PL206209B1

PL206209B1 - Zastosowanie emitującego cząstki alfa radionuklidu aktynu albo toru lub jego kompleksu skierowanego docelowo do kości, kompozycja radiofarmaceutyczna, skierowany docelowo do kości kompleks radionuklidu i jego zastosowanie w medycynie oraz zestaw do leczenia powierzchni kości albo nowotworów kośćca

Info

Publication number: PL206209B1
Application number: PL366070A
Authority: PL
Inventors: Roy H. Larsen; Gjermund Henriksen
Original assignee: Anticancer Therapeutic Inventions Asanticancer Therapeutic Inventions As
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2010-07-30
Also published as: CA2413736A1; NO313180B1; KR20030029100A; PL366070A1; WO2002005859A2; CZ299087B6; EP1296722B1; AU6773401A; US7335154B2; US20060135842A1; KR100892002B1; CA2413736C; AU2001267734B2; NO20003457L; JP5219325B2; WO2002005859A3; EP1296722A2; NO20003457D0; JP2004503331A; ATE305313T1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie emitującego cząstki alfa radionuklidu aktynu albo toru lub jego kompleksu skierowanego docelowo do kości, kompozycja radiofarmaceutyczna, skierowany docelowo do kości kompleks radionuklidu i jego zastosowanie w medycynie oraz zestaw do leczenia powierzchni kości albo nowotworów kośćca.

Znaczący odsetek chorych na raka dotknięty jest przerzutami kośćcowymi i aż do 15% pacjentów z zaawansowanym rakiem płuc, prostaty i sutka rozwija przerzuty do kości. Dotychczasowe metody leczenia, takie jak terapia hormonalna, chemioterapia i radioterapia zewnętrzna często dają przejściową odpowiedź, lecz ostatecznie większość pacjentów chorych na raka z przerzutami do kości doświadcza nawrotów choroby.

W zastosowaniu radionuklidów do ł agodzenia bólu i/lub leczenia raka w przypadku patologicznych zmian kostnych wykorzystywano dotychczas źródła promieniowania o niskim liniowym przenoszeniu energii (ang. linear energy transfer, LET, tzn. źródła emitujące promieniowanie beta), a także źródła elektronów konwersyjnych. Takie skierowane docelowo do kości preparaty radioaktywne objęto próbami klinicznymi i dwa produkty, mianowicie stront-89 (Metastron™) i samar-153-EDTMP (Lexidronam™), dopuszczono ostatnio do stosowania do łagodzenia bólu w przerzutach szkieletowych, jednakże, ze względu na zasięg penetracji promieniowania w tkance takie źródła o niskim LET mogą być podawane w ilościach wystarczających do łagodzenia bólu, nie zaś w większych ilościach wymaganych do leczenia nowotworów, ponieważ znaczący efekt toksyczny wobec szpiku pojawia się zanim osiągnie się efektywny w terapii przeciwnowotworowej poziom dawki.

Chelaty radioaktywne wyszukujące kości opisano wcześniej dla kilku źródeł promieniowania beta i dla źródła promieniowania alfa - bizmutu-212, a także dla układu generującego in vivo ołów-212/bizmut-212. Jak wspomniano powyżej, skierowane docelowo do kości źródła beta wykazały się skutecznością w łagodzeniu bólu u znaczącego odsetka pacjentów z przerzutami do kości z nowotworów prostaty i sutka, mają one jednak tę wadę, że supresja szpiku kostnego następuje przed osiągnięciem terapeutycznego poziomu dawki. Związki oparte na ²¹²Pb/²¹²Bi wykazują dwa główne problemy zmniejszające ich potencjał kliniczny. Po pierwsze, sam ²¹²Bi ma bardzo krótki okres półtrwania (t1/2

60,6 min), znaczna część podanej dawki rozpada się więc przed zlokalizowaniem w kościach i następuje oczyszczanie z tkanek miękkich, co powoduje niepożądane napromieniowanie tkanek miękkich. Po drugie, gdy stosuje się nuklid macierzysty ²¹²Pb (t1/2 = 10,6 h), który jest źródłem promieniowania beta, w połączeniu z nośnikiem nakierowywującym do kości, jako czynnik generujący in vivo ²¹²Bi, wówczas znacząca część ²¹²Bi przemieszcza się in vivo, powodując między innymi niepożądanie wysokie napromieniowanie nerek.

Istnieje zatem wyraźna potrzeba opracowania nowych terapii łagodzących ból i spowalniających postęp nowotworu.

Niniejszym ujawniono, że emitujące cząstki alfa radionuklidy toru i aktynu mogą być wydajnie kierowane do powierzchni kości, gdy skompleksuje się je w skierowane docelowo do kości kompleksy, np. kompleksy chelatowe, a tym samym mogą dostarczyć skuteczne terapeutycznie, profilaktycznie lub łagodzące ból dawki promieniowania do powierzchni kości bez powodowania nadmiernego napromieniowania narządów miękkich, takich jak nerka, wątroba czy śledziona. Jako źródła promieniowania alfa radionuklidy te mają przewagę nad konwencjonalnie stosowanymi źródłami beta, ponieważ krótszy zasięg penetracji cząstki alfa oznacza, że narażenie szpiku kości na promieniowanie jest mniejsze. Tak więc, dla przykładu, obliczenia dozymetryczne wykazują, że w modelu mysim stosunek dawki na powierzchni kości do szpiku jest w przybliżeniu trzy razy wyższy dla skierowanych docelowo do kości źródeł promieniowania alfa niż dla skierowanych do kości źródeł promieniowania beta.

Tak więc, w jednym aspekcie wynalazek dotyczy zastosowania emitującego cząstki alfa radionuklidu aktynu albo toru lub jego kompleksu skierowanego docelowo do kości do wytwarzania leku do leczenia promieniowaniem zmienionej chorobowo kości u człowieka lub nie będącego człowiekiem ssaka przez podawanie temu osobnikowi skierowanego docelowo do kości kompleksu radionuklidu.

Korzystnie radionuklidem stosowanym według wynalazku jest aktyn-225 albo tor-227. Również korzystnie kompleks jest kompleksem fosfonianowym, bisfosfonianowym albo polifosfonianowym. Ponadto korzystnie leczenie jest sposobem terapeutycznym i/albo sposobem łagodzenia bólu w chorobach dotykających kości.

W leczeniu promieniowaniem pacjenta bę d ą cego czł owiekiem lub innym niż czł owiek ssakiem (np. pies lub mysz), podawany jest temu pacjentowi skierowany docelowo do kości kompleks radionuPL 206 209 B1 klidu w ilości terapeutycznej, profilaktycznej lub łagodzącej ból, przy czym ulepszenie polega na stosowaniu radionuklidu wybranego z grupy składającej się z radionuklidów toru i aktynu emitujących cząstki alfa.

W kolejnym aspekcie wynalazek dostarcza kompozycji radiofarmaceutycznej obejmującej czynnik aktywny wraz z przynajmniej jednym dopuszczalnym fizjologicznie nośnikiem albo zaróbką, przy czym czynnikiem aktywnym jest skierowany docelowo do kości kompleks radionuklidu toru emitującego cząstki alfa.

Korzystnie radionuklidem w kompozycji według wynalazku jest tor-227.

Również korzystnie kompleks w kompozycji według wynalazku jest kompleksem bisfosfonianowym albo polifosfonianowym.

Ponadto, korzystnie kompozycja radiofarmaceutyczna według wynalazku zawiera także skierowany docelowo do kości kompleks emitującego cząstki alfa radionuklidu aktynu.

W jeszcze dalszym aspekcie wynalazek dostarcza skierowany docelowo do koś ci kompleks radionuklidu obejmujący emitujący cząstki alfa radionuklid toru, korzystnie do zastosowania w medycynie.

Korzystnie kompleks według wynalazku jest kompleksem toru-227 oraz bisfosfonianowego albo polifosfonianowego czynnika kompleksującego.

Przez określenie „skierowane docelowo do kości” (lub „wyszukujące kości”) należy rozumieć, że kompleks radionuklidu rozmieszcza się w sposób uprzywilejowany w kości, w porównaniu z narządami tkanki miękkiej, w szczególności nerką, wątrobą i śledzioną, np. w sposób bardziej uprzywilejowany niż sól octanowa radionuklidu.

Stosunek rozmieszczenia (np. mierzony przez wykrywanie promieniowania radioaktywnego w modelu mysim (np. myszy Balb/C) cztery godziny po podaniu doż ylnym) dla kości udowej względem wątroby wynosi przynajmniej 3, korzystnie 8, a w szczególności przynajmniej 15 i/lub dla kości udowej względem nerki wynosi przynajmniej 4, korzystniej 5, a w szczególności przynajmniej 5,5, i/lub dla kości udowej względem śledziony wynosi przynajmniej 5, korzystniej 15, a w szczególności przynajmniej 25.

Kompleksy stosowane według wynalazku są kompleksami z dowolnym odpowiednim czynnikiem kompleksującym, np. chelatującym, który ma za zadanie skierowanie kompleksu do kości. Czynniki kompleksujące oparte na kwasie fosfonowym, zwłaszcza czynniki kompleksujące oparte na bisfosfonianach i polifosfonianach, są szczególnie korzystne, np. fosfonianowe analogi czynników kompleksujących opartych na kwasach polikarboksylowych stosowanych jako nośniki dla jąder paramagnetycznych, takich jak Gd i Dy) w czynnikach kontrastujących w obrazowaniu przez rezonans magnetyczny. Takie czynniki kompleksujące oparte na kwasach polikarboksylowych są szeroko omawiane w literaturze patentowej, Nycomed, Schering, Mallinckrod, Bracco i Guerbet.

Odpowiednie przykłady takich analogów kwasu fosfonowego obejmują kwas dietylenotriamino-N,N',N-pentametylenofosfonowy (DTMP) i kwas 1,4,7,10-tetraazacyklodekano-1,4,7,10-tetrametylenofosfonowy (DOTMP), tzn. analogi DTPA i DOTA, odpowiednio.

Korzystnie radionuklidami są tor-227 i aktyn-225, mogą jednak być stosowane inne radionuklidy toru i aktynu emitujące cząstki alfa, np. tor-225, tor-226, tor-228, aktyn-223 i aktyn-224. Radionuklidy toru i aktynu mogą być użyte osobno lub w połączeniu ze sobą lub z innymi radionuklidami, np. źródłami alfa lub beta.

Niniejszym, opisano zatem nowe zastosowania radioizotopów aktynu i toru, np. aktynu-225 i toru-227, w kombinacji z wyszukującymi kości cząsteczkami czynnika chelatującego, do leczenia powierzchni kości oraz niezłośliwych i złośliwych związanych z kośćmi schorzeniami. Radioizotopy tych pierwiastków wykazują okresy półtrwania wynoszące kilka dni, co zmniejsza ryzyko przemieszczenia w porównaniu z izotopami o krótszych okresach pół trwania.

Stwierdziliśmy, że źródła promieniowania alfa o różnych właściwościach chemicznych, lecz o podobnym okresie półtrwania mogą być wbudowane w kości. Mimo, że odkładanie się w kościach stwierdzono dla innych ciężkich pierwiastków, akumulacja w niektórych tkankach miękkich uniemożliwia ich biomedyczne zastosowanie w postaci kationowej. Stwierdziliśmy jednak, że tor i aktyn mogą być przeniesione do powierzchni kości i do nich włączone w postaci skierowanych docelowo do kości chelatów. Takie chelaty są ogólnie dosyć szybko usuwane z tkanek miękkich. Ponadto, stabilność wyznakowanych radioaktywnie związków była istotna z biomedycznego punktu widzenia, na co wskazuje doskonała wartość stosunku aktywności w kości do aktywności w tkankach miękkich 4 godziny po wstrzyknięciu i to, że można osiągnąć obiecujące wartości stosunku rozmieszczenia w kości w porównaniu z prawidłowymi tkankami. Kaskadowa seria źródeł promieniowania alfa wywodząca się od, na

PL 206 209 B1 przykład aktynu-225 i toru-227 może być zatem wbudowana w powierzchnię kości i stosowana do leczenia powierzchni kości i nowotworów kośćca, a także innych chorób związanych z kośćmi. Niniejszym opisano po raz pierwszy przygotowanie i zastosowanie skierowanych docelowo do kości radioaktywnych chelatów niosących pierwiastki aktynu i toru.

Prowadząc prace nad wynalazkiem, twórcy dokonali znaczącego i niespodziewanego ujawnienia, że możliwe jest przygotowanie chelatów radioaktywnych, których podstawą jest aktyn lub tor, o stabilnoś ci in vivo wystarczającej do nakierowania do powierzchni kości. Był o to nieoczekiwane, gdyż próby połączenia podobnych rodzajów czynników chelatujących z przeciwciałami monoklonalnymi nie pozwoliły na uzyskanie wyznakowanych radioaktywnie produktów o odpowiedniej stabilności. Istnieją pewne przedkliniczne dane dotyczące zastosowania chelatów aktynu-225 skoniugowanych z przeciwciałami monoklonalnymi w terapii raka, jednakże dane te wskazywały na niedostateczną stabilność in vivo badanych związków (patrz Davis i wsp., Nucl. Med. Biol. 26: 581-589 (1999); Deal I wsp., J. Med. Chem. 42: 2988-2992 (1999); Feinendegen i wsp., Radiat. Res. 148: 195 (1997);

I McClure i wsp., „Alpha emitters for medical therapy: Second bi-annual workshop”, Toronto, Canada, 4-5 czerwiec 1998, DOE/NE-0116, Departament Energii USA, 19901 Germantown Road, Germantown, MD 20874, USA). Ponadto, żaden z badanych chelatów nie miał właściwości pozwalających na wyszukiwanie kości (patrz Davis i wsp., (supra); Deal i wsp., (supra); i Kaspersen i wsp., Nucl. Med. Commun. 16: 468-476 (1995)). Zastosowanie toru w nakierowywaniu molekularnym przeciwko nowotworom lub w nakierowywaniu do powierzchni kości nie zostało, o ile wiadomo to twórcom, dotąd zaproponowane.

Izotopy stosowane według wynalazku mają typowo okres półtrwania wynoszący kilka dni (np. ²²⁷Th (t1/2 = 18,7 dnia) i ²²⁵Ac (t1/2 = 10,0 dni)), co może zapewnić lepsze (poprzez biosyntezę) włączenie preparatu radiofarmaceutycznego do substancji międzykomórkowej kości, zanim dojdzie do rozpadu, zmniejszając tym samym przemieszczanie się radionuklidów pochodnych. Ponadto, rozpad szeregu radioaktywnego noże uwolnić do 4 cząstek alfa w przypadku aktynu (np. aktynu-225) i 5 cząstek alfa w przypadku toru (np. toru-227), co oznacza, że emisja kaskady wysoce cytotoksycznych cząstek alfa wystąpi w obszarze docelowym.

Związki stosowane zgodnie z wynalazkiem mogą być przygotowanie przez mieszanie skierowanego docelowo do kości czynnika chelatującego i/lub kompleksującego z radionuklidami toru i/lub aktynu, z uwzględnieniem lub pominięciem następującego po tym etapie oczyszczenia preparatu radiofarmaceutycznego. Jeśli jest to pożądane, wyznakowany radioaktywnie chelat może być wpierw przygotowany, a następnie skoniugowany z cząsteczką wykazującą powinowactwo do tkanek zwapniałych. Oczyszczenie końcowego produktu można uzyskać przy użyciu procedur chromatografii mowymiennej.

Tak więc, sposób wytwarzania może być sposobem wytwarzania skierowanych docelowo do kości chelatów i/lub kompleksów zawierających radioizotop aktynu i/lub toru lub ich kombinację dla celów biomedycznych, w którym łączy się radioizotop(-y) z cząsteczką chelatującą i/lub kompleksującą wykazującą powinowactwo wobec kości, z uwzględnieniem lub pominięciem następującego po tym etapie oczyszczenia produktu(-ów).

Jak wspomniano powyżej, poszukujące kości nośniki użyte z radioizotopami toru i/lub aktynu mogą należeć do ogólnej kategorii cząsteczek chelatujących i/lub kompleksujących skierowanych docelowo do kości, łącznie z, ale nie ograniczającej się do bardziej specyficznej klasy bisfosfonianów i polifosfonianów.

Niniejszym ujawniono zatem zastosowanie radioizotopu(-ów) aktynu i/lub toru w kombinacji z czynnikiem(-ami) chelatującym(-i) i/lub czynnikami kompleksującymi skierowanymi docelowo do kości do wytwarzania aktywnego farmaceutycznie preparatu do leczenia chorych kości, w tym nowotworów złośliwych i powierzchni kości, następujące przykłady wykazują wysoki i wybiórczy wychwyt aktynu i toru w kombinacji z nakierowywującymi do kości czynnikami chelatującymi. Związki te mogą być stosowane do napromienowania powierzchni kości cząstkami alfa, aby inaktywować mikroskopowe złogi komórek rakowych na powierzchni kości, a także do leczenia większych kostnych zmian nowotworowych. W porównaniu z powszechnie używanymi źródłami beta i źródłami elektronów konwersyjnych, użycie tych związków emitujących promieniowanie alfa może znacząco obniżyć dawkę przyjętą przez czerwony szpik kostny, tzn. zmniejszyć toksyczność wobec szpiku.

Kompozycja, kompleks oraz lek otrzymywany zgodnie z zastosowaniem według wynalazku mogą być stosowane w terapii złożonej wraz z innym czynnikiem aktywnym terapeutycznie lub z kilkoma czynnikami, takimi jak, między innymi, chemioterapia, w tym bisfosfonianami, chirurgia, napromienioPL 206 209 B1 wanie wiązką zewnętrzną, skierowane do kości preparaty radiofarmaceutyczne o niskim promieniowaniu LET, i/lub leczenie hormonami. Ponadto, gdy kompozycja, kompleks oraz lek otrzymywany zgodnie z zastosowaniem według niniejszego wynalazku są użyte do leczenia i/lub łagodzenia w związku ze schorzeniami złośliwymi i niezłoś liwymi kości i/lub tkanek miękkich, schorzenia te mogą należeć do grupy obejmującej, między innymi, raka prostaty, raka sutka, raka nerki, raka nerki i układu moczowego, pierwotnego raka kości, raka sutka i szpiczaka mnogiego.

Kompozycja, kompleks oraz lek otrzymywany zgodnie z zastosowaniem według wynalazku mogą być ponadto stosowane w sposobie profilaktycznego lub terapeutycznego leczenia niezłośliwego i/lub złośliwego schorzenia dotykającego kości i tkanki miękkie u ssaka (takiego jak pies lub człowiek), który obejmuje podanie potrzebującemu tego ssakowi łagodząco lub terapeutycznie odpowiedniej ilości kompozycji, kompleksu lub leku.

Preparat radiofarmaceutyczny może być, na przykład, fizjologicznie dopuszczalnym preparatem do podania dożylnego, doustnego, podskórnego lub dootrzewnowego, obejmującym skierowany docelowo do kości chelat zawierający radioizotop aktynu lub toru lub ich kombinację oraz ewentualnie zawierający czynnik(-i) zapobiegające wytrącaniu się lub tworzeniu koloidów, wraz z farmakologicznie dopuszczalnymi nośnikami i adiuwantami.

Skierowane docelowo do kości chelaty niosące tor i/lub aktyn, ewentualnie będące w postaci soli z dopuszczalnym fizjologicznie przeciwjonem (np. sodowym, wapniowym, megluminowym itp.), mogą być podawane ssakowi (takiemu, jak potrzebujący tego pies lub człowiek) na dowolnej dogodnej drodze podawania, takiej jak doustna, podskórna, dożyIna, dotętnicza lub przezskórna. Korzystnie podawanie jest prowadzone pozajelitowo przez wstrzyknięcie lub wlew.

Odpowiednie postacie do podawania doustnego obejmują tabletki, kapsułki, proszki lub ciecze (takie, jak zawiesiny, roztwory, syropy lub emulsje). Przy formowaniu tabletek mogą być użyte konwencjonalne zaróbki, środki smarujące i/lub czynniki wiążące, przy podawaniu roztworu w postaci wstrzyknięcia lub wlewu, nośnikiem jest korzystnie izotoniczny roztwór soli, ewentualnie zawierający czynnik(-i) stabilizujący chelat(-y) w celu zapobiegania wytrącaniu się soli czynnika chelatującego lub nierozpuszczalnych kompleksów, i/lub aby zapobiec powstawaniu koloidów.

Czynnik aktywny według wynalazku może być stosowany w profilaktycznym, łagodzącym i terapeutycznym leczeniu niezłośliwych i/lub złośliwych schorzeń dotykających kości i tkanki miękkie. Schorzenia złośliwe mogą należeć do grupy obejmującej, na przykład, raka prostaty, raka sutka, raka nerki i układu moczowego, pierwotnego raka kości, raka płuc i szpiczaka mnogiego, zaś schorzenia niezłośliwe mogą należeć do grupy obejmującej choroby autoimmunizacyjne dotykające stawy i kościec, np. reumatoidalne zapalenie stawów, twardzinę skóry i stany zapalne stawów kręgosłupa.

Dopuszczalny fizjologicznie preparat do podawania in vivo obejmuje zwykle rozpuszczony kompleks (np. sól kompleksu czynnika chelatującego z radionuklidem), w obecności lub nieobecności czynników zapobiegających wytrącaniu i/lub tworzeniu koloidów, wraz z farmakologicznie dopuszczalnymi nośnikami i adiuwantami. Stężenie czynników aktywnych w preparacie będzie z reguły niższe niż indywidualna dawka LD50, na przykład poniżej 20% LD50, będzie więc zmieniało się dla różnych składników. Aktywność radionuklidów będzie zależeć od kilku czynników, np. okresu półtrwania, uwalnianej energii, drogi podawania i podłoża choroby, dawkowanie będzie zaś wahać się między około 10 kBq-2 MBq na kg masy ciała podanych w postaci jednej lub wielu dawek, ssakom takim, jak na przykład ludzie.

Niniejszy wynalazek dotyczy ponadto zestawu do przygotowywania dopuszczalnych fizjologicznie roztworów zawierających emitujący cząstki alfa radioizotop aktynu i/albo toru wraz z kierującym do kości czynnikiem chelatującym oraz farmaceutycznie dopuszczalne nośniki, do leczenia powierzchni kości, pierwotnych i/albo przerzutowych nowotworów kośćca. Korzystnie zestaw według wynalazku dodatkowo obejmuje urządzenie do podawania.

Wynalazek będzie teraz opisany przez odniesienie do następujących przykładów.

Poniżej przedstawiono główną gałąź szeregu promieniotwórczego aktynu-225 i jego pochodnych (okres półtrwania i typ rozpadu w nawiasach):

²²⁵Ac (10,0 d., α) ²²¹Fr (4,8 min., α) ²¹⁷At (0,032 s., α) ²¹³Bi (47 min., β) ²¹³Po (4,2 ,s., α) ²⁰⁹Pb (3,3 h, β) ²⁰⁹Bi (trwały).

Poniżej przedstawiono główną gałąź szeregu rozpadu toru-227 i jego pochodnych (okres półtrwania i typ rozpadu w nawiasach):

²²⁷Th (18,7 d., α) ²²³Ra (11,4 d., α) ²¹⁹Rn (3,9 s., α) ²¹⁵Po (1,8 ms., α) ²¹¹Pb (36,1 min., β) ²¹¹Bi (2,15 min., α) ²⁰⁷T1 (4,8 min., β) ²⁰⁷Pb (trwały).

PL 206 209 B1

Opisane poniżej doświadczenia z aktynem przeprowadzono przy użyciu aktynu-228. Można 225 228 przyjąć identyczne właściwości chemiczne ²²⁵Ac i ²²⁸Ac, ponieważ efekty izotopowe będą prawdopodobnie minimalne ze względu na niską względną różnicę mas (około 1,3%) pomiędzy tymi dwoma izotopami. Wszystkie doświadczenia z torem przeprowadzono przy użyciu toru-227.

T a b e l a 1

227 225

Promieniowanie γ i prawdopodobieństwo jego powstania w rozpadzie Th i Ac Dla każdego radionuklidu wymieniono tylko najczęstsze rozpady γ

Tor-227	18,7 d	235,9 keV (12,3% prawdopodobieństwo)
Aktyn-228	6,13 h	911,2 keV (26,6% prawdopodobieństwo)

Materiały

232 227 ²³²Th(NO3)4 i tlenek ²²⁷Ac stosowane w niniejszych badaniach przechowywano przez ponad 20 lat. Użyto dwóch różnych źródeł ²³²Th(NO3)4, tzn. (1) Th(NO3)4 · 6H2O Fluka AG Buchs SG, Szwajcaria) i (2) Th(NO3)4 · 4H2O (J. L Baker Chemical Co, Phillsburg, NJ, USA). ²²⁷Ac uzyskano z 28-letniego

231 źródła ²³¹Pa. Próbki dostarczyła Grupa Chemii Jądrowej Wydziału Chemii Uniwersytetu Oslo, Oslo w Norwegii.

Żywice jonowymienne były dostarczone przez firmę Bio-Rad (Hercules, CA, USA).

Żywice jonowymienne przygotowano wstępnie przez płukanie wodą następnie 7M HCl, później acetonem, a na końcu wodą. Przed upakowaniem kolumn żywice przechowywano w wodzie.

Żywica Amberlite XAD7-HP była zakupiona od firmy Rohm & Haas (Frankfurt, Niemcy). Przed użyciem żywicę traktowano 2M HNO3.

Metody

227 227 ²²⁷Th wyizolowano z mieszaniny po rozpadzie ²²⁷Ac przez chromatografię anionowymienną w roztworze azotanowym, jak opisał to M^ler w Radiochemica Act 9: 181-186 (1968), praca włączona tu na drodze odniesienia. W celu przygotowania do etapu chelatowania eluat zawierający ²²⁷Th odpa227 rowano do suchości. Następnie rozpuszczono ²²⁷Th w 0,1M HNO3.

P r z y k ł a d 1. Przygotowanie ²²⁸Ac ²²⁸Ac otrzymano przez kombinację ekstrakcji rozpuszczalnikiem i chromatografii jonowymiennej.

Procedura ekstrakcji rozpuszczalnikiem dla rozdziału Th/Ra:

228 228 232 ²²⁸Ra przeznaczony na materiał generujący ²²⁸Ac wyizolowano przez ekstrakcję z ²³²Th. 15-20 g

232 hydratu ²³²Th(NO3)4 rozpuszczono w 20 ml 0,1M HNO3, dodano do rozdzielacza o pojemności 250 ml i potraktowano 3 x 70 ml 2M roztworu kwasu di-(2-etyloheksylo)ortofosforowego (HDEHP) w heptanie.

Połączone fazy wodne z czterech kolejnych ekstrakcji, z których każda została uzyskana w procedu232 rze ekstrakcji 15-20 g hydratu ²³²Th(NO3)4, przepłukano trzykrotnie 30 ml heptanu. Następnie roztwór wodny odparowano do objętości 10 ml, po czym przeprowadzono dwie ekstrakcje roztworu 20 ml heptanu. W przygotowaniu do procedury chromatografii jonowymiennej roztwór przepuszczono przez kolumnę z żywicą Amberlite XAD-7HP, aby usunąć resztki związków organicznych.

P r z y k ł a d 2. Procedura chromatografii jonowymiennej w celu rozdzielenia Ra/Ac

Przykład rozdziału Ac/Ra wykorzystującego silne żywice kationowymienne pisany jest przez Cabell i wsp. w Can. J. Chem. 37: 1094-1101 (1959) i tym samym włączony przez odniesienie. Roztwór zawierający ²²⁸Ra i ²²⁸Ac, uzyskany jak opisano powyżej, naniesiono na 3 x 50 mm kolumnę

AG50W-X12. Kolumnę przepłukano 10 ml 1M NO₃. ²¹²Pb, ²¹²Bi, ²²⁴Ra i ²²⁸Ra wyeluowano następnie 224

3M HNO3 i pozostawiono roztwór przez 1 miesiąc w celu umożliwienia rozpadu koeluowanego ²²⁴Ra.

W celu przygotowania źródeł ²²⁸Ac, roztwór zawierający ²²⁸Ra w 3M HNO3 odparowano do sucha. Radionuklid wypłukano z naczynia przy użyciu 1 ml 1M HNO3. Roztwór ten naniesiono następnie na 3 x 40 mm kolumnę AG50W-X12. Ponownie wyeluowano ²²⁸Ra w 3M HNO3. ²²⁸Ac wyeluowano w 6M HNO3, roztwór następnie odparowano do sucha i rozpuszczono w 0,1M HNO3 podczas przygotowywania do etapu datowania chemicznego.

P r z y k ł a d 3. Przygotowanie związków koordynacyjnych

20-30 μl 50 mM roztworu wodnego DTMP lub DOTMP, o pH doprowadzonym do 5-5,5 przy użyciu CH₃COONH₄, dodano do radionuklidów w 50-100 μl 0,05-0,1M HNO₃. pH doprowadzono do 5-5,5 przy użyciu CH3COONH4 i ogrzano mieszaninę reakcyjna do 60°C przez 10 h (dla toru) lub 1 h (dla aktynu). Następnie każdy kompleks radionuklidu eluowano na 2 x 20 mm kolumnie żywicy katioPL 206 209 B1 nowymiennej Chelex-100. Z kolumny eluowano ponad 80% ²²7Th, podczas gdy odpowiednia wartość dla ²²⁸Ac wynosiła 50-60% (z poprawką na rozpad).

Roztwory do wstrzyknięć przygotowywano rozcieńczając kompleksy w 0,1M buforze N-morfolinoetanosulfonianu sodu (NaMES), a następnie filtrując przez jałowe filtry strzykawkowe 0,22 μm (membrana nylonowa, średnica 5 mm, Whatman, Maidstone, UK).

Przygotowanie roztworu ²²⁷Th w roztworze CH3COONH4/MES

227 ²²⁷Th do wstrzyknięć w postaci słabo skompleksowanego kationu przygotowano zobojętniając roztwór w 0,1 M HNO3 przy użyciu CH3COONH4, następnie roztwór rozcieńczano do pożądanej aktywności właściwej buforem 0,1M MES, po czym wyjałowiono przez filtrowanie.

P r z y k ł a d 4. Doświadczenia nad rozmieszczeniem w organizmie

Rozmieszczenie w organizmie toru i aktynu związanych z polifosfonianem badano na myszach.

Do doświadczeń nad rozmieszczeniem w organizmie użyto myszy Balb/C o masie ciała w granicach 11-16 g. Związki podawano przez dożylne wstrzyknięcie 100-200 μl preparatu każdemu zwierzęciu w układzie dla par. Zbadano związki: ²²⁸Ac-DOTMP, ²²⁷Th-DOTMP, ²²7Th-DTMP i octan ²²⁷Th/MES. Wstrzykiwano około 5 kBq ²²⁸Th i 5 kBq ²²⁸Ac. Zwierzęta uśmiercano przez zwichnięcie kręgosłupa szyjnego. Rozmieszczenie w tkankach wyznaczano na trzech myszach dla każdej pary związków. Rozmieszczenie w tkankach dla ²²⁸Ac-DOTMP, ²²7Th-DOTMP, ²²⁷Th-DTMP i octanu ²²⁷Th oznaczano po 4 godzinach. Ogólnie, radioaktywność w próbkach tkanek mierzono na ogół przy użyciu detektora wnękowego Nal (Tl) oraz przez zliczanie scyntylacji w cieczy (Beckmann LS6500, Beck227 mann, Fullerton, CA, USA). ²²⁷Th oznaczano przy użyciu detektora HPGe (Canberra, CT, USA), a także przez zliczanie scyntylacji w cieczy po rozpuszczeniu próbek tkanek i rozpadzie ²²⁸Ac. ²²⁸Ac oznaczano detektorem HPGe oraz detektorem Nal (Tl).

Próbki radioaktywnych preparatów nuklidów były stosowane jako odniesienie w celu uwzględnienia rozpadu fizycznego oraz przenikania promieniowania w procedurach detekcji.

T a b e l a 2

Rozmieszczenie związków skierowanych docelowo do kości w tkankach 4 godziny po wstrzyknięciu (% wstrzykniętej dawki/g ± odchylenie standardowe)

	Th-227 DTMP	Ac-228 DOTMP	Th-227 DOTMP
Krew	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Nerka	1,38 ± 0,54	2,7 ± 2,4	3,43 ± 1,70
Wątroba	0,40 ± 0,43	1,26 ± 0,9	0,39 ± 0,19
Kość udowa	19,58 ± 3,58	20,67 ± 2,23	20,55 ± 2,21
Czaszka	12,3 ± 3,14	10,7 ± 2,7	10,8 ± 2,94
Żebro	8,83 ± 5,06	10,5 ± 3,5	11,06 ± 3,81
Płuco	0,12 ± 0,04	0,20 ± 0,10	0,18 ± 0,09
Mięsień	0,63 ± 0,33	0,30 ± 0,11	0,29 ± 0,17
Serce	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Mózg	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Jelito cienkie	0,56 ± 0,63	0,14 ± 0,07	0,14 ± 0,08
Jelito grube	0,15 ± 0,03	0,20 ± 0,11	0,19 ± 0,10
Śledziona	0,13 ± 0,04	0,51 ± 0,10	0,51 ± 0,14
Żołądek	0,70 ± 0,80	0,20 ± 0,10	0,15 ± 0,05
Mocz	bd	bd	21,1 (n = 1)

bd - brak danych

Dane w tabeli 2 wykazują, że polifosfoniany niosące aktyn i tor wykazują doskonały stosunek rozmieszczenia w kościach wobec tkanek miękkich, co wskazuje na odpowiednią do kierowania in vivo stabilność kompleksów chelatorów z radionuklidami. Próbki kości z kości udowej, czaszki i żeber wszystkie wykazują znacznie większy wychwyt niż badane narządy miękkie.

PL 206 209 B1

Dane dla rozpuszczonej soli octanowej toru-227 przedstawiono w tabeli 3. Jak widać, wychwyt kationowego toru przez kości jest wysoki i ma wartość podobną do obserwowanej dla skierowanych docelowo do kości polifosfonianowych czynników kompleksujących, jednakże wysokie powinowactwo do niektórych tkanek miękkich, np. wątroby i trzustki, czyni ten materiał nieodpowiednim do kierowania do kości in vivo.

T a b e l a 3

Rozmieszczenie w tkankach octanu ²²⁷Th (%wstrzykniętej dawki/g ± odchylenie standardowe) 4 godziny po wstrzyknięciu (n = 2)

Krew	1,2 ± 0,4
Nerka	7,7 ± 0,7
Wątroba	56,5 ± 9,4
Kość udowa	23,4 ± 6,9
Czaszka	18,9 ± 7,6
Żebro	14,6 ± 4,4
Płuco	2,6 ± 0,4
Mięsień	1,1 (n = 1)
Serce	2,6 ± 0,2
Mózg	< 0,1
Jelito cienkie	2,3 ± 0,1
Jelito grube	1,7 ± 0,1
Śledziona	14,2 ± 2,8
Żołądek	4,6 ± 1,0

Dane dotyczące rozmieszczenia w organizmie kationowego aktynu u myszy (publikowano niedawno (patrz Davis i wsp., (supra); oraz Deal i wsp., (supra)) ujawniając, że pierwiastek ten, jako indywiduum kationowe (tzn. rozpuszczona sól octanu aktynu) również nie wykazuje odpowiednio wybiórczego wychwytu w kościach wobec wychwytu w tkankach miękkich, by mógł sam być odpowiedni jako terapeutyczny czynnik kierowany docelowo do kości.

W porównaniu z kationowym radem-223 6 godzin po jego wstrzyknięciu (patrz tabela 4), tor-227-DTMP, tor-227-DOTMP i aktyn-228-DOTMP 4 godziny po wstrzyknięciu wykazują lepszy stosunek wychwytu kości udowej do wychwytu we krwi i wychwytu w kości udowej do wychwytu w tkankach niektórych narządów, mimo że było więcej czasu na usunięcie radu z tkanek miękkich.

T a b e l a 4

Stosunek wychwytu przez kość udową do wychwytu w tkankach miękkich dla radu-223 w postaci kationowej porównany z danymi dla skierowanych docelowo do kości chelatów aktynu-228 i toru-227 u myszy Balb C

	²²³Ra	²²⁸Ac-DOTMP	²²⁷Th-DOTMP	²²⁷Th-DOTMP
Kość udowa/krew	129	> 196	> 196	> 196
Kość udowa/wątroba	29,1	16,4	52,7	49,1
Kość udowa/śledziona	6,4	41,3	40,3	151
Kość udowa/nerki	6,4	7,7	6,0	14,2

PL 206 209 B1

Tak więc, mimo że aktyn i tor jako kationy nie wykazują wystarczającej wybiórczości wobec kości, możliwe jest przygotowanie skierowanych docelowo do kości preparatów radiofarmaceutycznych o odpowiednim stosunku wychwytu przez kości do wychwytu przez tkanki mię kkie, przeznaczonych do terapeutycznego kierowania do powierzchni kostnych poprzez połączenie radioizotopów aktynu i/lub toru z np. polifosfonianami o odpowiedniej sile kompleksującej. Związki te mogą nawet być szybciej usuwane z tkanek miękkich niż skierowany docelowo do kości pierwiastek ziem alkalicznych - rad-223.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zastosowanie emitują cego czą stki alfa radionuklidu aktynu albo toru lub jego kompleksu skierowanego docelowo do kości do wytwarzania leku do leczenia promieniowaniem zmienionej chorobowo kości u człowieka lub nie będącego człowiekiem ssaka przez podawanie temu osobnikowi skierowanego docelowo do kości kompleksu radionuklidu.
2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e radionuklidem jest aktyn-225 albo tor-227.
3. Zastosowanie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że kompleks jest kompleksem fosfonianowym, bisfosfonianowym albo polifosfonianowym.
4. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. 1-3, znamienne tym, że leczenie jest sposobem terapeutycznym i/albo sposobem łagodzenia bólu w chorobach dotykających kości.
5. Kompozycja radiofarmaceutyczna obejmująca czynnik aktywny wraz z przynajmniej jednym dopuszczalnym fizjologicznie nośnikiem albo zaróbką, znamienna tym, że czynnikiem aktywnym jest skierowany docelowo do kości kompleks radionuklidu toru emitującego cząstki alfa.
6. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że radionuklidem jest tor-227.
7. Kompozycja według zastrz. 5 albo 6, znamienna tym, że kompleks jest kompleksem bisfosfonianowym albo polifosfonianowym.
8. Kompozycja wedł ug dowolnego z zastrz. 5-7, znamienna tym, ż e takż e zawiera skierowany docelowo do kości kompleks radionuklidu aktynu emitującego cząstki alfa.
9. Skierowany docelowo do kości kompleks radionuklidu, znamienny tym, że obejmuje emitujący cząstki alfa radionuklid toru.
10. Kompleks według zastrz. 9, do zastosowania w medycynie.
11. Kompleks według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że jest kompleksem toru-227 oraz bisfosfonianowego albo polifosfonianowego czynnika kompleksującego.
12. Zestaw do leczenia powierzchni kości albo pierwotnych i/albo przerzutowych nowotworów kośćca obejmujący dopuszczalny farmaceutycznie nośnik, znamienny tym, że obejmuje ponadto emitujący cząstki alfa radioizotop aktynu albo toru oraz kierujący do kości czynnik chelatujący, do przygotowywania fizjologicznie odpowiednich roztworów chelatu radioizotopu aktynu albo toru.
13. Zestaw według zastrz. 12, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje urządzenie do podawania.