Radioisotooppien lääketieteellinen käyttö - Radiolääkeaineet Akatemiatutkija Anu Airaksinen 23.3.20 Radiokemian laboratorio Kemian laitos www.helsinki.fi/yliopisto
Mitä ovat radiolääkeaineet? Radioaktiivisella isotoopilla leimattuja biologisesti aktiivisia yhdisteitä Radiolääkevalmisteen vaikuttavia ainesosia 3C 3 C 3 C C 3 2 3 C a +18 F - S 3 C [ C]Metioniini 99m Tc-Sestamibi [ 18 F]aF 99m Tc C 3 www.helsinki.fi/yliopisto
Kliininen isotooppilääketiede: 1. Radioterapia 2. Diagnostiikka Biolääketieteellinen tutkimus: 1. Biokemialliset/Farmakologiset vaikutusmekanismit 2. Lääketutkimus 3 C S 18 F 2 Radiolääkeaineet 18 F C 3 CC 2 5
Isotooppilääketiede Radioterapia esim. Radioiodihoito, Radioimmunoterapia, Viraalinen radioterapia
Isotooppilääketiede Diagnostiikka Yksifotoniemissio tomografia SPECT (gammasäteilijät) Positroniemissiotomografia PET (positronisäteilijät) uslab, elsinki
Biolääketieteellinen tutkimus Biokemialliset/Farmakologiset vaikutusmekanismit Alzheimerin taudin tutkimus PET-kuvantamisella S C 3 A. ordberg et al. 2007
Biolääketieteellinen tutkimus CD 2 18 F Lääketutkimus Atomoxetine dose (mg/kg/h) Kuva. [ 18 F]FD 2 MeER:n (ET antagonisti) sitoutuminen apinan aivoissa (macaca fascicularis) Atomoxetine annostelun jälkeen. Atomoxetine on anti-stimulantti, jota käytetään ADD:n hoidossa. Seneca et al. Psychopharmacol. 2006
Positroniemissiotomografia - PET PET kamera I e + e - 180 o p n + e + + ν ν β-hajoaminen and detektio
Yleisimmät radionuklidit kuvantamisessa Radionuklidi Puoliintumisaika Tuotanto Kuvantamismenetelmä 15 2.03 min 14 (d,n) 15 PET 13 9.98 min 16 (p,α) 13 PET C 20.4 min 14 (p,α) C PET 18 F 109.7 min 18 (p,n) 18 F PET 99m Tc 6 h Kaupallisesti saatavilla 123 I 13 h Kaupallisesti saatavilla SPECT SPECT
Radiolääkeaineiden valmistus Radionuklidituotanto (PET) Radiosynteesi Laadun varmistus: Kemiallinen puhtaus Radiokemiallinen puhtaus RadionuklidinenR puhtaus Mikrobiologinen puhtaus Kuvantaminen ja kuva-analyysi Syklotroni: 15, 13, 18 F tai C tai Radionuklidit kaupallisilta toimittajilta (SPECT) Lyijysuojatut vetokaapit hot cells Menetelmät: Radio-TLC Radio-PLC LC-MS GC
SPECT Radiolääkeaineiden valmistus: 99m Tc (t 1/2 = 6 h) Mease et al. Seminars in uclear Medicine, 2001 www.helsinki.fi/yliopisto
SPECT Radiolääkeaineiden valmistus: 99m Tc (t 1/2 = 6 h) + + 99m Tc-Generaattori Leimauskitti Sekoitus + Laatukontrolli www.helsinki.fi/yliopisto
SPECT Radiolääkeaineiden valmistus: 123 I (t 1/2 = 13 h) Pääasiassa kaupallisilta toimittajilta valmiina radiolääkkeinä. Tutkimuskäytössä voidaan valmistaa kaupallisesti saatavasta a 123 I:sta. www.helsinki.fi/yliopisto
PET Radiolääkeaineiden valmistus: C (t 1/2 = 20 min) ja 18 F (t 1/2 = 0 min) Semi-automaattinen radiosynteesiyksikkö Radionuklidin tuotanto syklotronilla: 18 F - vesiliuoksessa C 2 kaasu C 4 kaasu Radiolääkeaineen synteesi, puhdistus ja formulointi lyijykaapissa yjy Automaattinen radiosynteesiyksikkö www.helsinki.fi/yliopisto
PET Radiolääkeaineiden valmistus: C (t 1/2 = 20 min) ja 18 F (t 1/2 = 0 min) Syklotroni Radionuklidituotanto Radiosynteesi Synteesi yksiköt PLC, SPE Puhdistus PLC, Radio-TLC, GC, endoksiinit Formulaatio Laatukontrolli Konsentrointi, SPE, Steriilisuodatus Kuljetus PET kameralle www.helsinki.fi/yliopisto
18 F-Synteesikemia ukleofiilinen substituutioreaktio 18 F- 18 FAlkX 18 FArR Alifaattinen nukleofiilinen Aromaattinen nukleofiilinen substituutioreaktio: substituutioreaktio: i i Lähtöaineet, joissa hyvä lähtevä ryhmä: Lähtöaineet, joissa hyvä lähtevä ryhmä * halogeeni (-Br, -Cl) aktivoidussa asemassa: * sulfonaattiesteri (-Ms, -Tos, -Tf) * - 2 * epoksidi, sykliset sulfaatit * -Me + 3 Ac Ac Ac Tf Ac [K/2.2.2] + 18 F - Ac Ac Ac 18 F Ac [K/2.2.2] + / 18 F - DMF, 160 o C, 30 min Cl 18 FDG 18 F Ro 15-2344 [ 18 F]Flumazenil
[ 18 F]FDG syöpädiagnostiikassa 18 FDG 18 F PET/TT: Keuhkotuumori sekä sen maksa ja luustometastaasit 2-deoksi-2-[ 18 F]fluori-D-glukoosi ( 18 FDG) Czernin et al. J ucl Med 2007 www.helsinki.fi/yliopisto
Verenkierto Solu k eksokinaasiki i GLU-6-P Fosfoheksoosi isomeraasii Aineenvaihduntatuotteet D-glukoosi 18 F eksokinaasi 18 FDG-6-P Fosfoheksoosi isomeraasi [ 18 F]FDG Solumembraani
C-Synteesikemia C 4 C 2 C C 3 I R C 2 C 3 Tf R C C R CR R C R CR R CR
[ C]-L-Metioniini syöpädiagnostiikassa 3 C S 2 PET [ C]-L-Metioniini MRI erholz et al. Lancet eurol. 2007 www.helsinki.fi/yliopisto
Missä radiolääkeaineita valmistetaan ja uusia kehitetään? Yliopisto- ja keskussairaalat Pääasiassa 99m Tc kittileimauksia Turun PET keskus PET radiolääkeaineiden valmistus ja kehitys elsingin yliopisto PET ja SPECT radiolääkeaineiden kehitys Itä-Suomen yliopisto, Kuopio SPECT radiolääkeaineiden kehitys Radiolääkealan yritykset SPECT ja PET radiolääkkeiden kaupallinen tuotanto www.helsinki.fi/yliopisto
Yhteenveto Radiolääkeaineita hyödynnetään: Radioterapiassa Kliinisessä diagnostiikassa Biolääketieteellisessä tutkimuksessa Diagnostiikassa ja biolääketieteellisessä tutkimuksessa radiolääkeaineiden ansiosta voidaan kuvantamisen (PET ja SPECT) avulla tutkia elimistön tapahtumia, kuten esim. syövän levinneisyyttä tai reseptoritiheyden muutoksia. Radiolääkeaineet valmistetaan synteesikemian menetelmin lähtien yksinkertaisista radioaktiivista lähtöaineista, joten radiokemian ja synteesikemian osaaminen on ensiarvoisen tärkeää sekä radiolääkeaineiden kehityksessä että tuotannossa. www.helsinki.fi/yliopisto
Kiitos!