PL240772B1 - Sposób wytwarzania nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze do zastosowania w diagnostyce i terapii - Google Patents
Sposób wytwarzania nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze do zastosowania w diagnostyce i terapii Download PDFInfo
- Publication number
- PL240772B1 PL240772B1 PL429333A PL42933319A PL240772B1 PL 240772 B1 PL240772 B1 PL 240772B1 PL 429333 A PL429333 A PL 429333A PL 42933319 A PL42933319 A PL 42933319A PL 240772 B1 PL240772 B1 PL 240772B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- nanoparticles
- acid
- groups
- chelator
- buffer
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 21
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title claims description 16
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 44
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 26
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims description 23
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N Folic acid Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 claims description 21
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 claims description 16
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 16
- WDLRUFUQRNWCPK-UHFFFAOYSA-N Tetraxetan Chemical compound OC(=O)CN1CCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC1 WDLRUFUQRNWCPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims description 14
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 13
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 12
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 12
- OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N N-Pteroyl-L-glutaminsaeure Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)NC(CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 11
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims description 11
- 229960000304 folic acid Drugs 0.000 claims description 11
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 claims description 11
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 claims description 10
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 9
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 8
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 8
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 8
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims description 8
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 7
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001744 Polyaldehyde Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 claims description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 4
- OHSVLFRHMCKCQY-NJFSPNSNSA-N lutetium-177 Chemical compound [177Lu] OHSVLFRHMCKCQY-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 claims description 4
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JHALWMSZGCVVEM-UHFFFAOYSA-N 2-[4,7-bis(carboxymethyl)-1,4,7-triazonan-1-yl]acetic acid Chemical class OC(=O)CN1CCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC1 JHALWMSZGCVVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 210000001723 extracellular space Anatomy 0.000 claims description 3
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims description 3
- JGJLWPGRMCADHB-UHFFFAOYSA-N hypobromite Inorganic materials Br[O-] JGJLWPGRMCADHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 claims description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 claims description 2
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 claims description 2
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 2
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 2
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- CETRZFQIITUQQL-UHFFFAOYSA-N dmso dimethylsulfoxide Chemical compound CS(C)=O.CS(C)=O CETRZFQIITUQQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 28
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 17
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 15
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- VWQVUPCCIRVNHF-OUBTZVSYSA-N Yttrium-90 Chemical compound [90Y] VWQVUPCCIRVNHF-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 8
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 7
- -1 4-isothiocyanobenzyl Chemical group 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 6
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 6
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 6
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 6
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- OWEZJUPKTBEISC-UHFFFAOYSA-N decane-1,1-diamine Chemical compound CCCCCCCCCC(N)N OWEZJUPKTBEISC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 229940069078 citric acid / sodium citrate Drugs 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AEDROEGYZIARPU-SUNKFXMWSA-K lutetium-177(3+);trichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[177Lu+3] AEDROEGYZIARPU-SUNKFXMWSA-K 0.000 description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 4
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M sodium periodate Chemical compound [Na+].[O-]I(=O)(=O)=O JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008351 acetate buffer Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 238000007866 imination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 210000005170 neoplastic cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000001613 neoplastic effect Effects 0.000 description 3
- 239000012451 post-reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 2
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 2
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 2
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229920005654 Sephadex Polymers 0.000 description 2
- 239000012507 Sephadex™ Substances 0.000 description 2
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 2
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000002725 brachytherapy Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N hyaluronan Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)C1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H](C(O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N 0.000 description 2
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 2
- 238000012792 lyophilization process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 239000012217 radiopharmaceutical Substances 0.000 description 2
- 229940121896 radiopharmaceutical Drugs 0.000 description 2
- 230000002799 radiopharmaceutical effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 description 2
- PPASLZSBLFJQEF-RXSVEWSESA-M sodium-L-ascorbate Chemical compound [Na+].OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1[O-] PPASLZSBLFJQEF-RXSVEWSESA-M 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- WCDDVEOXEIYWFB-VXORFPGASA-N (2s,3s,4r,5r,6r)-3-[(2s,3r,5s,6r)-3-acetamido-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4,5,6-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C(O)=O)O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O WCDDVEOXEIYWFB-VXORFPGASA-N 0.000 description 1
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Substances CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCXUVYAZINUVJD-AHXZWLDOSA-N 2-deoxy-2-((18)F)fluoro-alpha-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H]([18F])[C@@H](O)[C@@H]1O ZCXUVYAZINUVJD-AHXZWLDOSA-N 0.000 description 1
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000005623 Carcinogenesis Diseases 0.000 description 1
- RUPBZQFQVRMKDG-UHFFFAOYSA-M Didecyldimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC RUPBZQFQVRMKDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000699660 Mus musculus Species 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 206010061535 Ovarian neoplasm Diseases 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010060862 Prostate cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000000236 Prostatic Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002385 Sodium hyaluronate Polymers 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-JVVVGQRLSA-N acetic acid Chemical compound [11C](C)(=O)O QTBSBXVTEAMEQO-JVVVGQRLSA-N 0.000 description 1
- FRTNIYVUDIHXPG-UHFFFAOYSA-N acetic acid;ethane-1,2-diamine Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.NCCN FRTNIYVUDIHXPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005262 alpha decay Effects 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005271 beta minus decay Effects 0.000 description 1
- 230000005266 beta plus decay Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 230000036952 cancer formation Effects 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N choline Chemical compound C[N+](C)(C)CCO OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001231 choline Drugs 0.000 description 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 1
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 1
- 239000007979 citrate buffer Substances 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 150000002224 folic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002303 glucose derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229940099552 hyaluronan Drugs 0.000 description 1
- 229940014041 hyaluronate Drugs 0.000 description 1
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine group Chemical group NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-AHCXROLUSA-N indium-111 Chemical compound [111In] APFVFJFRJDLVQX-AHCXROLUSA-N 0.000 description 1
- 229940055742 indium-111 Drugs 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002540 isothiocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 210000002429 large intestine Anatomy 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001394 metastastic effect Effects 0.000 description 1
- 206010061289 metastatic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-JJZBXVGDSA-N methionine c-11 Chemical compound [11CH3]SCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-JJZBXVGDSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 230000009871 nonspecific binding Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011580 nude mouse model Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical group 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000005258 radioactive decay Effects 0.000 description 1
- 238000000163 radioactive labelling Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229940010747 sodium hyaluronate Drugs 0.000 description 1
- YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N sodium;(2s,3s,4s,5r,6r)-6-[(2s,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2-[(2s,3s,4r,5r,6r)-6-[(2r,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2- Chemical compound [Na+].CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N 0.000 description 1
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 210000001685 thyroid gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
- A61K51/12—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
- A61K51/1241—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins
- A61K51/1244—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins microparticles or nanoparticles, e.g. polymeric nanoparticles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
- A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
- A61K51/04—Organic compounds
- A61K51/06—Macromolecular compounds, carriers being organic macromolecular compounds, i.e. organic oligomeric, polymeric, dendrimeric molecules
- A61K51/065—Macromolecular compounds, carriers being organic macromolecular compounds, i.e. organic oligomeric, polymeric, dendrimeric molecules conjugates with carriers being macromolecules
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
PL 240 772 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nanocząstek polimerowych zdolnych do chelatowania izotopów promieniotwórczych z możliwością modyfikacji powierzchni specyficznymi molekułami kierującymi do określonego rodzaju komórek nowotworowych i/lub nowotworowej przestrzeni międzykomórkowej oraz sposób znakowania w/w nanocząstek izotopami promieniotwórczymi do diagnostyki Pozytonową Tomografią Emisyjną (PET), SPECT PET/MR, a także radioizotopami o własnościach terapeutycznych do stosowania w miejscowej brachyterapii.
Diagnostyka choroby nowotworowej w jej wczesnym stadium istotnie wpływa na skuteczność leczenia. Wymaga ona jednak specjalistycznych narzędzi, bowiem nowotwory we wczesnym stadium mogą nie powodować objawów klinicznych, bądź objawy te mogą być mało charakterystyczne. Późne wykrycie nowotworu zmniejsza szanse na skuteczne leczenie.
Raport opublikowany przez Amerykańskie Towarzystwo Nowotworowe (Cancer Facts and Figures 2015 American Cancer Society) potwierdza, że przewidywalna przeżywalność w ciągu 5 lat od diagnozy choroby zmienia się znacząco w zależności od stopnia jej zaawansowania. Opi sano trzy stadia rozwoju choroby: 1. lokalny - komórki nowotworowe są obecne jedynie w miejscu kancerogenezy, 2. regionalny - kiedy komórki dały przerzuty na sąsiadujące organy oraz 3. globalny - komórki nowotworowe obecne są w odległych organach i tkankach. Przykładowo, przeżywalność w okresie 5 lat od diagnozy nowotworu piersi wynosi aż 99%, jeżeli został on zdiagnozowany w stadium lokaln ym, 85% w stadium regionalnym i tylko 25% w ostatnim stadium. Postawienie wczesnej diagnozy wymaga jednak precyzyjnych narzędzi.
Metodami umożliwiającymi nieinwazyjną diagnostykę są m.in. metody wykorzystujące promieniowanie jonizujące izotopów promieniotwórczych. Podane ogólnoustrojowo znaczniki są szansą na wykrycie ognisk nowotworowych również w stadium przerzutów. Najpowszechniej stosowanym jest 18FDG - fluorodeoksyglukoza (90% udziałów na rynku), analog glukozy znakowany promieniotwórczym izotopem fluoru 18F. Izotop fluoru 18F ma krótki czas półtrwania (110 min.), więc niemal w 2 godziny od syntezy marker ten traci połowę swoich właściwości wykrywania komórek nowotworowych. Następstwem tego jest praktyka budowania przyszpitalnych oddziałów syntezy chemicznej, gdzie przy wykorzystaniu cyklotronów FDG jest syntezowane w kilku etapach, bezpośrednio przed podaniem do pacjenta. Szpitale, które nie mają dostępu do cyklotronu, ponoszą ogromne koszty związane z transportem znacznika do szpitala (m.in. wykorzystując helikoptery). FDG nie jest jednak znacznikiem bez wad. Niektóre nowotwory wykazują niskie powinowactwo do FDG, przy czym szczególne problematyczne jest zdiagnozowanie nowotworu prostaty. (L. K. Griffeth: Use of PET/CT scanning in cancer patients: technical and practical considerations).
Zastosowanie cząsteczki chelatora umożliwia wiązanie jonów różnych pierwiastków promieniotwórczych. Radioizotopy przechowywane w generatorach (średnia długość przydatności generatora to około 2 tyg.) mogą być wiązane przez nośnik z cząsteczką chelatora bezpośrednio przed podaniem znacznika do pacjenta. Możliwe dzięki temu jest kilka zastosowań wynalazku poprzez wiązanie izotopów o rozpadzie beta plus - do diagnostyki PET, beta minus - do terapii oraz emiterów gamma do diagnostyki SPECT lub izotopów ulegających rozpadowi alfa - służących terapii.
Obecnie znane znaczniki dedykowane diagnostyce PET to głównie małe związki posiadające w swojej strukturze jeden atom radioaktywny - 18-fluorodeoksyglukoza (FDG), cholina znakowana węglem 11C, 11C-metionina oraz 11 C-octan.
Znane są połączenia takich polisacharydów jak dekstran z chelatorami poprzez cząsteczki lizyny. Utworzone są w ten sposób zmodyfikowane łańcuchy dekstranu - pierwotnie utleniane do grup aldehydowych, następnie przyłączana jest lizyna przez grupę aminową oraz kolejno przez aktywny ester NHS (N-hydroksysukcynoimidu) dołączana jest cząsteczka chelatora. Najbardziej rozpowszechnionym diagnostykiem wykorzystującym radioizotop do diagnostyki PET jest wspomniana 18F-fluorodeoksyglukoza (FDG). Izotop fluoru F-18 charakteryzuje się szeregiem zalet m.in. całkowicie nietoksycznymi produktami rozpadu promieniotwórczego. Ograniczeniem jest natomiast krótki czas półtrwania izotopu (110 min), co stanowi wyzwanie logistyczne oraz specyficzne wymogi czasu produkcji oraz kontroli jakości. Znane są również połączenia dwóch molekuł: czynnika celującego oraz cząsteczki chelatora. Jako czynnik celujący mogą być wykorzystywane przeciwciała lub krótkie peptydy.
PL 240 772 B1
Z patentu PL221351 znany jest sposób wytwarzania nanocząstek polisacharydowych poprzez utlenianie dekstranu za pomocą nadjodanu, a następnie do tak wytworzonych grup aldehydowych przyłączanie mono-amin alifatycznych (lipofilowych).
Z publikacji WO9118020 znana jest struktura składająca się z centralnego rdzenia, polisacharydowego łącznika przyłączonego do rdzenia oraz specyficznej cząsteczki przyłączonej do polisacharydu. Rdzeń korzystnie stanowi albumina. Polisacharydem korzystnie jest dekstran. W korzystnej procedurze łańcuch polisacharydowy jest wstępnie utleniany w celu uzyskania grup aldehydowych, np. nadjodanem, a następnie po iminowaniu powstałego polialdehydodekstranu jest poddawany redukcji. Do tak przygotowanego dekstranu przyłącza się radioizotop, bezpośrednio lub za pośrednictwem chelatora znajdującego się w albuminowych mikrosferach, które są zmodyfikowane be zwodnikiem bursztynowym, po czym przyłączany jest dihydrazyd. Grupy hydrazydowe reagują z kolei z grupami CHO utlenionego dekstranu.
Z publikacji WO0115746 znany jest radiofarmaceutyk zawierający polisacharyd wyposażony w grupy sekwestrujące przyłączone do łańcucha polisacharydu za pomocą wiązań kowalencyjnych, przy czym te grupy są wybrane spośród R-NH-, R-N= i R(R1 )N-N, zaś R jest grupą węglowodorową lub grupą aromatyczną z co najmniej jednym atomem siarki, a R1 jest atomem wodoru lub grupą metylową. Te przyłączone grupy, razem z metalem radioaktywnym, tworzą kompleks typu chelatu. Preparat ma formę mikrocząstek o rozmiarze 0,01-100 μm. Preparat może mieć formę roztworu lub być w postaci liofilizowanej.
Sposób otrzymywania preparatu polega na tym, że polisacharyd utlenia się za pomocą nadjodanu, poddaje się utleniony polisacharyd reakcji ze związkiem posiadającym grupę aminową lub hydrazynową, następnie opcjonalnie redukuje się za pomocą borowodorku sodu, po czym poddaje się tak sfunkcjonalizowany polisacharyd reakcji z solą metalu radioaktywnego.
W toku prowadzonych badań okazało się, że przyłączenie lipofilowej diaminy również pozwala na otrzymywanie nanocząstek. Ponadto, tak otrzymane nanocząstki są bardziej stabilne, ze względu na łączenie różnych grup aldehydowych do jednej diaminy, dzięki obecności dwu grup aktywnych - dwu reszt aminowych. Dodatkowym pozytywnym efektem zastosowania diaminy, jest możliwość dołączenia do wolnej grupy aminowej (jeśli nie została ona przyłączona do grupy aldehydowej) czynnika chelatującego z wykorzystaniem wiązania amidowego. Dzięki dołączonemu czynnikowi chelatującemu nanocząstka zyskuje możliwość wiązania atomów pierwiastków promieniotwórczych i przez to może być wykorzystywana w diagnostyce medycznej.
Celem wynalazku jest dostarczenie trwałych i stabilnych nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze, zapewniających stabilność radiochemiczną oraz dłuższe przebywanie znacznika w tkance nowotworowej oraz wysoki współczynnik zawartości guz/krew.
Celem wynalazku jest też dostarczenie sposobu wytwarzania nanocząstek umożliwiającego przeprowadzenie szybkiej i prostej procedury znakowania. Zastosowanie cząsteczki chelatora w nanocząstce polimerowej umożliwia związanie radioizotopów wymywanych z generatora - bez konieczności bezpośredniego dostępu do cyklotronu lub reaktora jądrowego.
Wynalazek znajduje zastosowanie do celów zarówno diagnostycznych, jak i terapeutycznych. Cząsteczka chelatora jest zdolna do wiązania różnych radioizotopów, o różnym mechanizmie rozp adu oraz innej energii emitowanego promieniowania. Dzięki temu, zmiana rodzaju radioizotopu umożliwia stosowanie nanocząstek polimerowych do diagnostyki oraz terapii. Diagnostyka może wykorzystywać różne dostępne metody: PET, SCEPT, MR oraz ich hybrydy np. PET/MR.
Przedmiot wynalazku stanowi sposób wytwarzania nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze, ewentualnie z powierzchnią zmodyfikowaną specyficznymi molekułami kierującymi do określonego rodzaju komórek nowotworowych. Wynalazek obejmuje także nanocząstki wytworzone zastrzeganym sposobem oraz ich zastosowanie.
Sposób wytwarzania znakowanych radiochemicznie nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze, ewentualnie z powierzchnią zmodyfikowaną specyficznymi molekułami kierującymi do określonego rodzaju komórek nowotworowych i/lub nowotworowej przestrzeni międzykomórkowej, umożliwiający ich przechowywanie, obejmuje etapy, w których:
a) łańcuch polimeru wybranego spośród polisacharydów: dekstranu, kwasu hialuronowego, celulozy oraz jej pochodnych utlenia się do polialdehydu za pomocą nadjodanu,
b) przyłącza się aminy jako czynnik zwijający, gdzie aminy oznaczają diaminy lub wieloaminy o charakterze hydrofobowym lub hydrofilowym, jak również diaminy lub wieloaminy zawierające
PL 240 772 B1 grupy aminowe polietylenoglikole, polipropylenoglikole, polietylenoiminy albo krótkie blok-blok polimery, przy czym reakcji może ulegać jedna lub więcej grup aminowych.
c) powstałe wiązania minowe redukuje się do wiązania aminowego,
d) do wolnej pierwszorzędowej grupy aminowej przyłączonej w b) aminy przyłącza się poprzez wiązanie amidowe cząsteczkę chelatora,
e) oczyszcza się formulację,
f) frakcję nanocząstek poddaje się liofilizacji,
g) prowadzi się znakowanie radiochemiczne nanocząstek izotopami metali promieniotwórczych.
Zgodnie ze sposobem według wynalazku przed oczyszczeniem formulacji korzystnie dodaje się etap modyfikacji powierzchni nanocząstek, w którym grupy aldehydowe zastępuje się grupami karboksylowymi poprzez ich utlenienie za pomocą wody bromowej do grup karboksylowych lub w którym prowadzi się reakcję pozostałych wolnych grup aminowych z kwasem glutaminowym, bezwodnikiem bursztynowym lub kwasem chlooctowym.
Korzystnie, przed oczyszczeniem formulacji dodaje się etap modyfikacji powierzchni nanocząstek, w którym do wolnych grup aminowych przyłącza się cząstki celujące do określonych receptorów w tkankach. Cząstki celujące są wybrane z grupy obejmującej kwas foliowy, oligopeptydy, nukleotydy lub ich analogi.
Etap oczyszczania realizuje się poprzez dializę wobec wody lub buforu, i/lub poprzez oczyszczanie na kolumnie chromatograficznej.
Znakowanie radiochemiczne prowadzi się, realizując etapy, w których
h) rozpuszcza się liofilizat w buforze o pH z zakresu 2-8, korzystnie pH z zakresu 3-5,
i) dodaje się izotop w postaci soli, zachowując stosunek molowy chelator : izotop w zakresie 1-1000,
j) roztwór inkubuje się w temperaturze z zakresu 20-100 °C, korzystnie z zakresu 70-100°C, przy czym najbardziej korzystnie w temperaturze 95 ± 5°C.
Jako chelatory stosuje się pochodne DOTA, DTPA i/lub NOTA.
Znakowanie radiochemiczne prowadzi się izotopami metali wybranymi spośród: Gd, Cu-64, Ga-68, Ga-67, It-90, In-111, Lu-177, Ak-227.
Wynalazek obejmuje także znakowane radiochemicznie nanocząstki polimerowe chelatujące izotopy promieniotwórcze wytworzone sposobem opisanym powyżej, ewentualnie z powierzchnią zmodyfikowaną specyficznymi molekułami kierującymi do określonego rodzaju komórek nowotworowych.
Zakres wynalazku obejmuje również znakowane radiochemicznie nanocząstki polimerowe do zastosowania w diagnostyce Pozytonową Tomografią Emisyjną (PET), PET/MR albo w brachyterapii.
Do otrzymania nanocząstek wykorzystywane są takie polimery jak dekstran, kwas hialuronowy, celuloza oraz jej pochodne. Polimery są wykorzystywane zarówno w formie natywnej, jak i po utlenieniu do grup aldehydowych, a w niektórych przypadkach również do grup karboksylowych.
Jako czynniki zwijające wykorzystywane są diaminy lub wieloaminy o charakterze hydrofobowym lub hydrofilowym, jak również zawierające grupy aminowe polietylenoglikole, polipropylenoglikole, polietylenoiminy albo krótkie blok-blok polimery, przy czym reakcji może ulegać jedna lub więcej grup aminowych. Jako czynniki chelatujące wykorzystywane są różne pochodne DOTA, DTPA oraz NOTA, np. DOTA-NHS (monoester kwasu 1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7,10-tetraoctowego i N-hydroksysukcynoimidu), DOTA-butyloaminę (kwas 1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7-trioctowy-10-(4-aminobutylo)acetamid),
DOTA-maleimid (kwas 1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7-trioctowy-10-maleimidoetyloacetamid), DOTA-PEG-NT2 (kwas 2,2’,2”-(10-(17-amino-2-okso-6,9,12,15-tetraoksy-3-azaheptadecylo)-1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7-trioctowy), DOTA-SCN (kwas 2-(4-izotiocyjanobenzylo)-1,4,7,10-tetraazacyklododekano trioctowy).
Nanocząstki otrzymywane są poprzez chemiczną modyfikację łańcucha polimerowego, a następnie formację dynamicznej struktury miceli na drodze samoorganizacji w środowisku wodnym.
W pierwszym etapie łańcuch polimeru, np. dekstranu, jest utleniany do polialdehydu za pomocą nadjodanu sodu.
PL 240 772 BI
W kolejnym etapie zostają przyłączone łańcuchy, takie jak diaminy lub wieloaminy o charakterze hydrofobowym lub hydrofilowym, jak również zawierające grupy aminowe polietylenoglikole, polipropylenoglikole, polietylenoiminy albo krótkie blok-blok polimery. Dodatkowo, grupy aldehydowe mogą zostać następnie utlenione za pomocą wody bromowej do grup karboksylowych lub prowadzi się reakcję pozostałych wolnych grup aminowych z kwasem glutaminowym, bezwodnikiem bursztynowym lub kwasem chlooctowym.
100 min. 30C pH 10-11
Następnie prowadzi się redukcję:
PL 240 772 BI
Reakcja prowadzona jest w temperaturze 25-65°C oraz w pH 9,1-13 przez 30-120 min. Po zakończeniu reakcji odczyn mieszaniny poreakcyjnej doprowadzany jest do pH 7,4 odpowiadającemu pH fizjologicznemu. Utworzone w wyniku reakcji iminowania wiązanie iminowe jest redukowane z użyciem roztworu borowodorku w etanolu. Borowodorek może być borowodorkiem sodu lub potasu. Reakcja redukcji prowadzona jest przez 60 min w temperaturze 37°C. Po zakończeniu redukcji, pH reakcji ponownie ustalane jest na 7,4.
W przypadku reakcji z grupami karboksylowymi (np. reakcja z natywną postacią kwasu hialuronowego) stosuje się czynniki sprzęgające, np. EDC HCI (chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylojkarbodiimidu). Umożliwiają one w łagodnych warunkach amidowanie grup karboksylowych w obecności pierwszorzędowych amin.
Przyłączenie cząsteczki chelatora może być realizowane zależnie od wybranej pochodnej: np. ester N-hydroksysukcynoimidu (NHS), izotiocyjanian (SCN), które reagują z grupami aminowymi lub pochodne aminowe (NH2), które reagują z grupami aldehydowymi. Przykładową reakcję przyłączania grupy chelatującej ilustruje schemat:
Kluczowym etapem przygotowania produktu gotowego do znakowania jest oczyszczenie formulacji. Opracowano dwie metody oczyszczania otrzymanych nanocząstek: poprzez dializę i/lub na kolumnie chromatograficznej. Dializę prowadzi się wobec wody lub odpowiedniego buforu w czasie 12-72 h, korzystnie 24-48 h, z częstą wymianą płynu. Stosunek objętościowy płynu zewnętrznego do próbki oczyszczanej wynosi 20 :1-200 :1, korzystnie 100 :1. Po przyłączeniu cząsteczki chelatora mieszaninę poreakcyjną oczyszcza się wobec buforu octowego o pH 5,0. Po przyłączeniu cząsteczki FA mieszaninę poreakcyjną oczyszcza się wobec buforu fosforanowego pH 7,4.
Oczyszczanie na kolumnie prowadzi się, stosując kolumnę z wypełnieniem Sephadex, przy czym, po wprowadzeniu nanocząstek na kolumnę i elucji buforem, analizuje się zebrane frakcje na obecność cukrów redukujących oraz chelatora.
Nanocząstki poddawane są następnie procesowi liofilizacji, co umożliwia ich przechowywanie w postaci suchej pianki przez okres min. 3 miesięcy. Nanocząstki po ponownym uwodnieniu reorganizują się w ok. 20 minut poprzez łagodne mieszanie w docelowym buforze.
Końcowym etapem przygotowania radiofarmaceutyku jest znakowanie radiochemiczne oraz badanie stabilności wyznakowanego preparatu w buforze oraz serum. Zależnie od formulacji oraz składu chemicznego nanocząstek, procedury znakowania mogą różnić się nieznacznie rodzajem buforu oraz czasem kompleksowania radioizotopu przez cząsteczkę chelatora.
PL 240 772 B1
Znakowanie Lutetem-177
Znakowanie z użyciem lutetu-177 prowadzi się w następujący sposób:
• nanocząstki rozpuszcza się w roztworze soli sodowej kwasu askorbinowego o pH = 4,5, otrzymując stężenie 1-2 mg/ml, • dodaje się lutet-177 tak, aby zachować stosunek molowy chelatora DOTA : Lu pomiędzy 1-2,5, • następnie roztwór inkubuje się 15 minut w 95 ± 5°C, • aktywność dodanego lutetu powinna zapewnić otrzymanie kompleksu o aktywności właściwej 300-700 MBq/mg.
Znakowanie Itrem-90
Znakowanie z użyciem itru-90 prowadzi się w następujący sposób:
• nanocząstki rozpuszcza się w roztworze soli sodowej kwasu askorbinowego o pH = 4,5, otrzymując stężenie 1-2 mg/ml, • dodaje się itr-90 tak, aby zachować stosunek molowy DOTA : Y pomiędzy 1-4, • następnie roztwór inkubuje się 15 minut w 95 ± 5°C, • aktywność dodanego itru powinna zapewnić otrzymanie kompleksu o aktywności właściwej 300-1500 MBq/mg.
Znakowanie Indem-111
Znakowanie z użyciem Indu-111 prowadzi się w następujący sposób:
• nanocząstki rozpuszcza się w buforze octanu amonu 0,25 M o pH = 5,4, otrzymując stężenie 15 mg/ml, • dodaje się Ind-111 tak, aby zachować stosunek molowy DOTA : In pomiędzy 1-4, • następnie roztwór inkubuje się 15 minut w 70°C, • dodaje się 1 mM roztworu EDTA (kwas (etylenodiamino)tetraoctowy) (2 μl) oraz inkubuje próbkę w temperaturze pokojowej przez 5 min, • aktywność dodanego indu powinna zapewnić otrzymanie kompleksu o aktywności właściwej 300-1500 MBq/mg.
Kontrola jakości radiochemicznej
Sprawdzenie czystości radiochemicznej prowadzi się, stosując metodę chromatografii cienkowarstwowej (TLC), w następujących warunkach:
• faza ruchoma - 0,1 M bufor cytrynianowy pH = 5,0, • faza stacjonarna - ITLC-SG,
- wymiary pasków 12 x 1,5 cm
- miejsce naniesienia: 1,5 cm (Rf = 0),
- miejsce zakończenia rozwijania 10 cm (Rf = 1), • wielkość nanoszonych próbek 2-5 μl, • przed naniesieniem na paski próbkę badaną miesza się z 10 mM roztworem DTPA w stosunku objętościowym 1 : 1 obj./obj. w celu wyeliminowania niespecyficznego wiązania radioizotopu metalu, • po rozwinięciu paski suszy się, a następnie oblicza rozkład radioaktywności przy użyciu odpowiedniego detektora radiometrycznego, • interpretacja wyników:
- Rf = 0,0-0,1 dla wyznakowanych nanocząstek,
- Rf = 0,4-0,6 dla wyznakowanej niezwiązanej cząsteczki chelatora DOTA,
- Rf = 0,9-1,0 dla wolnego radioizotopu metalu.
Figury rysunku załączone do opisu mające na celu zobrazowanie wynalazku przedstawiają:
Fig. 1 - Obraz rozwiniętej płytki ITLC-SG z Przykładu 1 dla nanocząstek z kwasu hialuronowego znakowanych Itrem-90 i Lutetem-177.
Fig. 2 - Obraz rozwiniętej płytki ITLC-SG z Przykładu 2 dla nanocząstek dekstranowych z przyłączoną polieterodiaminą oraz kwasem foliowym znakowanych Itrem-90.
Fig. 3 - Obraz rozwiniętej płytki ITLC-SG z Przykładu 3 dotyczącego stanu techniki dla nanocząstek dekstranowych z przyłączoną dodecylaminą oraz diaminodekanem znakowanych Indem-111.
Fig. 4 - Obraz rozwiniętej płytki ITLC-SG z Przykładu 4 dla nanocząstek dekstranowych z przyłączoną polietylenoiminą znakowanych Lutetem-177.
Fig. 5 - Profil stężenia wyznakowanych Indem-111 cząstek we krwi w czasie 5 min, 30 min, 1 h, 4 h, 6 h, 24 h, oraz 48 h.
PL 240 772 B1
Przedmiot wynalazku został zilustrowany w korzystnych przykładach jego realizacji opisanych poniżej.
P r z y k ł a d 1
Nanocząstki z kwasu hialuronowego znakowane Itrem-90 lub Lutetem-177
Utlenianie kwasu hialuronowego do polialdehydohialuronianu (PAHA):
2,5 g hialuronianu sodu rozpuszczono w 125 ml wody ultraczystej (2% roztwór wag./obj.). Po otrzymaniu klarownego roztworu dodano 427 mg nadjodanu sodu. Reakcję prowadzono przez 12 h w ciemności oraz w temperaturze pokojowej. Otrzymany produkt (poliadehydohialuronian PAHA) oczyszczono przez dializę wobec wody prowadzoną przez 72 godziny, z co najmniej dwukrotną wymianą wody w ciągu 24 godzin. Finalny produkt suszono w 40°C.
Synteza nanocząstek PAHA - Jeffamine:
Nanocząstki otrzymano poprzez modyfikację utlenionego łańcucha hialuronianu. Przygotowano 2% roztwór PAHA: rozpuszczono 510,35 mg wysuszonego produktu w 25,5 ml ultraczystej wody. Mieszano w temperaturze pokojowej.
Przygotowano 20% roztwór Jeffamine® ED600 firmy Merck [O,O'-Bis(2-aminopropylo) polipropyleno glikol-blok-polietyleno glikol-blok-polipropyleno glikol] poprzez rozpuszczenie 2 g w 10 ml ultraczystej wody oraz mieszanie w temperaturze pokojowej.
Do roztworu PAHA dodano 1,64 ml roztworu Jeffaminy, po czym doprowadzono pH roztworu do 11 za pomocą 0,5 M NaOH. Reakcję mieszano przez 100 minut w temperaturze 30°C, a pH mieszaniny reakcyjnej reakcji kontrolowano co 20 min. Po tym czasie pH obniżono do wartości fizjologicznej 7,4 przy użyciu 0,5 M HCl.
Redukcja wiązania iminowego:
Przygotowano świeży roztwór borowodorku sodu poprzez rozpuszczenie 100 mg NaBH4 w 10 ml absolutnego etanolu.
Po zakończeniu reakcji sprzęgania do mieszaniny reakcyjnej dodano 4,55 ml roztworu borowodorku oraz reakcję prowadzono w temperaturze 37°C przez 60 minut. Gotowy produkt zneutralizowano, obniżając pH do 7,4 a następnie oczyszczono poprzez dializę wobec ultraczystej wody przez 24 godziny, zmieniając wodę trzykrotnie. Tak oczyszczone nanocząstki poddano procesowi liofilizacji. Przyłączanie cząsteczki chelatora:
Rozpuszczono 100 mg nanocząstek PAHA-Jeffamine w 2 ml 0,1 buforu fosforanowego pH 8,0 i mieszano do całkowitego rozpuszczenia. Odważono 18 mg DOTA-NHS oraz rozpuszczono w 1 ml buforu fosforanowego. Dodano roztwór nanocząstek do roztworu chelatora i prowadzono reakcję w temperaturze 4°C przez 90 min. Końcowy produkt oczyszczono przez dializę wobec 0,1 M buforu octowego o pH 5,0 przez 24 h, zmieniając bufor trzykrotnie. Końcowy produkt poddano liofilizacji i przechowywano w temperaturze -20°C.
Znakowanie radiochemiczne chlorkiem Itru-90 lub chlorkiem Lutetu-177
Odważono 2 mg nanocząstek w postaci liofilizatu i rozpuszczono w 500 μl buforu kwasu askorbinowego. Delikatnie wymieszano do całkowitego rozpuszczenia nanocząstek. Dodano chlorek Itru-90 lub chlorek Lutetu-177 w stosunku molowym 1 : 20 (izotop: DOTA) oraz inkubowano mieszaninę przez 15 min w temperaturze 95°C.
Przygotowanie buforu kwasu askorbinowego:
Rozpuszczono 2,5 g kwasu askorbinowego w 40 ml wody ultraczystej. Dodano 1 ml 30% wodorotlenku sodu oraz uzupełniono objętość do 50 ml ultraczystą wodą.
Określenie wydajności znakowania oraz czystości radiochemicznej
Zmieszano 10 μl wyznakowanej próbki z 10 μl 10 mM roztworu DTPA. Inkubowano przez 5 min. w temperaturze pokojowej. Na wysuszone uprzednio (100°C) płytki ITLC-SG nałożono 5 μl otrzymanego roztworu. Płytki rozwinięto w 0,1 M buforze kwasu cytrynowego / cytrynianu sodu o pH 5,2. Płytki następnie wysuszono w temperaturze 100°C i sprawdzono wydajność znakowania przy pomocy Perkin Elmer Cyclone Plus. Odczyt płytki wg rf:
nanocząstki rf: 0,0-0,1 niezwiązana DOTA rf: 0,6-0,7 niezwiązany izotop rf: 0,9-1,0
Obraz rozwiniętej płytki ITLC-SG przedstawiono na Fig. 1.
PL 240 772 B1
P r z y k ł a d 2
Nanocząstki dekstranowe z przyłączoną polieterodiaminą oraz kwasem foliowym (jako specyficzną molekułą kierującą do nowotworu) znakowane Itrem-90 Synteza nanocząstek: 80% Jeffamine-PAD 70kDa:
Polialdehydodekstran (PAD 0089 7,3% utl., 2000 mg) rozpuszczono w wodzie do stężenia 10% wag./obj. (20 ml).
Czynnik zwijający - Jeffamine ED600 (865 mg) rozpuszczono w wodzie do stężenia 10% wag./obj. (8,65 ml). Oba substraty zmieszano, następnie podniesiono pH mieszaniny reakcyjnej do 11 za pomocą 0,1 M NaOH. Reakcję prowadzono 100 minut, mieszając, w temperaturze 30°C, utrzymując pH na poziomie 11, Po upływie 100 minut, pH mieszaniny reakcyjnej doprowadzono do 7,4 za pomocą 0,1 M HCl.
Redukcja wiązania iminowego:
Borowodorek sodu (16,4 mg) rozpuszczono w bezwodnym etanolu do stężenia 1% wag./obj. (1,64 ml). Tak przygotowany substrat dodano do mieszaniny poreakcyjnej nanocząstek z przyłączonym czynnikiem zwijającym. Reakcję prowadzono w 37°C, mieszając przez 60 minut. Po upływie tego czasu pH reakcji doprowadzono do 7,4, używając 0,1 M HCl. Mieszaninę poreakcyjną dializowano 24 h wobec wody, zmieniając wodę trzykrotnie w trakcie trwania procesu. Tak oczyszczone nanocząstki poddano procesowi liofilizacji.
Przyłączanie cząsteczki chelatora:
Zliofilizowane nanocząstki (300 mg) rozpuszczono w buforze fosforanowym pH = 8,0 w stężeniu 5% (6 ml). Pochodną chelatora - DOTA-NHS (78 mg) zawieszono w buforze fosforanowym o pH = 8,0 w stężeniu 33% (0,234 ml). Po zmieszaniu reagentów reakcję prowadzono 90 minut w temperaturze pokojowej, mieszając na mieszadle magnetycznym. Po zakończeniu reakcji, mieszaninę poreakcyjną dializowano wobec buforu octanowego pH = 5,0 przez 24 h, zmieniając bufor dializacyjny trzykrotnie w trakcie trwania procesu. Tak oczyszczone nanocząstki z przyłączonym chelatorem poddano procesowi liofilizacji.
Synteza nanocząstek PAD-FA
Kwas foliowy (FA) był przyłączany do nanocząstek skoniugowanych z odpowiednim chelatorem za pomocą sprzęgania grupy aminowej zwijacza z aktywowaną formą estrową kwasu foliowego i N-hydroksysukcynoimidu ( FA-NHS).
Nanocząstki (100 mg) rozpuszczono w 0,1 M buforze fosforanowym o pH = 8,00 do stężenia 5% wag./obj. (2 ml), natomiast pochodną kwasu foliowego (35 mg) rozpuszczono w DMSO, tak aby zawartość fazy organicznej do nieorganicznej nie przekroczyła 20% (0,4 ml). Po powolnym wkropleniu kwasu foliowego syntezę prowadzono 2 h w temperaturze pokojowej. Po zakończeniu reakcji mieszaninę poreakcyjną dializowano 24 h do 0,1 M buforu fosforanowego pH-7,4, zmieniając trzykrotnie bufor w trakcie trwania procesu.
Znakowanie radiochemiczne chlorkiem Itru-90
Odważono 2,5 mg nanocząstek w postaci liofilizatu i rozpuszczono w 250 μl 0,1 M buforu fosforanowego o pH 5,8 z dodatkiem 1% Tween. Delikatnie wymieszano do całkowitego rozpuszczenia nanocząstek. Dodano chlorek Itru-90 w stosunku molowym 1 : 2000 (izotop : DOTA) i inkubowano mieszaninę przez 15 min w temperaturze 100°C. Po inkubacji odczekano 10 min., a następnie zrobiono analizę ITLC-SG.
Określenie wydajności znakowania oraz czystości radiochemicznej
Nałożono 5 μl otrzymanego roztworu na wysuszone uprzednio (100°C) płytki ITLC-SG. Płytki rozwinięto w 0,1 M buforze kwasu cytrynowego / cytrynianu sodu w pH 5,2, Następnie wysuszono płytki w temperaturze 100°C i sprawdzono wydajność znakowania przy pomocy Perkin Elmer Cyclone Plus. Odczyt płytki wg rf:
nanocząstki rf: 0,0-0,1 niezwiązana DOTA rf: 0,6-0,7 niezwiązany izotop rf: 0,9-1,0
Obraz rozwiniętej płytki ITLC-SG przedstawiono na Fig. 2.
P r z y k ł a d 3 - stan techniki służący lepszemu zrozumieniu wynalazku
Nanocząstki dekstranowe z przyłączoną dodecylaminą oraz diaminodekanem znakowane Indem-111
PL 240 772 B1
Synteza nanocząstek: 60% Dodecyloamina, 20% Diaminodekan PAD 70 kDa
Polialdehydodekstran (PAD 0255 3,9% utl., 1600 mg) rozpuszczono w wodzie do stężenia 10% wag./obj. (16,00 ml).
Czynnik zwijający - dodecyloaminę (102 mg) rozpuszczono w wodzie do stężenia 2% wag./obj. (5,1 ml). Oba substraty zmieszano, podniesiono pH mieszaniny reakcyjnej do 10, poprzez powolne wkraplanie 0,1 M roztworu NaOH. Reakcję prowadzono 60 minut, mieszając w temperaturze 30°C, utrzymując pH na poziomie 10. Po upływie 60 minut dodano 2% roztwór wodny diaminodekanu (37 mg, 1,85 ml), po czym pH reakcji doprowadzono ponownie do 10 za pomocą 0,1 M NaOH. Reakcję prowadzono, mieszając w temperaturze 30°C, utrzymując pH na poziomie 10. Po upływie 60 minut pH mieszaniny reakcyjnej doprowadzono do 7,4 za pomocą 0,1 M HCl.
Redukcja wiązania iminowego:
Borowodorek sodu (58 mg) rozpuszczono w bezwodnym etanolu w stężeniu 1% wag./obj. (5,80 ml). Tak przygotowany roztwór dodano do mieszaniny poreakcyjnej nanocząstek z przyłączonymi czynnikami zwijającymi. Reakcję prowadzono w 37°C, mieszając przez 60 minut. Po upływie tego czasu pH mieszaniny reakcyjnej doprowadzono do 7,4, używając 0,1 M HCl. Mieszaninę poreakcyjną dializowano 24 h wobec wody, zmieniając wodę trzykrotnie w trakcie trwania procesu. Tak oczyszczone nanocząstki poddano procesowi liofilizacji.
Przyłączanie cząsteczki chelatora:
Zliofilizowane nanocząstki (204 mg) rozpuszczono w buforze fosforanowym o pH = 8,0 do stężenia 5% (4,08 ml). Pochodną chelatora - DOTA-NHS (30 mg) zawieszono w buforze fosforanowym o pH = 8,0 do stężenia 33% (0,09 ml). Po zmieszaniu reagentów reakcję prowadzono 90 minut w temperaturze pokojowej, mieszając na mieszadle magnetycznym. Po zakończeniu reakcji, mieszaninę poreakcyjną oczyszczano od nieprzereagowanych substratów za pomocą rozdziału chromatograficznego na kolumnie z wypełnieniem żelem typu Sephadex (G-25), stosując 0,01 M bufor octanowy o pH = 5,1 jako eluent. Tak oczyszczone nanocząstki z przyłączonym chelatorem poddano procesowi liofilizacji. Znakowanie radiochemiczne chlorkiem Indu-111
Do probówki eppendorfa o poj. 1,5 ml dodano 40,3 μl roztworu Indu-111 w 0,5 NHCl (555 μCi), 100 μg nanocząstek oraz 8 μl 0,3 M octanu amonu o pH 5,4. Próbki inkubowano przez 15 min w temperaturze 70°C, a następnie niezwiązany izotop usunięto poprzez dodatek 1 mM EDTA (2 μl) i inkubowano przez 5 min w temperaturze pokojowej. Po inkubacji odczekano 10 min, a następnie wykonano analizę ITLC-SG.
Określenie wydajności znakowania oraz czystości radiochemicznej:
Na wysuszone uprzednio (100°C) płytki ITLC-SG nałożono 5 μl otrzymanego roztworu. Płytki rozwinięto w 0,1 M buforze kwasu cytrynowego/ cytrynianu sodu o pH 5,0. Następnie wysuszono płytki w temperaturze 100°C i sprawdzono wydajność znakowania. Określono zakresy:
nanocząstki rf: 0,0-0,1 kompleks niezwiązana DOTA-izotop rf: 0,6-0,7 kompleks niezwiązany izotop-EDTA rf: 0,9-1,0
Obraz rozwiniętej płytki ITLC-SG przedstawiono na Fig. 3. P r z y k ł a d 4
Nanocząstki dekstranowe z przyłączoną polietylenoiminą znakowane Lutetem-177
Przyłączenie chelatora do polietylenoiminy:
Przygotowano 5% wag./obj. roztwór czynnika zwijającego - rozgałęzionej polietylenoiminy (MW 10 kDa) - w 0,1 M buforze fosforanowym pH 8,0. W tym celu odważono 463 mg czynnika zwijającego, który rozpuszczono w 9,27 ml buforu.
Chelator łączono z grupami aminowymi czynnika zwijającego w różnym stopniu (5%, 10%, 25% oraz 40% podstawienia). Dla każdego podstawienia stosowano w reakcji dwukrotny nadmiar chelatora w stosunku do założonego podstawienia.
Przygotowano 5% wag./obj. roztwór chelatora - DOTA-NHS - w 0,1 M buforze fosforanowym pH 8,0. W tym celu dla podstawienia chelatorem wynoszącego 5% rozpuszczono 1,09 mg DOTA-NHS w 29,5 μl buforu. Dla kolejnych wariantów podstawienia chelatorem czynnika zwijającego przygotowano roztwór chelatora w sposób następujący:
- podstawienie 10% chelatorem - 2,18 mg DOTA-NHS w 59 μl buforu fosforanowego pH 8,0
PL 240 772 B1
- podstawienie 25% chelatorem - 5,45 mg DOTA-NHS w 147,5 μΙ buforu fosforanowego pH 8,0
- podstawienie 40% chelatorem - 8,72 mg DOTA-NHS w 236 μl buforu fosforanowego pH 8,0.
Roztwór 5% wag./obj. czynnika zwijającego dodano do każdej z próbek z chelatorem w takiej samej ilości 57,4 μl (2,87 mg). Reakcje prowadzono w temperaturze pokojowej, mieszając przez 90 min.
Synteza nanocząstek, przyłączenie polialdehydodekstranu:
402 mg polialdehydodekstranu (PAD 0137 100,2 grup CHO/mol) rozpuszczono w wodzie, uzyskując stężenie 5% wag./obj. (8,05 ml). Po 100 mg polialdehydodekstranu w roztworze 5% wag./obj. połączono z odpowiednimi mieszaninami reakcyjnymi zawierającymi czynnik zwijający z przyłączonym chelatorem. Reakcje prowadzono przez 100 min. w temperaturze 30°C, pH reakcji utrzymywano na poziomie 11, używając 0,5 M NaOH.
Redukcja wiązania iminowego:
Borowodorek sodu (10,872 mg) rozpuszczono w bezwodnym etanolu do stężenia 3% wag./obj. (0,362 ml). Tak przygotowany substrat dodano do mieszaniny poreakcyjnej nanocząstek z przyłączonym czynnikiem zwijającym i chelatorem. Reakcję prowadzono w 37°C, mieszając przez 60 minut. Po upływie tego czasu pH reakcji doprowadzono do 7,4, używając 0,1 M HCl. Mieszaninę poreakcyjną dializowano 72 h wobec 10 mM buforu octanowego pH 5,0, zmieniając wodę dwukrotnie w trakcie każdych 24 h procesu. Tak oczyszczone nanocząstki poddano procesowi liofilizacji.
Znakowanie radiochemiczne chlorkiem Lutetu-177:
Odważono 0,9 mg nanocząstek w postaci liofilizatu i rozpuszczono w 510 μl buforu kwasu askorbinowego o pH 4,5. Delikatnie wymieszano do całkowitego rozpuszczenia nanocząstek. Dodano chlorek Lutetu-177 w stosunku molowym 1 : 8 (izotop : DOTA) i inkubowano mieszaninę przez 15 min w temperaturze 95 ± 5°C. Po inkubacji odczekano 15 min a następnie wykonano analizę ITLC-SG.
Przygotowanie buforu kwasu askorbinowego:
Rozpuszczono 2,5 g kwasu askorbinowego w 40 ml ultraczystej wody. Dodano 1 ml 30% wodorotlenku sodu i uzupełniono objętość do 50 ml ultraczystą wodą. Bufor może być przez krótki czas przechowywany w 4°C.
Określenie wydajności znakowania oraz czystości radiochemicznej:
Na wysuszone uprzednio (100°C) płytki ITLC-SG nałożono 5 μl otrzymanego roztworu. Płytki rozwinięto w 0,1 M buforze kwasu cytrynowego / cytrynianu sodu o pH 5,2. Płytki następnie wysuszono w temperaturze 100°C i sprawdzono wydajność znakowania przy pomocy Perkin Elmer Cyclone Plus. Odczyt płytki wg rf:
nanocząstki rf: 0,0-0,1 niezwiązana DOTA rf: 0,6-0,7 niezwiązany izotop rf: 0,9-1,0
Obraz rozwiniętej płytki ITLC-SG przedstawiono na Fig. 4.
P r z y k ł a d 5
Badania biodystrybucji nanocząstek dekstranowych na małym modelu zwierzęcym.
Badanie przeprowadzono na myszach nude z zaszczepionym nowotworem jajnika. Nanocząstki nie posiadały dodatkowego czynnika kierującego. Przeprowadzone badania wykazały gromadzenie się nanocząstek w nowotworze wraz z czasem (do 48 h).
Nanocząstki wyznakowano Indem-111, a następnie nanocząstki podano w stężeniu 100 mg/kg dożylnie poprzez żyłę ogonową.
Profil stężenia wyznakowanych cząstek we krwi w czasie 5 min, 30 min, 1 h, 4 h, 6 h, 24 h, oraz 48 h przedstawiono na Fig. 5.
Zaobserwowano wzrost sygnału w guzie w czasie, z jednoczesnym spadkiem sygnałów w określonych organach. W organach związanych z rozkładem polisacharydów (wątroba) zaobserwowano wyższe stężenia nanocząstek.
Procent ID w poszczególnych tkankach (% ID/g) po IV podaniu nanocząstek 111 ln-DOTADDAC-DAD-Dextran w dawce 100 mg/kg na SK-OV-3 ksegraftach w myszach (wartości przedstawione jako średnia ± SD % ID/g) przedstawiono w Tabeli 1.
PL 240 772 Β1
| Gl-lh | G2-4h | G3-24h | G4-48h | |
| Krew | 11,250 ±0,754 | 6,627 ±0,884 | 0,726 ±0,128 | 0,264 ±0,077 |
| Guz | 1,076 ±0,221 | 1,424 ±0,221 | 1,358 ±0,305 | 1,911 ±0,293 |
| Wątroba | 6,004 ±0,594 | 10,574 ±1,291 | 12,548 ±2,336 | 12,638 ±2,518 |
| Nerki | 3,016 ±0,341 | 2,046 ±0,343 | 1,016 ±0,074 | 0,991 ±0,045 |
| Serce | 1,500 ±0,110 | 1,163 ±0,140 | 0,571 ±0,044 | 0,676 ±0,076 |
| Płuco | 2,442 ±0,276 | 1,390 ±0,181 | 0,610 ±0,037 | 0,635 ±0,042 |
| Śledziona | 2,246 ±0,112 | 2,738 ±0,220 | 6,062 ±0,538 | 6,521 ±0,708 |
| Mózg | 0,213 ±0,039 | 0,124 ±0,030 | 0,030 ±0,007 | 0,020 ±0,003 |
| Tarczyca | 1,050 ±0,027 | 0,782 ±0,059 | 0,730 ±0,098 | 0,906 ±0,010 |
| Żołądek | 0,618 ±0,138 | 0,469 ±0,071 | 0,396 ±0,063 | 0,336 ±0,043 |
| Jelito cienkie | 1,480 ±0,215 | 0,670 ±0,091 | 0,803 ±0,060 | 0,664 ±0,098 |
| Jelito grube | 0,296 ±0,034 | 1,990 ±0,190 | 1,021 ±0,192 | 0,962 ±0,169 |
| Mięśnie szkieletowe | 0,278 ±0,035 | 0,222 ±0,031 | 0,200 ±0,026 | 0,190 ±0,032 |
| Kość udowa | 1.163 ±0,102 | 0,678 ±0,110 | 0.446 ±0,055 | 0,512 ±0,096 |
Objaśnienie skrótów:
PAHA - kwas polialdehydohialuronowy
DOTA - kwas 1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7,10-tetraoctowy
DTPA - kwas pentetynowy
NOTA - kwas 1,4,7-triazacyklononano-1,4,7-trioctowy
DOTA-NHS - monoester kwasu 1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7,10-tetraoctowego i N-hydroksysukcynoimidu
DOTA-butylamina - kwas 1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7-trioctowy-10-(4-aminobutyl)acetamid
DOTA-maleimid - kwas 1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7-trioctowy-10-maleimidoetyloacetamid
DOTA-SCN - kwas 2-(4-izotiocyjanobenzylo)-1,4,7,10-tetraazacyklododekano trioctowy
DOTA-PEG-NH2 - (kwas 2,2’,2”-(10-(17-amino-2-okso-6,9,12,15-tetraoksy-3-azaheptadecylo)-1,4,7,10-tetraazacyklododekano-1,4,7-trioctowy
DDAC - chlorowodorek dodecyloaminy,
DAD - 1,10-diaminodekan
PET - pozytonowa tomografia emisyjna
PET/MR - pozytonowa tomografia emisyjna oraz rezonans magnetyczny
SPECT-Tomografia emisyjna pojedynczych fotonów
NHS - N-hydroksysukcynoimid
SON - izotiocyjanian
Jeffamine® O,O’-Bis(2-aminopropylo)polipropyleno glikol-blok-polietyleno glikol-blok-polipropyleno glikol
ITLC-SG - błyskawiczna chromatografia cienkowarstwowa pokrywana żelem krzemionkowym
EDG HCI - chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylo)karbodiimidu
Claims (9)
- PL 240 772 B1EDTA - kwas (etylenodiamino)tetraoctowyTLC - chromatografia cienkowarstwowaPerkin Elmer Cyclone Plus - komputerowy system radiograficzny firmy Perkin ElmerFA - kwas foliowyFA-NHS - ester kwasu foliowego i N-hydroksysukcynoimiduDMSO - dimetylosulfotlenekZastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania znakowanych radiochemicznie nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze, ewentualnie z powierzchnią zmodyfikowaną specyficznymi molekułami kierującymi do określonego rodzaju komórek nowotworowych i/lub nowotworowej przestrzeni międzykomórkowej, umożliwiający ich przechowywanie, znamienny tym, że obejmuje etapy, w których:a) łańcuch polimeru wybranego spośród polisacharydów: dekstranu, kwasu hialuronowego, celulozy oraz jej pochodnych utlenia się do polialdehydu za pomocą nadjodanu,b) przyłącza się aminy jako czynnik zwijający, gdzie aminy oznaczają diaminy lub wieloaminy o charakterze hydrofobowym lub hydrofilowym, jak również diaminy lub wieloaminy zawierające grupy aminowe polietylenoglikole, polipropylenoglikole, polietylenoiminy albo krótkie blok-blok polimery, przy czym reakcji może ulegać jedna lub więcej grup aminowych,c) powstałe wiązania iminowe redukuje się do wiązania aminowego,d) do wolnej grupy aminowej przyłączonej w b) aminy przyłącza się poprzez wiązanie amidowe cząsteczkę chelatora,e) oczyszcza się formulację,f) frakcję nanocząstek poddaje się liofilizacji,g) prowadzi się znakowanie radiochemiczne nanocząstek izotopami metali promieniotwórczych.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed oczyszczeniem formulacji dodaje się etap modyfikacji powierzchni nanocząstek, w którym grupy aldehydowe zastępuje się grupami karboksylowymi poprzez ich utlenienie za pomocą wody bromowej do grup karboksylowych lub w którym prowadzi się reakcję pozostałych wolnych grup aminowych z kwasem glutaminowym, bezwodnikiem bursztynowym lub kwasem chlooctowym.
- 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przed oczyszczeniem formulacji dodaje się etap modyfikacji powierzchni nanocząstek, w którym do wolnych grup aminowych przyłącza się cząstki celujące do określonych receptorów w tkankach.
- 4. Sposób według zastrz. 3, w którym cząsteczki celujące są wybrane z grupy obejmującej kwas foliowy, oligopeptydy, nukleotydy lub ich analogi.
- 5. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że etap oczyszczania realizuje się poprzez dializę wobec wody lub buforu, i/lub poprzez oczyszczanie na kolumnie chromatografi cznej.
- 6. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że znakowanie radiochemiczne prowadzi się, realizując etapy, w którychh) rozpuszcza się liofilizat w buforze o pH z zakresu 2-8, korzystnie pH z zakresu 3-5,i) dodaje się izotop w postaci soli, zachowując stosunek molowy chelator : izotop w zakresie 1-1000,j) roztwór inkubuje się w temperaturze 20-100°C, korzystnie z zakresu 70-100°C, przy czym najbardziej korzystnie w temperaturze 95 ± 5°C.
- 7. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że jako chelatory stosuje się pochodne DOTA, DTPA i/lub NOTA.
- 8. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że znakowanie radiochemiczne prowadzi się izotopami metali wybranymi spośród: Gd, Cu-64, Ga-68, Ga-67, It-90, In-111, Lu-177, Ak-227.
- 9. Znakowane radiochemicznie nanocząstki polimerowe chelatujace izotopy promieniotwórcze wytworzone sposobem z zastrz. 1-8, ewentualnie z powierzchnią zmodyfikowaną specyficznymi molekułami kierującymi do określonego rodzaju komórek nowotworowych, do zastosowania w diagnostyce Pozytonową Tomografią Emisyjną PET i PET/MR.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429333A PL240772B1 (pl) | 2018-06-11 | 2019-03-19 | Sposób wytwarzania nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze do zastosowania w diagnostyce i terapii |
| EP20164006.7A EP3711781A1 (en) | 2019-03-19 | 2020-03-18 | Method for preparation of radioisotope chelating polymer nanoparticles for use in diagnostics and treatment |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PLP.425884 | 2018-06-11 | ||
| PL429333A PL240772B1 (pl) | 2018-06-11 | 2019-03-19 | Sposób wytwarzania nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze do zastosowania w diagnostyce i terapii |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL429333A1 PL429333A1 (pl) | 2020-09-21 |
| PL240772B1 true PL240772B1 (pl) | 2022-06-06 |
Family
ID=70227754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL429333A PL240772B1 (pl) | 2018-06-11 | 2019-03-19 | Sposób wytwarzania nanocząstek polimerowych chelatujących izotopy promieniotwórcze do zastosowania w diagnostyce i terapii |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3711781A1 (pl) |
| PL (1) | PL240772B1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114632194B (zh) * | 2022-04-11 | 2023-05-23 | 东莞市人民医院 | 具有长效no催化释放的涂层材料及制备方法和应用 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4699784A (en) * | 1986-02-25 | 1987-10-13 | Center For Molecular Medicine & Immunology | Tumoricidal methotrexate-antibody conjugate |
| US5216130A (en) | 1990-05-17 | 1993-06-01 | Albany Medical College | Complex for in-vivo target localization |
| AU5799199A (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-27 | Immunomedics Inc. | Diagnosis of multidrug resistance in cancer and infectious lesions |
| SE9803482D0 (sv) * | 1998-10-13 | 1998-10-13 | Anders Holmberg | Ion exchange tumor targeting (IETT) |
| FR2797769B1 (fr) | 1999-09-01 | 2003-07-25 | Cis Bio Int | Produits radiopharmaceutiques et leur procede de preparation |
| FR2919189A1 (fr) * | 2007-07-26 | 2009-01-30 | Cyclopharma Sa Lab | Nouvelles compositions a base de polyosides greffes par des composes polyamines ou polysoufres. |
| PL221351B1 (pl) | 2012-03-14 | 2016-03-31 | Politechnika Warszawska | Sposób otrzymywania nanocząstek polisacharydowych |
| FI127538B (en) * | 2016-06-22 | 2018-08-31 | Dextech Medical Ab | MODIFIED Dextran Conjugates |
| WO2020188318A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | Nanothea S.A. | Process of preparing polymeric nanoparticles that chelate radioactive isotopes and have a surface modified with specific molecules targeting the psma receptor and their use |
-
2019
- 2019-03-19 PL PL429333A patent/PL240772B1/pl unknown
-
2020
- 2020-03-18 EP EP20164006.7A patent/EP3711781A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL429333A1 (pl) | 2020-09-21 |
| EP3711781A1 (en) | 2020-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Velikyan | Prospective of 68Ga-radiopharmaceutical development | |
| Jackson et al. | 64Cu-NO2A-RGD-Glu-6-Ahx-BBN (7-14) NH2: a heterodimeric targeting vector for positron emission tomography imaging of prostate cancer | |
| Ke et al. | Folate-receptor-targeted radionuclide imaging agents | |
| EP4473980A2 (en) | Labeled inhibitors of prostate specific membrane antigen (psma), their use as imaging agents and pharmaceutical agents for the treatment of psma-expressing cancers | |
| CN111491668A (zh) | 一种含有与铅或钍放射性核素连接的psma靶向化合物的络合物 | |
| JP7242538B2 (ja) | 放射線治療及び画像診断のための製剤 | |
| Shokeen et al. | Synthesis, in vitro and in vivo evaluation of radiolabeled nanoparticles | |
| US10821195B2 (en) | Compositions for therapeutics, targeted PET imaging and methods of their use | |
| Liu et al. | The efficient synthesis and biological evaluation of novel bi-functionalized sarcophagine for 64Cu radiopharmaceuticals | |
| Ferreira et al. | Evaluation of novel bifunctional chelates for the development of Cu-64-based radiopharmaceuticals | |
| CN111467510B (zh) | 一种特异性靶向放射性核素标记物及其制备方法和应用 | |
| Sinnes et al. | Instant kit preparation of 68Ga-radiopharmaceuticals via the hybrid chelator DATA: clinical translation of [68Ga] Ga-DATA-TOC | |
| EP3111959B1 (en) | Radiotherapeutic particles and suspensions | |
| US20170189567A1 (en) | Cage-Like Bifunctional Chelators, Copper-64 Radiopharmaceuticals and PET Imaging Using the Same | |
| Ma et al. | Gallium-68 complex of a macrobicyclic cage amine chelator tethered to two integrin-targeting peptides for diagnostic tumor imaging | |
| US9789211B2 (en) | Methods and compositions for positron emission tomography myocardial perfusion imaging | |
| JP2022513630A (ja) | 治療および画像化のためのデンドリマー | |
| Ikotun et al. | Investigation of a vitamin B12 conjugate as a PET imaging probe | |
| JP2023179429A (ja) | キレート化aaztaコンジュゲートおよびその錯体 | |
| Yan et al. | Radiolabeled peptide probe for tumor imaging | |
| Wharton et al. | H3TPAN-Triazole-Bn-NH2: Tripicolinate clicked-bifunctional chelate for [225Ac]/[111In] theranostics | |
| Xu et al. | Radiosynthesis, biodistribution and micro-SPECT imaging study of dendrimer–avidin conjugate | |
| WO2005087275A2 (en) | Metal radiolabeled pet imaging agents | |
| CN103951668A (zh) | 叶酸衍生物的正电子核素标记物及其应用 | |
| KR20100089059A (ko) | 방사성약제 조성물을 제조하기 위한 폴리아민이 그라프트된 다당류 |