ES2347535T3

ES2347535T3 - Estabilizacion de composiciones acuosas de 2-fluoro-2-desoxi-d-glucosa marcada con el isotopo 18f con etanol.

Info

Publication number: ES2347535T3
Application number: ES02773830T
Authority: ES
Inventors: Maxim Y. Kiselev; Vincent Tadino
Original assignee: Ion Beam Applications SA
Current assignee: Ion Beam Applications SA
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2010-11-02
Anticipated expiration: 2022-11-05
Also published as: AU2002337926B2; CN1694733A; DE60236971D1; JP2006505610A; KR101001300B1; AU2002337926B8; KR20060052653A; AU2002337926A1; CN100478035C; EP2229957A2; BR0215913A; EP2229957A3; EP1560601B1; EP1560601A1; WO2004043497A1; ATE473019T1

Abstract

Composición radiofarmacéutica que comprende: 2-fluoro-2-desoxi-D-glucosa marcada con el isótopo 18F en agua con una actividad volúmica en 18F de 10 GBq/ml o inferior; y etanol con una concentración de dicho metanol en el producto de 18FDG final comprendida en el intervalo de una concentración mínima de 0,1% (v/v) hasta un límite práctico de la farmacopea de 0,25% (v/v).

Description

Estabilización de composiciones acuosas de 2-fluoro-2-desoxi-D-glucosa marcada con el isótopo ^{18}F con etanol.

Antecedentes

La presente invención se refiere a la estabilización frente a la autorradiólisis de un compuesto de glucosa que incorpora un radioisótopo ^{18}F. El compuesto estabilizado se utiliza para diagnóstico por la imagen utilizando la tomografía de emisión de positrones.

La glucosa marcada con el isótopo ^{18}F, [^{18}F] 2-fluoro-2-desoxi-D-glucosa (en adelante FDG), se ha llegado a utilizar ampliamente en medicina nuclear para estudios de diagnóstico utilizando una técnica de exploración corporal por tomografía de emisión de positrones (PET). A causa de la breve vida media del isótopo ^{18}F (109 min), este producto debe producirse en cantidades relativamente grandes que permitan la desintegración durante la administración al paciente a partir de una fácil preparación. Por consiguiente, los turnos laborales comienzan normalmente a media noche con la producción para los hospitales distantes (por automóvil) en primer lugar, seguida de los hospitales más cercanos temprano por la mañana. El tiempo de administración típico puede ser tan largo como de 5 a 8 horas. Después de la llegada, podría haber otras 4 horas de demora antes de su utilización en el último paciente. Por lo tanto, pueden pasar de 8 a 12 horas desde el momento de la producción hasta el momento de la administración al paciente. Es decir de 4,4 a 6,6 vidas medias y necesita la preparación de concentraciones de radioactividad iniciales de 20 a 100 veces mayores que las requeridas realmente en el momento de la administración.

Si se prepara en concentraciones relativamente altas, 3,7 GBq/ml (100 mCi/ml) y superiores, se observa descomposición de FDG provocada por radiación. Este proceso se denomina radiólisis. Se produce principalmente por oxidación por radicales libres que son producidos por la interacción de la radiación ionizante procedente del isótopo ^{18}F con el disolvente agua y posiblemente con el aire. Estos procesos pueden conducir a continuación a la descomposición de FDG, que puede cuantificarse en relación con la disminución de la pureza química del radio (RCP). La RCP se expresa por lo general como un % de actividad en forma de FDG en comparación con la radioactividad total presente en la muestra.

Al final de la producción, la FDG por lo general tiene una RCP del 98 al 100%. Como resultado de la radiólisis, se descomponen algunas moléculas de FDG dando como resultado otras aparte de las sustancias radioactivas FDG (principalmente exentas de iones ^{18}F). Como se demuestra por los experimentos descritos a continuación, esto puede conducir a una disminución de la RCP hasta menos del 90% durante un periodo inferior a 12 horas. La calidad normal establecida por la Farmacopea de EE. UU (USP) para la FDG "no es inferior a 90% de RCP". Obviamente es deseable conservar una RCP tan grande como sea posible durante tanto tiempo como sea posible para conseguir la mejor calidad de imagen por PET.

La producción de FDG comprende la síntesis del compuesto marcado con ^{18}F seguido de purificación. La síntesis conlleva la etapa de fluoración con ^{18}F que conduce a la formación de un derivado acetilado de FDG (un producto intermedio) y a continuación una etapa de hidrólisis durante la cual los grupos acetilo protectores se separan dando como resultado el producto final. La etapa de hidrólisis tarda sólo aproximadamente 10 minutos, pero la concentración del material radioactivo es aproximadamente cinco veces tan grande como en el producto final lo que conduce a la descomposición significativa del intermedio de FDG a medida que se produce. La descomposición del producto intermedio no afectará directamente a la RCP del producto final debido al hecho de que las impurezas radioactivas acumuladas se eliminan durante la etapa de producción. Sin embargo, es muy útil reducir o controlar la radiólisis no solamente del producto final sino también del producto intermedio durante la hidrólisis.

En aras de distribución y utilización, un requisito práctico es la capacidad de almacenamiento de 12 horas. Por consiguiente, la RCP después de 12 horas o más es un indicador útil de eficacia de la estabilización.

El resumen, al mejorar la estabilidad de FDG y al aumentar la RCP en el momento de la administración es un objetivo importante para los fabricantes de FDG. Es importante también controlar la radiólisis durante las etapas de producción de FDG para aumentar el rendimiento radioquímico de los productos.

La producción de FDG marcada con ^{18}F es, ya, bien conocida. Puede encontrarse información en: 1) Fowler et al., 2-Deoxy-2-[^{18}F]Fluoro-D-Glucose for Metabolic Studies: "Current Status", Applied Radiation and Isotopes, vol. 37, nº 8, 1986, páginas 663-668; 2) Harnacher et al., "Efficient Stereospecific Synthesis of No-Carrier-Added 2-[18F]-Fluoro-2-Deoxy-D-Glucose Using Aminopolyether Supported Nucleophilic Substitution" Journal of Nuclear Medicine, vol. 27, 1986, páginas 235-238; 3) Coenen et al., "Recommendation for Practical Production of 2-[^{18}F]Fluoro-2-Deoxy-D-Glucose", Applied Radiation and Isotopes, vol. 38, nº 8, 1987, páginas 605-610 (un buen estudio); 4) Knust et al., "Synthesis of ^{18}F-2-deoxy-2-fluoro-D-glucose and ^{18}F-3-deoxy-3-fluoro-D-glucose with no-carrier-added ^{18}F-fluoride", Journal of Radioanalytic Nuclear Chemistry, vol. 132, nº 1, 1989, páginas 85+; 5) Harnacher et al., "Computer-aided Synthesis (CAS) of No-carrier-added 2-[^{18}F]Fluoro-2-Deoxy-D-Glucose: An Efficient Automated System for the Aminopolyether-supported Nucleophilic Fluorination", Applied Radiation and Isotopes, vol. 41, nº 1, 1990, páginas 49-55; 6) EP 0798 307 A1 (NKK Plant Engineering Corp. et al.) 01/10/97 for "Fluoro-deoxyglucose synthetiser using columns"; 7) TRACERLab Mx FDG Operator Manual Version I - última actualización mayo de 2002 y 8) Huang et al., "Analysis of residual solvents in 2-[^{18}F]FDG by GC", Nuclear Medicine and Biology, vol. 28, 2001, páginas 469-471.

Con respecto a la estabilización de productos radiofarmacéuticos. La patente europea EP 0 462 787 da a conocer una técnica de congelación/descongelación para conservar el ácido etilendiamin-tetraetilenfosfónico (EDTMP) marcado con, por ejemplo, ^{153}Sm. La degradación radiométrica frente al tiempo se compara para las soluciones que contienen 0,9% de alcohol bencílico, 5,0% de etanol y una referencia sin conservación. La solución de alcohol bencílico retarda el comienzo de la degradación, tras la cual la velocidad es moderada. Por el contrario, aún a la elevada concentración del 5,0%, el etanol retarda la degradación ligeramente, pero entonces la degradación procede a una velocidad aún más rápida que la referencia. La utilización de otros aditivos para estabilizar varios productos radiofarmacéuticos se expuso en la patentes US nº 5.384.113 (24.01.95 de Deutsch et al.); nº 6.027.710 (11.02.00 de Higashi et al.) nº 6.066.309 (23.05.00 de Zamara et al.) y nº 6.261.536 (17.07.01 de Zamara et al.).

Ya que el procedimiento de la TEP requiere inyectar la solución de FDG, existe un requisito de la USP para mantener cualquier ingrediente con potencial tóxico dentro de los límites apropiados. Actualmente, la dosis permitida de etanol mencionado anteriormente en la Farmacopea Europea y en la USP es de 0,5% (una décima de la concentración utilizada anteriormente para EDTMP). Además, la conformidad requiere la demostración mediante una o más pruebas límite validadas. Desde un punto de vista práctico, es muy deseable mantener la concentración de algunos de dichos ingredientes potencialmente tóxicos en o por debajo de la mitad del valor límite, es decir, 0,25%. Debido a la incertidumbre del análisis y a consideración del factor de seguridad, utilizar más de aproximadamente la mitad del valor límite requiere, considerablemente más experimentación para demostrar conformidad con confianza.

El documento US 2002/0127181 A1 describe antagonistas del receptor del fagocito macrófago marcado de manera detectable útiles para el diagnóstico y control de varias enfermedades cardiovasculares que incluyen pero no se limitan a la aterosclerosis, placa vulnerable, arteriopatía coronaria, nefropatía, trombosis, isquemia temporal debida a la coagulación, embolia cerebral, infarto de miocardio, trasplante de órgano, insuficiencia orgánica e hipercolesterolemia.

Sumario

Por consiguiente, un objetivo de la invención consiste en aumentar la estabilidad de la FDG y por lo tanto la RCP del producto en el momento de su utilización. Un objetivo adicional consiste en aumentar la eficacia del procedimiento controlando la radiólisis durante la producción de FDG. Ésta necesita realizarse al mismo tiempo que los aditivos potencialmente tóxicos se mantienen dentro de límites seguros en la práctica.

Sorprendentemente, estos objetivos pueden realizarse en una FDG marcada con ^{18}F en composición acuosa que incorpora etanol en el producto final con una concentración en un intervalo de una cantidad mínima de estabilización eficaz hasta un límite práctico de la farmacopea tal como se define en la reivindicación 1. Una concentración mínima eficaz es la que mantiene una RCP del 90% durante 12 horas o más. Cuando la actividad volúmica del ^{18}F es aproximadamente 10 GBq/ml, se encontró experimentalmente que la concentración mínima eficaz de etanol es de aproximadamente 0,1% (v/v).

El límite superior de la concentración de etanol viene dado por varios límites de la farmacopea del país. Actualmente, éste es el 0,5% (v/v) para el etanol en soluciones de FDG, pero un límite superior reducido de aproximadamente el 0,25% (v/v) es más práctico para garantizar el cumplimiento de la reglamentación. Por lo menos para actividades volúmicas del ^{18}F de 10 GBq/ml o inferiores, una concentración de etanol comprendida en el intervalo de aproximadamente 0,1% a 0,25% (v/v) es un estabilizante eficaz y seguro de soluciones de FDG.

La presente invención se refiere además a un procedimiento para estabilizar un 2-fluoro-2-desoxi marcado con el isótopo ^{18}F.

Cuando se sintetiza FDG utilizando una etapa de fluoración con ^{18}F nucleófila seguida de una etapa de hidrólisis, tal como se describe con mayor detalle a continuación, puede añadirse etanol bien a la solución de NaOH de reactivo hidrolizante, al agua de dilución, al vial de recogida, y añadir una solución de NaCl al vial de recogida, o a una combinación de éstos. Cuando se añade a la solución de NaOH, el efecto estabilizante se consigue tan pronto como sea posible en el proceso. Independientemente de cuando se añade, la cantidad de etanol debería ajustarse para producir las concentraciones en el producto final descritas anteriormente.

Descripción detallada

El procedimiento de producción de FDG descrito en la presente memoria se basa en un sintetizador automático de FDG por Nuclear Interface GmbH (Muenster, Alemania). La descripción del sistema y la síntesis radioquímica se proporciona únicamente a título ilustrativo. Muchos tipos adecuados de aparatos y procedimientos se utilizan para sintetizar FDG y han sido muy conocidos durante algún tiempo. La síntesis de la propia FDG no se considera que forma parte de la presente invención y solamente se incluye en la presente una descripción básica de la
misma.

El sistema sintetizador incluye una unidad de control del módulo de síntesis, una unidad de control del proceso químico y un ordenador. La unidad de control está situada dentro de un recinto protegido con plomo y contiene numerosos tubos de reactivos, viales y válvulas; un recipiente de reacción y uno de recogida del producto; y conexiones para las columnas de purificación y los cartuchos.

La síntesis habitual de FDG es un procedimiento en dos etapas que consiste en dos reacciones químicas: una fluoración nucleófila con ^{18}F seguida de una etapa de hidrólisis.

La etapa de fluoración incorpora un marcador con ^{18}F en un precursor orgánico, 1,3,4,6-tetra-O-acetil-2-O-tirfluorometansulfonil-\beta-D-manopiranosa (triflato de manosa). La reacción de sustitución se realiza combinando un catalizador de transferencia de fase, con fluoruro con ^{18}F extraído de un material diana irradiado. La mezcla se seca en una corriente de gas inerte. Esta mezcla seca se añade a la solución de triflato de manosa y esta solución se calienta y se seca en una corriente de gas inerte.

La etapa de hidrólisis, ilustrada por una hidrólisis de los grupos protectores del acetilo catalizada por base, genera los grupos hidroxilo libres del producto farmacéutico final. Una cantidad predeterminada de solución de NaOH en agua se añade como reactivo hidrolizante al triflato de manosa fluorado anhidro y la solución resultante se calienta para conseguir la eliminación completa de los grupos acetilo.

Para purificar la mezcla resultante y dejar una solución de FDG en agua, se diluye en una cantidad predeterminada de agua y se filtra a través de cartuchos de purificación.

La presente invención es independiente de los detalles de las etapas anteriores y debería aplicarse a cualquier procedimiento que utilice una etapa de fluoración nucleofílica seguida de una etapa de hidrólisis.

La composición de la D-glucosa se define en la reivindicación 2.

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Cuatro ejemplos de preparación

Para examinar cómo afecta la adición de alcohol etílico a la estabilidad de la FDG en solución acuosa, se produjo ésta tal como se describió anteriormente. Cada serie se produjo entre 82 y 106 Bq (2,3-2,8 Ci) de FDG en 9 ml de agua. De este modo, la actividad volúmica inicial, justo después del final de la producción, estaba comprendida entre aproximadamente 8 y 11 GBq/ml (263-320 mCi/ml).

En todos los experimentos, la RCP se determinó utilizando un método de cromatografía en capa fina (TLC) convencional que utiliza placas de vidrio recubiertas de sílice de 10 cm suministradas por Alltech (Deeerfield, Illinois). Se utilizó como fase móvil una mezcla 95:5 de acetonitrilo y agua y se utilizó un escáner de placas de TLC suministrado por Bioscan (Washington, D.C.) para medir la distribución de radioactividad en la placa. En la mayoría de los casos, el tamaño de la muestra fue inferior a 1 \mul.

Las concentraciones de etanol se determinaron por análisis con cromatógrafo de gases (CG) utilizando un cromatógrafo de gases HP 5890 equipado con una columna capilar de 50 m, tipo DB WAX, suministrado por Alltech y un detector de ionización de llama HP (FID). El vehículo gaseoso fue helio a razón de 4 a 10 ml/min. El inyector de FID estaba dividido 1:50 y calentaba a 200ºC. La temperatura de la columna era de 50 a 200ºC con un ritmo de 20ºC/min. La respuesta del detector FID se calibró utilizando un patrón externo.

Se midió la RCP tras los periodos de almacenamiento comprendidos entre 14 y 21 días. Obsérvese, sin embargo, que la mayor parte de la radiólisis tiene lugar en las primeras 3 a 6 horas debido al hecho de que esta concentración de radioactividad disminuye exponencialmente a lo largo del tiempo con una vida con una vida media de 1,82 horas. Después de 6 horas, solamente permanece el 10% de la radioactividad y probablemente no es suficiente para producir ninguna descomposición significativa del producto.

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Experimento 1

Etanol añadido al producto de la FDG final

En este experimento, el producto final se preparó con una actividad volúmica inicial de 10,8 GBq/ml (292 mCi/ml). El producto se dividió en 4 partes iguales de 2 ml cada una y se marcó como muestras 1 a 4 a las que se añadió etanol en cantidades variables utilizando una microjeringuilla. Las muestras se mantuvieron en viales herméticamente sellados idénticos a los utilizados para el almacenamiento y el suministro de FDG a los consumidores. Se midió la RCP en el momento de la producción y después de 14 horas. Se midieron también las concentraciones de etanol en cada una de las muestras utilizando el método de CG descrito anteriormente. La Tabla 1 presenta los resultados.

TABLA 1

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1

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Como muestra la Tabla 1, 0,05% no es una concentración lo suficientemente alta para mantener una RCP que cumpla los requisitos de la USP pero, dentro del error experimental, concentraciones de 0,24% o más experimentaron una degradación insignificante en la RCP. Desde luego, 1,07% excede los límites de la farmacopea y 0,48% puede ser demasiado ajustado.

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Experimento 2

Etanol añadido a la solución de NaOH

En este experimento, para simplificar el procedimiento de preparación y proporcionar un beneficio añadido de la estabilización del producto intermedio, se añadió etanol a la solución de NaOH de reactivo hidrolizante que se utilizó en la etapa de hidrólisis. Se añadió en una cantidad calculada para que resultase, tras la dilución con agua, aproximadamente una concentración de 0,05% en el producto final. En este experimento, el producto final tenía una actividad volúmica inicial de aproximadamente 11,8 GBq/ml (320 mCi/ml).

Las muestras 1, 2 y 3, cada una de 2 ml, se tomaron del producto final. Para ver si las condiciones de almacenamiento afectaban los resultados, las muestras 1 y 2 se almacenaron en viales mientras que la muestra 3 se almacenó en una jeringuilla idéntica a las que se utilizan para administrar FDG a los usuarios. Cada muestra se analizó al final de un periodo de espera de 15 horas utilizando los métodos de TLC y CG descritos anteriormente. La Tabla 2 muestra los resultados.

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TABLA 2

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2

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Los resultados indican que, aun cuando añadida a la solución de NaOH, una concentración de etanol de 0,04% a 0,05% no es suficiente. Había todavía bastante pérdida de RCP de modo que el producto no alcanza el límite de la USP de 90% de RCP al final del periodo de almacenamiento. El almacenamiento en jeringuilla parecía ser la peor, pero probablemente está dentro del error experimental.

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Experimento 3

Etanol aumentado añadido a la solución de NaOH

Estos experimentos fueron idénticos al Experimento 2, excepto que el etanol añadido a la solución de NaOH se duplicó dando como resultado una concentración en etanol de aproximadamente 0,1% en el producto final. Se probaron dos actividades volúmicas y tiempos de almacenamiento diferentes. Para cada una, las muestras 1 y 2 se almacenaron en viales, mientras que las muestras 3 y 4 se almacenaron en jeringuillas.

La Tabla 3 muestra los resultados para una actividad volúmica inicial de 9,7 GBq/ml (263 mCi/ml) después de 21 horas.

TABLA 3

3

La Tabla 4 muestra los resultados para una actividad volúmica inicial de 11,2 GBq/ml (303 mCi/ml) después de 15 horas.

TABLA 4

4

Aunque existe todavía una pérdida apreciable de RCP, todas las muestras satisfacen el límite de la USP del 90% de RCP al final del periodo de almacenamiento de 15 y 21 horas. El efecto estabilizante de una concentración del 0,1% de etanol es por consiguiente suficiente a las actividades volúmicas de FDG de por lo menos hasta 11,2 GBq/ml (303 mCi/ml). Una concentración en etanol del 0,1% es muy inferior al límite del 0,5% admitido por la Farmacopea Europea y la USP.

Como cabe esperar, debido a la reducida desintegración del ^{18}F y a la reducción de actividad, la pérdida de RCP después de 21 horas no es significativamente peor que después de 15 horas. El método de almacenamiento contribuyó a una pequeña diferencia en la RCP.

En resumen, para las soluciones de FDG con una actividad volúmica de aproximadamente 10 GBq/ml, una concentración de etanol de por lo menos aproximadamente 0,1% (v/v) es una concentración eficaz para estabilizar la solución frente a la radiólisis para dar un 90% de RCP después de 12 horas. Aunque los límites de la farmacopea son mayores que éste, como regla general, utilizar la concentración más baja de aditivos a un producto farmacéutico es siempre deseable. Como se indicó anteriormente, menores cantidades ayudan a asegurar que no se superan los límites.

Por consiguiente, sería útil conocer la cantidad eficaz mínima para otras actividades volúmicas. Basándose en los resultados experimentales descritos anteriormente que demostraron que la concentración de 0,1% de etanol es eficaz para una actividad volúmica de 10 GBq/ml, a un experto en la materia le supondría sólo un esfuerzo moderado preparar diferentes actividades volúmicas prácticas de FDG y determinar las concentraciones de etanol requeridas.

Las densidades tanto de las moléculas de FDG marcadas con ^{18}F como de etanol son bajas. Existiría poca interacción entre las moléculas de cada una de estas especies entre ellas mismas en la solución acuosa. Para 10 GBq/ml, la densidad es de aproximadamente 10^{14} moléculas de FDG7 moléculas/cc así que hay aproximadamente 20.000 nm entre ellas. Para 0,1% de etanol, la densidad es aproximadamente 1,3 x 10^{19} moléculas/cc, un espaciado de aproximadamente 500 nm en una solución acuosa que tiene una densidad de aproximadamente 3 x 10^{22} moléculas/cc con un espaciado intermolecular de aproximadamente 0,3 nm.

Se cree que la emisión de positrones de ^{18}F produce una cascada de especies de radicales libres incluyendo O*, OH* y otras que reaccionan con la FDG, a menos que sean interceptadas por otras moléculas. Cierto o no, es evidente que la mayor interacción de positrones es con las moléculas de agua. Ésta sería función lineal del número de emisores de ^{18}F en solución. Suponiendo que el etanol tiene un efecto protector, la cantidad requerida estaría linealmente relacionada con el número de radicales libres y por lo tanto de la densidad de ^{18}F.

Aunque la confirmación experimental es siempre deseable cuando se trata de productos radiofarmacéuticos, la aproximación lineal a la concentración de etanol menos eficaz estaría razonablemente próxima, por lo menos hasta los límites de la farmacopea reivindicados de 0,25% (v/v) de etanol.

Claims

1. Composición radiofarmacéutica que comprende:

2-fluoro-2-desoxi-D-glucosa marcada con el isótopo ^{18}F en agua con una actividad volúmica en ^{18}F de 10 GBq/ml o inferior; y

etanol con una concentración de dicho metanol en el producto de ^{18}FDG final comprendida en el intervalo de una concentración mínima de 0,1% (v/v) hasta un límite práctico de la farmacopea de 0,25% (v/v).

2. Procedimiento para la estabilización de una composición de 2-fluoro-2-desoxi-D-glucosa marcada con el isótopo ^{18}F en agua preparada con una etapa de fluoración con ^{18}F nucleófilo seguida de una etapa de hidrólisis, caracterizado porque para una actividad volúmica de ^{18}F de 10 GBq/ml o inferior se produce una concentración de estabilización eficaz de etanol con una concentración mínima de 0,1% (v/v) hasta un límite práctico de la farmacopea de 0,25% (v/v) en el producto final durante el proceso.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que se añade etanol a un reactivo hidrolizante utilizado durante la etapa de hidrólisis.