabilidad de tener micrometástasis no detectadas en superficies óseas. Otro ejemplo de su uso potencial sería en el tratamiento de sitios óseos dolorosos de una forma similar a los radiofármacos de emisión \beta y de electrones para paliación del dolor en
hueso.

El radio-223 localizado sobre las superficies óseas y/o en tumores calcificados puede, junto con sus núclidos descendientes, liberar una dosis intensa y localmente elevada de partículas \alpha con menos dosis en médula ósea en comparación con radiofármacos de emisión \beta y/o de emisión de electrones actualmente usados. Se pueden tratar enfermedades del esqueleto, por ejemplo, cáncer primario o metastático de los huesos con el radiofármaco ^{223}Ra.

La presente invención incluye el uso del núclido como una especie catiónica y/o asociada con un quelante u otra forma de una molécula portadora con afinidad por tejidos calcificados. Esto también incluye, pero sin limitarse a esto, la combinación de radio-223 con un quelante que se pueden conjugar subsiguientemente con una molécula con afinidad por tejidos calcificados. La intención es usar el radioisótopo para generar una cascada de partículas \alpha sobre superficies óseas y/o en tumores calcificados para la paliación de dolor provocado por diversas enfermedades y/o para el uso profiláctico contra posibles enfermedades mínimas del esqueleto, y/o también para el tratamiento terapéutico del cáncer establecido en el hueso. Las enfermedades en las que los radioisótopos se pueden usar incluyen, pero sin limitarse a éstas, metástasis del esqueleto, cáncer de próstata, mama, riñón y pulmón, así como también cáncer óseo primario y también mieloma múltiple.

Las soluciones de radio-223 se preparan para uso en el direccionamiento a tejidos calcificados o para irradiación de la superficie ósea. Los siguientes ejemplos muestran una captación elevada y selectiva del ^{223}Ra en hueso con muy poca relocalización de núclidos descendientes. Esto muestra que las superficies óseas se pueden esterilizar para inactivar depósitos microscópicos de células cancerígenas y que también se pueden irradiar lesiones cancerígenas calcificadas bien para paliación o terapia con este isótopo. El compuesto difiere de otros radiofármacos usados habitualmente con afinidad ósea en que del componente de dosis principal provienen de partículas \alpha que tiene un intervalo mucho más corto en comparación con los emisores beta y de electrones usados frecuentemente. Por tanto la dosis suministrada a la médula ósea roja se puede reducir de forma significativa con este nuevo compuesto, es decir, se puede reducir probablemente la mielotoxicidad. El radio-223 difiere del radionúclido médico radio-224 usado previamente en lo siguiente: (1) el ^{223}Ra tiene un periodo de semi-desintegración significativamente más largo que produce mejores relaciones hueso a tejido blando debido a que se eliminaría una fracción significativamente mayor de este isótopo de los tejidos blandos antes de tener lugar la desintegración. (2) El mayor periodo de semi-desintegración también permite una incorporación más profunda del radionúclido a las superficies óseas cuando progresa la síntesis ósea, mejorando potencialmente la retención de isótopos descendientes que pueden translocarse de otra forma debido a la difusión química y retroceso nuclear. (3) También el periodo de semi-desintegración más corto del ^{219}Rn a partir del ^{223}Ra en comparación con el ^{220}Rn a partir del ^{224}Ra, asegura menos translocación de núclidos descendientes de la serie ^{223}Ra.

La sal de ^{223}Ra o derivado del mismo se administrará a un mamífero, tal como un ser humano, en necesidad del mismo por toda ruta de administración disponible, tal como, vía oral, subcutánea, intravenosa, intraarterial o transcutánea. Preferiblemente el compuesto activo se administra por inyección o infusión.

La administración por vía oral se realiza mediante uso de comprimidos, cápsulas, polvos o en forma líquida, tal como suspensión, solución, jarabe o emulsión. Cuando se conforma en comprimidos se usan excipientes convencionales, agentes lubricantes y agentes aglutinantes. Cuando se administran como líquidos se usan portadores líquidos convencionales. Cuando se administra como soluciones para inyección o infusión el portador es preferiblemente solución salina isotónica, con o sin agente o agentes para estabilizar el catión de radio para evitar la precipitación de sales de calcio o complejos insolubles.

El principio activo según la invención se podría usar tanto en tratamiento profiláctico, paliativo como terapéutico de enfermedades no malignas y malignas que afectan a huesos y tejidos blandos. Las enfermedades malignas se seleccionan del grupo constituido por cáncer de próstata, cáncer de mama, cáncer de riñón y del sistema urinario, cáncer de hueso primario, cáncer de pulmón y mieloma múltiple, y la enfermedad no maligna se selecciona del grupo constituido por enfermedades autoinmunes que afectan a articulaciones y esqueleto, por ejemplo, artritis reumatoide, escleroderma y espondiloartropatías.

La preparación fisiológicamente aceptable para administración in vivo según la presente invención comprende sal de radio-223 disuelta, con o sin un único catión o una combinación de distintos cationes, como portadores análogos de catión de metal alcalinotérreo estabilizante, con o sin un agente para evitar la precipitación y/o generación de coloides, además de portadores y adyuvantes farmacológicamente aceptables. El catión que actúa como catión de metal alcalinotérreo estabilizante se puede seleccionar del grupo constituido por magnesio, calcio y estroncio. Además, el agente para evitar la precipitación y/o generación de coloides es un ácido carboxílico o una combinación de ácidos carboxílicos, tal como ácido oxálico, ácido oxaloacético, ácido tartárico, ácido succínico, ácido málico y ácido malónico. Las concentraciones de los compuestos en la preparación serán por lo general inferiores a la dosis LD 50 individual, por ejemplo, inferiores al 20% de la dosis LD 50, y por tanto varían para los diferentes componentes. La actividad de ^{223}Ra dependerá del tipo y vía de administración y de la afección o enfermedad subyacente y variará entre aproximadamente 50 kBq a aproximadamente 10 MBq, administrados en dosis única o múltiples para mamíferos, tal como por ejemplo seres humanos.

Según la invención el radio-223 se usa además para producir una preparación farmacéuticamente activa para tratar enfermedades no malignas y malignas que afectan al hueso, superficies óseas y tejidos blandos, tanto paliativa como terapéuticamente. La preparación se administra al mamífero, tal como humanos o animales, es decir, perros, en necesidad de la misma, en una cantidad paliativa o terapéuticamente eficaz.

Según la invención se puede usar radio-223 en una terapia de combinación, en la que la preparación de ^{223}Ra se combina con las siguientes clases de tratamiento; quimioterapia incluyendo biofosfonatos, cirugía, irradiación con haz externo, radiofármacos de búsqueda de hueso que emiten radiación de baja LET y tratamiento hormonal.

A continuación se describe con detalle la presente invención mediante ejemplos que en modo alguno pretenden limitar el alcance de la invención que se describe en las reivindicaciones adjuntas.

La tabla 1 presenta las propiedades físicas del radio-223 y sus núclidos descendientes (Ekström y col., 1989). La desintegración del ^{223}Ra y su descendencia provoca las emisiones de cuatro partículas \alpha. Tal cascada de partículas \alpha puede liberar una gran dosis de radiación en un volumen limitado. El radio-223 posee por tanto citotoxicidad extrema, también en comparación con la mayoría de los emisores \alpha (Howell y col., 1997).

A continuación se muestra el radio-223 y su serie de desintegración de descendientes (periodo de semi-desintegración y modo de desintegración entre paréntesis):

^{223}Ra (11,4 d., \alpha) => ^{219}Rn (3,9 s., \alpha) => ^{215}Po (1,8 ms., \alpha) => ^{211}Pb (36,1 1 min., \beta^{-}) => ^{211}Bi (2,15 min., \alpha) => ^{207}T1 (4,8 ms., \beta^{-}) => ^{207}Pb (estable)

TABLA 1 Emitancia de ^{223}Ra y descendientes*

Núclido	^{223}Ra	^{219}Rn	^{215}Po	^{211}Pb	^{211}Bi	^{207}T1
Energía \alpha	5,64 MeV	6,75 MeV	7,39 MeV		6,55 MeV
Energía \beta (max)				0,47 MeV		0,47 MeV
Fracción de energía #	0,207	0,248	0,271	\leq 0,017	0,24	\leq 0,017
* Datos de Seelmann-Eggebert y col., 1981 y Ekstrøm y col., 1989
# Relativo a la energía emitida total para la cadena de desintegración completa

La energía combinada de la radiación emitida asociada con la desintegración completa de ^{223}Ra y descendencia: aprox. 27,5 MeV.

Fracción de energía emitida como partículas \alpha: \geq 96%

Fracción de energía emitida como partículas \beta: \geq 3%.

Se emite también algo de radiación gamma (< 0,3 MeV en total) durante la desintegración y se puede usar para determinar la calidad y cantidad de isótopos en muestras usando espectroscopia gamma. Por ejemplo, el radio- 223 tiene un pico gamma característico a 154,19 keV (5,59% de abundancia), el radón-219 tiene un pico a 401,78 KeV (6,6%) y el bismuto-211 tiene un pico a 351,0 keV (12,8%) (Ekstrom y col., 1989). Estos se pueden usar para determinar si tiene lugar la redistribución para isótopos descendientes in vivo. También ^{223}Ra tiene un pico a 269,41 keV con 13,6% de abundancia, pero esto puede ser difícil de distinguir de un pico de 217,23 keV, con 9,9% de abundancia
del ^{219}Rn.

Los procedimientos de producción se han descrito para el radio-223 (Atcher y col., 1989, Howell y col., 1997). El ^{223}Ra es un miembro de una familia radioactiva natural que se origina a partir de U (t_{1/2} = 7x10^{8} y.) mediante ^{231}Th
(t_{1/2} = 25,6 y.) y la secuencia ^{231}Th \rightarrow ^{231}Pa (t_{1/2} = 3,3 x 10^{4} y) \rightarrow ^{227}Ac (t_{1/2} = 21,7 y.) \rightarrow ^{227}Th (t_{1/2} = 18,7 d.) \rightarrow ^{223}Ra (11,4 d.). Atcher y col. (1989) usaron un sistema de intercambio de cationes (Bio-rad AG 50) para producir ^{223}Ra a partir de ^{227}Ac. Howell y col. (1997) usaron la reacción nuclear ^{226}Ra (n, \gamma)^{227}Ra para producir ^{223}Ra ^{227}Ra (t_{1/2} = 42 minutos) que se transforma rápidamente en ^{227}Ac (t_{1/2} = 21,77 años) que se puede separar mediante diferentes procedimientos a partir del material diana ^{226}Ra. Howell y col (1997) separaron el ^{227}Ac químicamente a partir de una solución diana. Después de esto, el ^{227}Ac junto con sus productos descendientes, se transfiere a una columna de intercambio aniónico que retenía ^{227}Th, mientras se eluía la sustancia original y descendientes de este núclido. Diez días después el ^{223}Ra se podía eluir de la columna de intercambio fónico. Si los lotes clínicos iban a ser preparados mediante uso del principio generador, la aplicación de columnas de intercambio iónico basadas en un esqueleto orgánico puede ser subóptimo debido a que la radiólisis puede evitar uso múltiple a largo plazo de un generador de radio basado en este tipo de materiales (Atcher y col., 1989).

Recientemente se han desarrollado y se encuentran ahora comercialmente disponibles nuevos materiales, que son útiles para la separación de radionúclidos actínidos (selectividad para elementos f frente a elementos alcalinotérreos). Estos se basan en partículas de sílice unidas de forma covalente a, o impregnadas, con grupos activos. Se pueden preparar columnas usando este material que permiten la elución de algunos elementos a condiciones que puede retener otros elementos. Sería también posible usar grupos activos para la separación en sistemas de extracción húmedo/húmedo usando una fase orgánica y una fase acuosa.

Ejemplos

En el siguiente ejemplo 1 se produjo ^{223}Ra. La producción de ^{223}Ra para usos biomédicos comprende tanto columnas de matriz inorgánica como sistemas líquido/líquido. Una columna generadora que contiene un derivado de ácido metano-bis-fosfónico o una matriz inorgánica o el procedimiento también pueden comprender una etapa de procedimiento de extracción líquido/líquido en la que se usan uno o más derivados de ácido metilen bis-fosfónico P,P' di-esterificado como agentes de transferencia de fase.

En el procedimiento la columna generadora que contiene ácido P,P' di-octil-metilen-bis-fosfónico sobre una matriz de sílice y se lleva a cabo el procedimiento de extracción líquido/líquido usando ácido P,P' di-octil-metilen-bis-fosfónico o ácido P,P' di(2-etilhexil)-metano-bis-fosfónico o combinaciones de los mismos como agentes de transferencia de fase. El procedimiento respecto a la columna generadora se lleva a cabo usando ácidos minerales que tras neutralización es capaz de dar soluciones fisiológicamente compatibles de sus sales, preferiblemente ácido nítrico o ácido clorhídrico. La concentración de dichos ácidos minerales está en el intervalo de 0,01 a 8 M, más preferiblemente entre 0,1 y 2 M, de la forma más preferida entre 0,5 y 1 M. La etapa de extracción líquido/líquido se lleva a cabo usando una fase agua constituida por un ácido mineral, preferiblemente ácido nítrico o ácido clorhídrico, cuya concentración de este se encuentra en el intervalo de 0,01 a 8 M, más preferiblemente de 0,1 a 2 M, lo más preferiblemente entre 0,8 y 1,5 M.

Ejemplo 1

Se aislaron ^{227}Ac y ^{227}Th de una fuente de ^{231}Pa preparada 27 años antes (la muestra fue proporcionada por Radiochemistry Group, Departamento de química, Universidad de Oslo, Noruega), mediante uso de una resina cromatográfica de extracción selectiva de elemento f. Los ^{227}Ac y ^{227}Th purificados se adsorbieron a continuación sobre otra resina cromatográfica de extracción selectiva de elemento f y se usaron como una fuente de ^{223}Ra. El último material había sido usado por Wu y col. (1997) para la construcción de un generador para ^{213}Bi basado en ^{225}Ac.

Procedimientos: se diluyó 10 veces una muestra de la fuente de ^{231}Pa (con descendientes) en una solución acuosa de H_{2}SO_{4} 5 M y HF 1 M con HCl 1 M. Se cargó la solución sobre una columna de 3 mm de diámetro interno y longitud de 70 mm que contiene resina TRU (EiChroM Industries, Darien, IL, Estados Unidos), que se ha equilibrado previamente con HCl 1 M. Se retuvo ^{231}Pa sobre la columna mientras se eluía ^{227}Ac, ^{227}Th y ^{223}Ra parcialmente mediante el procedimiento de carga y parcialmente mediante lavado de la columna con 10 ml más de HCl 1 M. Después de esto se preparó un generador de ^{223}Ra usando una modificación de la técnica de empaquetamiento de la columna descrita por Wu y col. (1997). Se preparó una columna de 3 x 50 mm de Silica Actinide Resin (EiChroM, Darien, IL, Estados Unidos) constituida por ácido P,P' di-octil-metano-bis-fosfórico (DIPEX, EiChroM Industries, Darien, IL, Estados Unidos) sobre partículas de sílice con un diámetro en el intervalo de 20 a 50 \mum y se acondicionó previamente con HCl 1 M. Aproximadamente la mitad de la resina se eliminó luego de la columna y se mezcló con el eluido de la columna de resina TRU.

El eluido que contiene ^{227}Ac, ^{227}Th y ^{223}Ra se cargó después de esto en una columna de 3 mm de diámetro interno y 50 mm de longitud que contiene resina actínida (resina Ac) sobre sílice de 30 a 50 \mum (EiCroM Industries, Darien, IL, Estados Unidos). Brevemente, la columna se había preparado según el procedimiento de Wu y col. (1997). Después del acondicionamiento previo de la columna con HCl 1 M, se retiró la mitad del material y se mezcló con el eluido de la etapa precedente.

Después de 4 horas de agitación suave a temperatura ambiente, se cargó la suspensión que contiene los radionúclidos en la columna. Finalmente, se lavó la columna con 5 ml de HCl 1 M. La columna retuvo ^{227}Ac y ^{227}Th mientras que ^{223}Ra pudo eluir con unos pocos ml bien de HCl o bien HNO_{3} sin eliminación por interferencia significativa alguna de sus radionúclidos padres y abuelos. Si se desea, se podría añadir una etapa de purificación subsiguiente mediante elución simplemente del eluido de ^{223}Ra a través de la segunda columna de resina AC para eliminar cualquier traza de núclidos originales y precursores de los originales.

La solución de HCl que contiene el ^{223}Ra se pudo diluir en un tampón, filtrar en condiciones de esterilidad y usar como tal. De forma alternativa el ^{223}Ra purificado se pudo concentrar antes de uso mediante carga de la solución de HCl en una columna de 2 mm de diámetro interno y 25 mm de longitud que contiene una resina, por ejemplo, AG 50W-X4-16 (Bio-Rad, Richmond, Ca, Estados Unidos). Después de esto el ^{223}Ra se pudo eluir casi cuantitativamente con un pequeño volumen de HNO_{3} 6 M. El HNO_{3} pudo, después de esto, evaporarse y se pudo re-disolver el residuo en una solución que se pudo filtrar a continuación en condiciones de esterilidad.

Se llevaron a cabo medidas cualitativas y cuantitativas de radiactividad usando un detector Ge (Canberra, Meriden, CT, Estados Unidos) combinado con un amplificador y una fuente de polarización de EG&G Ortec (Oak Ridge, TN, Estados Unidos) para espectroscopia gamma y/o un Canberra (modelo 7404-0 1 A) combinado con un EG&G Ortec para espectroscopia alfa.

Resultados: En la columna de resina TRU se retuvo de forma cuantitativa ^{231}Pa, es decir, la eliminación por interferencia fue inferior al límite de detección de 0,5% en comparación con la actividad del descendiente. Por encima del 90% del ^{227}Ac y ^{227}Th se recogió en el eluido de la resina TRU. Para la resina AC, diversos experimentos indicaban rendimientos típicos de ^{223}Ra de 60 a 85 kBq por 100 kBq de ^{227}Th en la columna (también denominada fuente o generador) en los primeros ml de solución de lavado. La eliminación por interferencia de ^{227}Ac y ^{227}Th se determinó que era inferior a 4 x 10^{-3}% (limitado por la capacidad de detección) en comparación con ^{223}Ra. Se debería observar que los procedimientos de separación descritos también se podrían usar con el ^{227}Ac producido a partir de ^{226}Ra mediante ^{226}Ra(n, \gamma)^{227}Ra \rightarrow ^{227}Ac.

Conclusión: Se describe un conjunto de procedimientos para la producción de ^{223}Ra que aseguran un elevado rendimiento y una gran pureza útiles para aplicaciones biológicas. Siendo su distinción la mayor facilitación de producción rutinaria de niveles de actividad clínicamente relevantes de ^{223}Ra a partir de ^{227}Ac. Esto se realizó usando una columna generadora basada en matriz de sílice (Wu y col., 1997) en comparación con los procedimientos previamente presentados que incluyen resinas de intercambio fónico radiolíticamente más sensibles que contienen matrices orgánicas (Atcher y col., 1989).

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Ejemplo 2

Se estudió la biodistribución de radio-223 preparado como se describe en el ejemplo 1.

Procedimientos: Se inyectaron ratones Balb/C macho jóvenes de un peso corporal de 19 a 21 g con 9 kBq de ^{223}Ra en 150 \mul de solución salina isotónica. Se sacrificaron grupos de 5 animales y se diseccionaron a las 6 horas y 3 días tras la inyección. Se midió el peso de la muestra y se recontaron muestras usando (A) un cristal de centelleo de Nal "tipo pocillo" (Harshaw Chemie BV, De Meern, Holanda) combinado con una unidad digital Scaler Timer ST7 (NE Technology Ltd., Reading, Reino Unido), (B) un Beckman LS 6500 (Beckman Instruments Inc. Fullerton, CA, Estados Unidos). Se estudiaron las abundancias relativas de radionúclidos en sangre, hígado, riñón y en muestras patrón con original/descendiente en equilibrio, usando un detector Ge (Canberra, Meriden, CT, Estados Unidos), combinados con un amplificador y una fuente de polarización de EG&G Ortec (Oak Ridge, TN, Estados Unidos).

Resultados: Se presenta los datos de biodistribución en la tabla 2. Los datos muestran que ^{223}Ra se concentró de forma selectiva en hueso en comparación con tejidos blandos. Aunque todos los valores en tejido blando se redujeron entre 6 horas y 3 días tras la inyección, los valores en hueso aumentaron con el tiempo. Las relaciones de fémur a sangre aumentaron de 129 a 691 desde 6 horas hasta 3 días. El bazo tenía la mayor retención medida entre los tejidos blandos, pero la relación fémur a bazo también aumentó con el tiempo de 6,4 a 23,7 entre 6 horas y 3 días tras la inyección.

TABLA 2 Biodistribución de radio-223 en ratones Balb/C presentada como % de dosis inyectada por gramo

Tejido	6 horas	3 días
Fémur	25,86\pm1,99	34,55\pm7,87
Sangre	0,20\pm0,23	0,05\pm0,10
Riñón	4,04\pm0,33	0,38+0,08
Hígado	0,89\pm0,18	0,22\pm0,32
Pulmón	0,59\pm0,56	0,06\pm0,07
Músculo	0,72\pm0,39	0,30\pm0,16
Corazón	0,10\pm0,10	0,06\pm0,07
Cerebro	0,04\pm0,01	0,12\pm0,12
Bazo	4,06\pm1,4	1,46\pm0,54
Intestino delgado	0,79\pm0,26	0,04\pm0,03
Intestino grueso	2,30\pm0,60	0,13\pm0,02

Basándose en datos de espectroscopia gamma no se pudo observar diferencia significativa en distribución relativa de radio-223 y sus descendientes, según se determina por abundancia de ^{211}Bi, en el hueso y en la mayoría de los tejidos blandos. La relación de ^{211}Bi:^{223}Ra era en el bazo a las 6 horas del 54% de media en comparación con la solución patrón. Por otro lado en hígado y riñones las relaciones ^{211}Bi:^{223}Ra en las muestras eran de media de 256 y 207% respecto a los patrones respectivamente. Esto indica que tuvo lugar algo de translocación en los tejidos blandos. También la actividad de ^{211}Bi en tejidos blandos era por lo general muy baja en i comparación con la actividad en hueso de este núclido. El ^{211}Bi en los tejidos blandos se puede haber generado a partir de ^{223}Ra presente en tejidos blandos.

Conclusión: Se obtuvieron excelentes relaciones de radioactividad en hueso a radioactividad en tejido normal con ^{223}Ra y descendientes, lo que indica un potencial significativo para el direccionamiento a tejidos calcificados con esta serie de radionúclidos.

Ejemplo 3

Para examinar si hubo una diferencia en la retención de radioisótopos entre el radio-223 y el bismuto-211 en muestras de hueso, se estudiaron datos de espectroscopia gamma para hueso frente a una solución patrón con ^{223}Ra y radionúclidos descendientes en equilibrio.

Procedimientos: Se llevó a cabo la espectroscopia gamma con un detector de germanio (Canberra, Meriden, CT, Estados Unidos) sobre muestras de fémur de ratones inmediatamente después del sacrificio y disección de los animales. Se estudiaron muestras de una solución patrón de ^{223}Ra y radionúclidos descendientes en equilibrio. Se usaron los distintos picos gamma a 351,0 keV (^{211}Bi) y 154,2 keV (^{232}Ra). Se determinó como se indica a continuación un índice de localización (LI):

LI = (B_{Bi}/S_{Bi}) / (B_{Ra}/S_{Ra})

Por ejemplo, B_{Bi} - ^{211}Bi tasa de recuento en hueso; S_{Ra} - ^{223}Ra tasa de recuento en patrón.

Se compararon los espectros gamma de cinco muestras del grupo de 6 horas y del grupo de 3 días respectivamente, para cinco y tres muestras de la solución patrón respectivamente, usando la prueba t de Student para columnas de datos.

Resultados: Los valores LI eran 0,85 (P = 0,059) de media en el punto de 6 horas y 0,97 (P = 0,749) en el punto de 3 días. Sin embargo las diferencias no eran significativas respecto al nivel de P = 0,05 para los conjuntos de datos.

Conclusión: Incluso para el radionúclido que representa la cuarta transformación en la serie de ^{223}Ra, la transformación de ^{211}Pb, la retención en hueso era similar a la del ^{223}Ra.

Ejemplo 4

Para estudiar la liberación potencial de isótopos descendientes después de haberse incorporado ^{223}Ra en hueso, debido a los procesos de retroceso o difusión nuclear, se examinaron fémures de cinco animales sacrificados 6 horas, y de 5 animales sacrificados 3 días tras la inyección.

Procedimientos: Se abren los huesos longitudinalmente para dejar expuestas las zonas de médula roja (esponjosa), y después de esto se cortan pequeños fragmentos de menos de 3 mg. Después de esto, se lavaron las muestras con Dulbeccos PBS (Sigma-Aldrich CO. LTD., Irvine, Reino Unido) usando centrifugación. Se eliminó el sobrenadante, se mezcló con líquido de centelleo (Insta-Gel 11 plus, Packard BioScience BV, Groningen, Países Bajos) y se recontó en un contador de centelleo (Beckman Instruments Inc. Fullerton, CA, Estados Unidos). Después de un día se repitió el recuento de la muestra. Se usó una diferencia en recuentos tras corrección para la desintegración de ^{223}Ra entre las dos medidas como indicación de la liberación de núclido o núclidos descendientes de la matriz ósea.

Resultados: Los animales sacrificados después de 6 horas mostraron algo de liberación de actividad del hueso. En comparación con la actividad total en hueso se disolvió una media del 1,8% en PBS durante el lavado. Cuando las soluciones de lavado se recontaron de nuevo después de 12 horas la actividad fue sólo del 0,2% de media de la muestra de hueso. Esto indica que tuvo lugar algo de translocación de isótopos descendientes pero en un grado muy pequeño (probablemente inferior al 2% de isótopos descendientes). Los animales sacrificados después de 3 días no mostraron recuento significativo en comparación con el fondo en la solución de lavado tras lavado. Esto indica que si tuvo lugar la translocación, esta era inferior al límite de detección, que se estimó que era inferior al 1% de la radioactividad total en hueso.

Conclusiones: Basándose en la fracción radiactiva extraíble de muestras de hueso finamente fragmentadas se indica que la liberación de núclido descendiente (translocación) de la matriz ósea es baja para las series del radio-223.

Ejemplo 5

Se ha desarrollado modelos animales con modelo de metástasis experimental que se asemeja a la observada frecuentemente en pacientes humanos (Engebraaten y Fodstad, 1999). Uno de estos modelos consiste en células MT-1 inyectadas por vía intracardiaca en ratas atímicas y se caracteriza por el desarrollo consistente de parálisis en la pata trasera de los animales. El tratamiento (siete días después de la inoculación de célula tumoral) con los quimioterapéuticos cisplatino o doxorrubicina no mejoró la supervivencia. La disección y examen microscópico de la espina dorsal de los animales afectados por tumores reveló grandes masas de células tumorales que reemplazan médula ósea normal y que erosionan la parte ósea de la espina dorsal.

La implicación esquelética en el anterior modelo desarrollado lo hizo adecuado para demostrar el potencial terapéutico de ^{223}Ra según la invención frente a metástasis del esqueleto.

Procedimiento: El potencial terapéutico de radio 233 se estudió en el modelo MT-1/rata atímica en el que a los animales se les inocularon 1 x 10^{6} células cancerígenas de mama humanas MT-1 mediante inyección en el ventrículo izquierdo del corazón como se describió (Engebraaten y Fodstad, 1999). Estos animales desarrollan normalmente parálisis provocada por crecimiento de tumores en la espina dorsal. Se trataron luego grupos de 4 y 5 animales cada uno siete día después mediante recepción de una inyección por vía intravenosa de 200 \mul de una solución vehículo sin o con 10 kBq de radio-223 según la invención.

Resultados: El grupo de cuatro animales tratados con solución vehículo solo experimentó parálisis afectada por crecimiento tumoral en la espina dorsal y se sacrificó entre 20 y 25 días (media de 22,25 días) tras la inoculación de célula tumoral. En el grupo de cinco animales que recibieron solución vehículo que contiene ^{223}Ra un animal presentó parálisis después de 26 días, uno después de 40 días y uno después de 64 días mientras que dos animales restantes vivieron durante todo el periodo de seguimiento experimental de 90 días tras la inoculación de célula tumoral, sin mostrar signos de parálisis.

Conclusión:^{223}Ra demostró un efecto antitumoral significativo en animales con metástasis del esqueleto.

Referencias

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Claims

1. Uso de radio-223 para producir una preparación farmacéuticamente activa para tratar hueso y superficies óseas enfermas.

2. Uso según la reivindicación 1, en el que la preparación se usa en una terapia de combinación con otro componente terapéuticamente activo.

3. Uso según la reivindicación 2, en el que el citado otro componente terapéuticamente activo es quimioterapia, cirugía, irradiación con haz externo, terapia de búsqueda del hueso radiofarmacéutica con emisión de radiación de baja LET o tratamiento hormonal.

4. Uso según la reivindicación 3, en el que dicha quimioterapia es terapia con bisfosfonato.

5. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la preparación que contiene una sal de radio-223 disuelta de direccionamiento al hueso se usa para terapia relacionada con enfermedades no malignas o malignas que afectan a huesos y de forma opcional también a tejidos blandos.

6. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la preparación que contiene una sal de radio-223 disuelta de direccionamiento al hueso se usa para la paliación relacionada con enfermedades no malignas o malignas que afectan a huesos y de forma opcional también a tejidos blandos.

7. Uso según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en el que las enfermedades malignas se seleccionan del grupo constituido por cáncer de próstata, cáncer de mama, cáncer de riñón y del sistema urinario, cáncer óseo primario, cáncer de pulmón y mieloma múltiple.

8. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para el tratamiento de cáncer primario o metastásico del hueso.

9. Uso como se reivindica en la reivindicación 8, en el que dicho cáncer metastásico es metástasis del esqueleto de cáncer de próstata, mama, riñón o pulmón.