RADIOFRMACOS TERAPUTICOS

E. Silvia Verdera Silvia Gomez de Castiglia

COMIT DE RADIOFARMACIA

ASOCIACIN LATINOAMERICANA DE SOCIEDADES DE BIOLOGA Y MEDICINA NUCLEAR

DICIEMBRE 2007

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CONTENIDO

Lista de colaboradores. .....v

Prlogo...vii

Radiofrmacos de tercera generacin . 1 Guillermina Ferro Flores Consuelo Arteaga de Murphy

Radiofrmacos para terapia paliativa del dolor..11 Henia Balter

Radiofrmacos para tumores neuroendcrinos, anlogos de la somatostatina ...15 Marycel Figols de Barboza

Anticuerpos monoclonales y derivados para terapia..21 Jos Crudo

Radioinmunoterapia del linfoma no Hodgkin.. 25 Carlos Oscar Caellas

Uso del anticuerpo monoclonal humanizado Nimotuzumab (h-R3) en el tratamiento de pacientes portadores de gliomas de alto grado de malignidad..29 Tania Crombet Ramos - Angel Casac Parada

Modelos Radiofarmacocinticos y clculo de dosis interna .............................................45 Guillermina Ferro Flores Consuelo Arteaga de Murphy

Design of therapeutic radiopharmaceuticals.55 Maria Neves

Diseo de radiofrmacos teraputicos..59 Maria Neves Traduccin: Ana Mara Robles

Farmacopea Argentina.65 Juan Carlos Furnari

Legislacin sanitaria relacionada con la Industria Farmacutica y la Farmacopea Mexicana 67 Consuelo Arteaga de Murphy - Guillermina Ferro Flores

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LISTA DE COLABORADORES

Dra. Henia Balter Dra. Guillermina Ferro Flores Directora del Centro de Investigaciones Investigadora Titular Dpto. de Nucleares, Facultad de Ciencias, Materiales Radioactivos Universidad de la Repblica Instituto Nacional de Investigaciones Montevideo, Uruguay Nucleares (ININ) Email: jbalter@cin.edu.uy Toluca, Mxico Email: gff@nuclear.inin.mx

Dra. Marycel Figols de Barboza Dr. Juan Carlos Furnari Gerente de Produccin Gerente de Capacitacin, Qumica Centro de Radiofarmacia Nuclear y Ciencias de la Salud IPEN - CNEN / SP Centro Atmico Ezeiza Sao Paulo, Brasil Buenos Aires, Repblica Argentina Email: mbarboza@ipen.br Email: furnari@cae.cnea.gov.ar

Dr. Carlos Oscar Caellas Dra. Consuelo Arteaga de Murphy Vicepresidente de Investigador Titular Dpto. de Medicina Tecnonuclear S.A. Nuclear, Instituto Nacional de Ciencias Buenos Aires, Repblica Argentina Mdicas y Nutricin Salvador Zubirn Email: canellas@tecnonuclear.com Mxico D.F., Mxico Email: consuelo_murphy@yahoo.com.mx

Dr. Angel Casac Parada Dra. Mara Neves Centro de Inmunologa Molecular Investigadora Principal- Departamento PoBox 16040, Havana 1600, Cuba de Proteccin Radiolgica Tel: (537) 2717933 Instituto Tecnolgico e Nuclear Fax: (537 2720644 Sacavem, Portugal Emal: casaco@cim.sld.cu Email: mneves@itn.pt

Dra. Silvia Gomez de Castiglia Ing. Qum. Ana Mara Robles Investigacin y Desarrollo Profesor Honorario de Radiofarmacia, Tecnonuclear S.A. C.I.N., Facultad de Ciencias, Buenos Aires, Repblica Argentina Universidad de la Repblica Email: silgomez@tecnonuclear.com Montevideo, Uruguay Email: anamar@cin.edu.uy

Dra. Tania Crombet Ramos Dra. E. Silvia Verdera Presto Centro de Inmunologa Molecular Gerente de Calidad PoBox 16040, Havana 1600, Cuba TECHI S.A. Tel: (537) 2717933 Montevideo, Uruguay Fax: (537 2720644 Email: sverdera@hotmail.com

Lic. Jos Crudo Jefe Divisin Radiofarmacia Comisin Nacional de Energa Atmica Buenos Aires, Repblica Argentina Email: jlcrudo@cae.cnea.gov.ar

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PRLOGO

En la reunin de radiofarmacuticos que se celebr durante el XX Congreso de ALASBIMN, 2005, se sugiri la elaboracin de una contribucin a presentarse en Bolivia en ocasin del prximo evento de encuentro de todos los profesionales latinoamericanos.

Es as que se inici este proyecto del grupo de radiofarmacia, con el objetivo de disponer de un material de divulgacin a nivel de la totalidad del equipo multidisciplinario que integra ALASBIMN.

Gracias a la valiosa colaboracin de destacados expertos de la regin para la coordinacin y/o redaccin de captulos con especial hincapi en radiofrmacos teraputicos, se pudo concretar el presente material el cual brinda informacin cientfica actualizada de temas, procedimientos y/o desarrollos que estn al alcance de la comunidad mdica con el apoyo y responsabilidad del profesional radiofarmacutico. A partir de un primer aporte introductorio que resea los radiofrmacos de tercera generacin, se desarrollan en las siguientes contribuciones las principales aplicaciones de la radiofarmacia en el campo teraputico, la temtica de modelos radiofarmacocinticos y clculo de dosis interna as como del diseo de estos productos. Finalmente se hace referencia a las Farmacopeas de pases de la regin que incluyen monografas de radiofrmacos y otros aspectos regulatorios.

Este material no se considera exhaustivo de un campo tan dinmico y amplio; por el contrario, representa un primer paso en el cometido de difundir y apoyar las reas involucradas en el desempeo de la Medicina Nuclear, anhelando que el proyecto pueda continuar incorporando a tantos otros reconocidos colegas que tienen mucho para compartir en esta gran familia radiofarmacutica.

E. SilviaVerdera Silvia Gomez de Castiglia Editores

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RADIOFRMACOS DE TERCERA GENERACIN

Guillermina Ferro Flores - Consuelo Arteaga de Murphy

1. Generalidades de los radiofrmacos

Un radiofrmaco es toda sustancia que contiene un tomo radiactivo dentro de su estructura y que, por su forma farmacutica, cantidad y calidad de radiacin, puede ser administrado en los seres humanos con fines diagnsticos teraputicos [1].

De acuerdo con el criterio de diseo, los radiofrmacos pueden ser divididos en tres generaciones. En la primera de ellas, simplemente se radiomarcaban compuestos qumicos que pudieran ser dirigidos a un rgano determinado sin un receptor especfico, o se administraban radiopartculas que fueran captadas explotando procesos fisiolgicos normales en el cuerpo. Por ejemplo, la fagocitosis fue la base para preparar coloides como el 99mTc2S7 y el bloqueo capilar para desarrollar 99mTc-macroagregados de albmina, dando origen a la gammagrafa heptica y pulmonar respectivamente. Dado que el 99mTc se obtiene del generador 99Mo/99mTc en cantidades de nanogramos, estos agentes no fueron caracterizados por mtodos qumicos analticos convencionales debido a las bajas concentraciones (escala micromolar).

La segunda generacin de radiofrmacos emergi en la dcada de los 80s como resultado del desarrollo de compuestos que tenan un radiometal unido con ligantes y con una geometra bien definida, como los complejos Tc(V)-oxo. Su biodistribucin se estableca por sus caractersticas fisicoqumicas como tales como carga total, peso molecular, forma y lipofilia. De este trabajo surgi el concepto de agentes quelantes bifuncionales (BFCA por sus siglas en ingls), que son ligantes que no slo enlazan al radiometal, sino que tambin pueden unirse por otro extremo de la molcula a receptores biolgicos, por ejemplo los derivados del cido iminodiactico [1, 2]. El concepto fue expandido en los aos 90 para incluir el acoplamiento de radiometales con fragmentos bioactivos usando BFCA a y se iniciaron as los estudios en el diseo de radiofrmacos de tercera generacin.

1.1 Diseo de radiofrmacos de tercera generacin Los radiofrmacos diagnsticos de tercera generacin se utilizan en medicina nuclear para

obtener imgenes de blancos moleculares especficos, y son nicos en su capacidad para detectar in vivo sitios bioqumicos determinados tales como receptores y enzimas. El agente bifuncional de encuentra ubicado entre el radionclido y la molcula blanco, este coordina firmemente al in metlico y est covalentemente enlazado con la molcula especfica del receptor de forma directa o con una molcula de unin. El fragmento bioactivo sirve como un transportador que lleva al radionclido al sitio receptor en las clulas o molculas blanco [3]. Las molculas bioactivas especficas de los receptores que pueden ser fracciones de anticuerpos, pptidos, pptido mimticos, anlogos de ADN, oligonucletidos antisentido (antisense) y ligantes no peptdicos. Los agentes de este tipo representan un cambio sustancial en los paradigmas del desarrollo farmacutico por el empleo de las capacidades propias del organismo como vectores de radionclidos, en lugar de considerar al organismo como un simple tubo de ensaye donde interactan molculas extraas.

2. Caracterizacin de los radiofrmacos

2.1 Caracterizacin qumica La espectrometra de masas junto con la cromatografa lquida de alta resolucin y la

deteccin radiomtrica (radio-LC-MS) son importantes tcnicas en el anlisis de los compuestos que estn siendo desarrollados. La radio-LC-MS detecta trazas de impurezas [4-11] y determina la actividad especfica [5], con lo que se confirma la identidad de la mayora de los radiofrmacos con 99mTc [6-11] e identifica sus metabolitos [12-17].

La cantidad de radiofrmacos usada en preparaciones para aplicacin clnica se encuentra tpicamente en el rango micromolar (nanogramos). A esta concentracin es difcil elucidar la estructura molecular del compuesto en investigacin, lo cual es muy importante para predecir las propiedades de biodistribucin del radiofrmaco. La qumica de coordinacin convencional,

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a concentraciones milimolares, es llevada a cabo utilizando cantidades macroscpicas del istopo natural y estable. Los compuestos, obtenidos en cantidades de miligramos, son caracterizados con tcnicas fisicoqumicas convencionales, como la resonancia magntica nuclear, espectroscopia infrarroja, espectrometra de masas y determinacin de la estructura cristalina por difraccin de rayos X, obteniendo de ese modo una identificacin estructural de las especies en estudio. El siguiente paso es comparar la identidad qumica obtenida a concentracin milimolar, usando el istopo estable, con la obtenida en condiciones de alta dilucin sin portador agregado (NCA non carrier added) con el radionclido. Ambos, el istopo estable y el radiactivo, son inyectados juntos en HPLC y los cromatogramas son obtenidos usando dos sistemas de deteccin diferentes, el detector UV-visible para el istopo estable y un detector radiomtrico para el radionclido [3]. La correspondencia del tiempo de retencin del pico de inters en el cromatograma se acepta como prueba de la identidad qumica de las dos especies (fig. 2). De todas formas, es importante mencionar que la moderna tecnologa de radio-LC-MS ofrece sensibilidad a bajas concentraciones, como Verdyckt et al. [9] concluyen, la radio-LC-MS puede ser un sensible auxilio en el control de calidad de radiofrmacos NCA. Es una herramienta esencial durante los estudios in Vitro de estabilidad de radiofrmacos en buffer y en suero humano, antes de la evaluacin in vivo.

O

Tc

N

N

N

N

OO

H

OH

OH

NH

OH

NH

ONH

SO

NH

N

O O

NH2

O

NH

NH

ONH

S

NH

O

OH

NHO

NHN

TcN

N

N

O NH H

OH

O

HOH

O

H

OO

O H

Regin para quelar el radiometal (99mTc)

Tc-d,l-HM-PAO

Regin del pptido para unirse in vivo a receptores de somatostatina

2TcO4- + 7S2O32- Tc2S7 + 7SO42- + H2O

99mTc-colide de azufre

Figura 1. Representacin esquemtica de radiofrmacos de primera generacin (arriba) segunda generacin (en medio) y tercera generacin (abajo) [2].

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Figura 2. Identificacin qumica del radiofrmaco HYNIC-TOC radiomarcado con Tc-99m por espectroscopa de masas (arriba) y U. V./radio-HPLC (abajo) [2].

Es importante mencionar que el clculo de la Mecnica Molecular (MM) es tambin una herramienta til en la explicacin de resultados experimentales asociados con el reconocimiento molecular y estabilidad, debido a que esos fenmenos son regidos por fuerzas intermoleculares como las electrostticas y las de Van der Waals, puentes de hidrgeno, interacciones de donador-aceptor y efectos hidrofbicos. Para que un receptor reconozca un potencial sustrato y, subsecuentemente, se unan, las dos especies deben ser complementarias en tamao, forma (geometra) y sitio de unin (energa) [18-20].

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2.2 Caracterizacin bioqumica Las tcnicas de obtencin de imgenes moleculares, directa o indirectamente, monitorean

y registran la distribucin espacio temporal procesos moleculares o celulares para aplicaciones bioqumicas, biolgicas, de diagnstico o tratamiento [21]. La molcula blanco, para la imagen molecular diagnstica, debe ser cuidadosamente elegida y la eleccin debe hacerse teniendo como base ensayos de unin especfica (SB), de unin no especfica (NSB) y de unin a protenas no blanco; as como la farmacocintica de la SB y NSB; metabolismo, diferenciacin de especies y sensibilidad [22].

Los criterios generales de diseo aplicados al desarrollo de radiofrmacos receptor-especficos estn dictados por la localizacin en el cuerpo/rgano de las protenas blanco y si estn dichos receptores expresados extra o intracelularmente. Adems, otros parmetros que determinan la calidad de la imagen incluyen la densidad de estos blancos y la unin no especfica [23].

Los estudios de unin a receptores son hechos para determinar la afinidad del radiofrmaco por su molcula blanco. Estos ensayos son llevados a cabo en membranas celulares, membranas de tejido o en clulas intactas de tejido. Los dos principales tipos de experimentos de unin son los estudios de saturacin y de competencia.

Los estudios de saturacin son llevados a cabo por incubacin de las membranas, el competidor y un incremento en la concentracin del radioligante, por un periodo de tiempo a temperatura ambiente. A una concentracin ms alta de la sustancia radiactiva todos los receptores se encuentran ocupados (saturados) por el ligante radiactivo. Las membranas son separadas de la mezcla de incubacin por filtracin. Cuando los ligantes se unen al tejido, lo hacen usualmente en ms de un sitio. La unin especfica (SB) es la que se lleva a cabo en el receptor que se est estudiando. Otros sitios de enlace, por ejemplo otros receptores, protenas de tejido, el tubo de ensaye o los filtros de fibra de vidrio, pueden ser sitios de unin no especfica (NSB), la SB es obtenida de la diferencia entre de la unin no especfica a la unin total (TB).

La curva de saturacin es obtenida por la grfica de la concentracin del radioligante adicionado contra la concentracin del ligante unido. Los experimentos de saturacin sirven para determinar la constante de disociacin (Kd), que es una medida de la afinidad de un ligante por su receptor, y Bmx, que es el nmero total de sitios receptores en la membrana que se estudi. El valor de Kd es igual a la concentracin de radioligante que se requiere para ocupar el 50% de los receptores y es calculada usando una grfica Scatchard (concentracin del ligante unido (M) contra el cociente del ligante unido/libre) (fig. 3). Una baja Kd indica un alto grado de afinidad del ligante por su receptor.

1.50E-012 3.00E-012 4.50E-012 6.00E-0120.00

0.02

0.04

Kd = 0.16 nM

max = 5.836 x 10-12M

Un

ido/

Libr

e

Unin(M)

Figura 3. Afinidad del 99mTc-HYNIC-TOC en membranas de clulas de cncer pancretico AR42J que expresan receptores de somatostaina (grfica de Scatchard) [2,3].

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Los ensayos de competencia estn basados en la capacidad de un ligante no marcado de competir con el ligante radiomarcado por el receptor. Como muchos ligantes no se encuentran disponibles en una forma radiactiva y no hay manera directa de medir su afinidad por el receptor, el mtodo indirecto es usado para determinar su habilidad de competir con un radioligante. Las membranas, el radioligante y las concentraciones incrementadas del ligante competidor son incubados por varias horas a temperatura ambiente. Las membranas son entonces separadas de la mezcla de incubacin por filtracin y lavado. La curva de competencia es obtenida graficando el porcentaje de actividad unida a las membranas contra la concentracin del competidor (fig. 4). La SB, NSB e IC50 (la concentracin del competidor que inhibe el 50% de la unin con el radioligante), puede ser calculada con una regresin no lineal usando la siguiente frmula:

+

+=

50ICX 1

SB NSB Y

donde Y es la actividad y X la concentracin del competidor (nM).

1E-3 0.01 0.1 1 10 100 10000

1

2

3

4

5

Radiofrmaco: 99mTc-HYNIC-TOCCompetidor: TOCMembranas: AR42J Unin no especfica 0.80 0.06Unin especfica 3.41 0.09IC50 0.40 0.06

Un

in

(% de

l tota

l)

Concentracin (nM)

Fig. 4. Curva de competencia del 99mTc-HYNIC-TOC en membranas de clulas de cncer pancretico AR42J que expresan receptores de somatostaina (Especificidad) [2,3].

La curva de competencia obtenida debe mostrar un desplazamiento especfico del radioligante por el competidor si el ligante mantiene su afinidad por el receptor. Si la concentracin del radioligante y la afinidad por el receptor son conocidas, el valor Ki (la constante de disociacin en el equilibrio por un inhibidor competitivo del receptor) puede ser obtenido del valor IC50 usando la ecuacin Cheng-Prusoff [24].

D

i

KD

ICK+

=

150

Donde D es la concentracin del radioligante y KD es la constante de disociacin de la unin del radioligante con el receptor bajo las mismas condiciones experimentales usadas en el experimento de competencia. El valor Ki para un ligante no marcado debe estar en el mismo rango que un valor de KD obtenido con el mismo ligante radiomarcado.

La cintica de la unin y el grado de internalizacin y externalizacin de los radiofrmacos en clulas vivas son parmetros importantes que se evalan frecuentemente como parte de la caracterizacin bioqumica adems de las pruebas mencionadas antes [25-33].

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2.3 Evaluacin in vivo La evaluacin preclnica de los radiofrmacos incluye estudios In vivo tanto de

biodistribucin como de toxicidad en animales. Los estudios de biodistribucin en un modelo animal normal identifican patrones de distribucin en rganos y de excrecin. Los animales con tumores malignos inducidos (usualmente ratones atmicos) son usados para determinar la unin especfica a los receptores que estn sobre-expresados en clulas cancerosas. Los estudios de bloqueo, inyectando simultneamente el radiofrmaco (radioligante) y un exceso de ligante no radiactivo, son tiles para determinar el grado de captacin especfica. Los animales con tumores malignos inducidos son esenciales para evaluar la eficacia teraputica.

Los estudios de toxicidad estn enfocados a la toxicidad potencial qumica de los componentes, no del radionclido, ya que son slo cantidades muy pequeas del elemento radiactivo son las que estn presentes en el radiofrmaco.

2.4 Receptores de pptidos reguladores Los receptores de pptidos reguladores estn sobre-expresados en numerosas clulas

cancergenas. Esas molculas han sido usadas como blancos moleculares de pptidos radiomarcados para localizar tumores cancerosos. Los resultados clnicos exitosos obtenidos durante la ltima dcada con la obtencin de imgenes moleculares de los receptores de somatostatina, que se encuentran sobre-expresados en las clulas de los tumores neuroendocrinos, han sido extendidos al estudio de otros radiopptidos para hacer blanco en otros receptores asociados al cncer como el pptido liberador de gastrina, colecistoquinina, pptidos ligantes para receptores de integrinas o neurotensina. La mejora de los radiopptidos anlogos est permitiendo una imagen molecular especfica de diferentes tipos de tumores, incluyendo cncer de mama, prstata, intestino, pncreas y de cerebro [34-37].

2.4.1 Bombesina Como ejemplo de podemos citar a la bombesina (BN). La BN (BN,14 aminocidos) fue

aislada de la piel de la rana y pertenece a un amplio grupo de neuropptidos con muchas funciones biolgicas. El equivalente humano es el pptido liberador de la gastrina (GRP, 27 aminocidos) y sus receptores (r-GRP) que estn sobreexpresados en las membranas de las clulas de diversos tumores. El GRP y la bombesina difieren por slo uno de los 10 residuos carboxlicos y eso explica una actividad biolgica similar de las dos molculas [34]. La unin fuerte y especfica BN-GRP-r es la base del marcado de la BN con radionclidos [36-55].

El receptor subtipo 2 de bombesina (receptor GRP) est sobreexpresado en varios tumores humanos incluyendo mama, prstata, clulas pulmonares y cncer pancretico [36]. Se han desarrollado varios radiofrmacos anlogos de BN. Los conjugados de BN radiomarcada hacen blanco en los receptores BN1 y BN3 y han sido desarrollados tambin para dirigirse a otros tipos de cncer [45, 46]. No obstante, la mayora de los anlogos de la bombesina marcados con 99mTc tienden a acumularse en el hgado e intestino debido a su alta lipofilia [37, 45-52]. La gran acumulacin de radiactividad puede interferir durante la deteccin de cnceres positivos BN/GRP y sus metstasis en las reas abdominales.

La Demobesina-1 se ha reportado como un anlogo de BN selectivo con un grupo quelante -N4- para una unin estable con tecnecio-99m y con una baja eliminacin hepatobiliar [26]. Este pptido ha mostrado una alta afinidad en preparaciones de membranas humanas de adenocarcinoma PC-3 humano. Los valores de IC50 determinados para Demobesin-1 y Tyr4-BN son 0.70 y 1.5 nM respectivamente, mientras que la Kd definida para 99mTc/99Tc-Demobesin-1 fue de 0.67 nM despus de la inyeccin en ratones sanos, 99mTc-Demobesin-1 se acumul muy eficientemente en los rganos blanco (pncreas, tracto gastrointestinal) va mediacin GRP-R., como es demostrado por experimentos de bloqueo de receptores in vivo. Igualmente se mostr una alta incorporacin mediada por GRP-R despus de la inyeccin a ratones atmicos con tumores PC-3 [27].

Los 99mTc Demobesin-3, 4 y 5 se reportaron recientemente como agonistas de la bombesina. Todos ellos demostraron valores de IC50

xiv

DADT),Tyr4]BN de 4.1 nM. Los estudios de biodistribucin para [en ratones normales revelaron una muy baja acumulacin de radiactividad en hgado e intestinos. Hubo una incorporacin significativa en pncreas, que expresaba receptores BN/GRP [54].

La disponibilidad de un mtodo de radiomarcado simple y reproducible es esencial en el desarrollo de radiofrmacos para el uso clnico rutinario, el 99mTc-EDDA/HYNIC-[Lys3]-BN, obtenido a partir de ncleo-equipos liofilizados, ha sido reportado como un radiofrmaco con alta estabilidad en suero humano, unin especfica a los receptores y rpida internalizacin. Los datos de biodistribucin en ratones mostraron una rpida depuracin sangunea con excrecin renal predominante y alta captacin en tejidos positivos para receptores GRP como el pncreas y tumores PC-3 [55].

2.4.2 RGD y UBI La angiognesis, o la formacin de nuevos vasos sanguneos, es un proceso controlado

por ciertos productos qumicos producidos por el cuerpo. El producto qumico que hace que este proceso se detenga se llama inhibidor de la angiognesis. El cncer se disemina por medio de la formacin de nuevos vasos sanguneos, los cuales suministran oxgeno y sustancias nutritivas a las clulas cancerosas, ayudando a que las clulas crezcan, invadan los tejidos cercanos y se diseminen a otras reas del cuerpo (metstasis).

Las integrinas son receptores que median la adhesin celular y regulan la formacin de complejos de sealizacin. El bloqueo de integrinas utilizando anticuerpos o pptidos que contienen la secuencia RGD (-Arg-Gly-Asp-) pueden ser utilizados para la inhibir la angiognesis. En la bsqueda de inhibidores de la diseminacin tumoral, las integrinas y algunas molculas asociadas a ellas son importantes blancos moleculares farmacolgicos. Con radiofrmacos del tipo 99mTc-HYNIC/EDDA-ciclo-Lys-D-Phe-RGD y el dmero 99mTc-HYNIC-c-RGDfK pueden obtenerse imgenes in vivo de integrinas y detectar procesos de angiognesis, lo cual permitira diagnosticar de manera especfica una amplia gama de tumores primarios y sus metstasis [56].

Otra aplicacin no oncolgica que amerita el desarrollo de un radiofrmaco de blancos moleculares especficos es la deteccin por imagen de procesos infecciosos. Para un paciente diabtico realizarle una biopsia para confirmar un proceso infeccioso puede ser de muy alto riesgo. Para un paciente con cncer un radiofrmaco especfico que diferencie una metstasis de una infeccin por imagen puede resultar muy oportuno en la decisin del tratamiento a seguir. La ubiquicidina 29-41 (UBI), es un fragmento de un pptido catinico antimicrobiano localizado en la piel humana. El derivado UBI 29-41 radiomarcado con Tc-99m ha demostrado una alta utilidad en la deteccin especfica de focos infecciosos [57].

Referencias

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xviii

RADIOFRMACOS PARA TERAPIA PALIATIVA DEL DOLOR EN METSTASIS SEAS

Henia Balter

En los ltimos 10 aos se han producido grandes avances tanto en el desarrollo de radionucleidos para terapia como de molculas carrier. Uno de los primeros campos de aplicacin de radiofrmacos teraputicos ha sido el tratamiento de metstasis seas, fundamentalmente con un fin de terapia paliativa del dolor. Las metstasis seas se desarrollan en aproximadamente el 50% de los pacientes con cncer de mama o de prstata, y el tratamiento de esas metstasis con radiofrmacos ha sido beneficioso para muchos pacientes, aliviando el dolor en un 40% a 80%, durante periodos que van de semanas a meses1. Silberstein2 ha realizado un interesante y completo revisin de mtodos para tratar el dolor seo Dentro de los mtodos que involucran radiaciones, la radioterapia externa ha demostrado efectividad en el alivio del dolor pero su aplicacin est limitada al tratamiento localizado cuando hay pocos sitios especficamente comprometidos con metstasis, dado que un tratamiento mas extensivo produce efectos adversos tales como nauseas y vmitos. Por otra parte su aplicacin en trax y abdomen, debido a la presencia de rganos altamente sensibles a las radiaciones que podran afectarse se encuentra limitada. Dado que las metstasis estn frecuentemente diseminadas, la radioterapia sistmica con radiofrmacos es la mejor eleccin dado que provee alivio del dolor, duradero, y con mnimos efectos adversos; si bien pueden presentarse alteraciones reversibles de la formula sangunea.

Los radiofrmacos para terapia paliativa del dolor deben poseer determinadas caractersticas:

1. Alta afinidad por el tejido seo afectado y permanencia en el mismo. 2. Emisor beta o emisor de electrones. 3. Energa suficiente para llegar a las clulas responsables del dolor 4. Perodo de semidesintegracin suficientemente largo para producir una dosis de

radiacin que destruya o dae irreversiblemente las clulas afectadas.

El mecanismo de accin de estos radiofrmacos teraputicos est vinculado a su afinidad por el tejido seo maduro (hidroxiapatita), con particular, afinidad por regiones con actividad osteoblstica donde el fosfato de calcio amorfo est siendo depositado; como lo son las zonas circundantes a las metstasis. Estos sitios de captacin pueden ser identificados y localizados por radiofrmacos de diagnstico seo como el 99mTc-MDP y el 99mTc-HEDP lo que orienta el tratamiento.

En la tabla 1 se indican las propiedades de algunos radiofrmacos de aplicacin en terapia paliativa del dolor seo

Radiofrmaco T1/2 das

E Mx MeV

E Media MeV

Rango mm

E MeV (abundancia)

32P-Fosfato de sodio 14.3 1.71 0.70 3.0 No presenta 89Sr-Cloruro de estroncio 50.5 1.46 0.58 2.4 0.910 (0.009%) 186Re-HEDP 3.8 1.07 0.35 1.1 0.137 (9%) 188Re-HEDP 0.7 2.11 0.76 3.5 0.155 (15%) 153Sm-EDTMP 1.9 0.81 0.23 0.6 0.103 (28%) 177Lu-EDTMP 6.7 0.50 0.13 0.7 0.208 (11%) 117mSn-DTPA 13.6 0.13a

0.15a 0.2

0.3 0.159 (86%)

Modificado de Kowalski-Falen1 a Electrones de conversin interna

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32P-Fosfato de sodio

Fue uno de los primeros agentes empleados en el tratamiento de metstasis seas siendo efectivo en 60% a 90% para la paliacin del dolor. Presenta el inconveniente de que, al estar involucrado en muchos procesos metablicos y particularmente en el sistema hematopoytico, puede afectar los mismos y en especial causar depresin de la mdula sea. Si se compara su efectividad y su toxicidad con la del 89Sr-Cloruro de estroncio, se observa que si bien su eficiencia respecto al alivio del dolor es similar, los efectos adversos, tales como niveles ms elevados de mielosupresin, son ms importantes3 . El 32P-Fosfato de sodio es una solucin transparente e incolora de pH: 5.0-6.0 que se puede administrar por va parenteral u oral. La reduccin del dolor aparece entre 5 y 14 das despus de su administracin.

89Sr-Cloruro de estroncio (89Sr-SrCl2)

Este radiofrmaco fue aprobado por la FDA en el ao 1993. Se suministra como solucin estril inyectable de concentracin 1mCi/mL (37MBq/mL). La dosis recomendada a administrar es de 40 a 60 uCi/kg (1.48 a 2.22 MBq/kg) por infusin en 1-2 minutos. La dosis puede repetirse despus de un tiempo no menor a 90 das. El alivio del dolor aparece entre 1 y 3 semanas y tiene una duracin de 4 a 6 meses4

Dado que este radiofrmaco afecta la mdula sea, el conteo de plaquetas inicial del paciente debe ser mayor a 60.000 y el de leucocitos mayor a 2400. Es recomendable no administrar 89SrCl2 si el paciente ha recibido quimioterapia recientemente, dada la aditividad del efecto txico.

El alivio del dolor est en un rango de 60 a 85% y el grado de alivio es independiente de la actividad (rango de 1 a 10mCi; 37 a 370MBq) por lo que no se evidencia una relacin dosis-respuesta, segn una revisin realizada por Serafini4. En un bajo porcentaje de los pacientes se produce un incremento del dolor en los primeros das despus del tratamiento que se calma con analgsicos que no produzcan efectos sobre la coagulacin. No se producen nauseas, vmitos ni cada del cabello como en la quimioterapia.

El mecanismo de accin es similar al del calcio y se produce en los sitios de actividad osteognica. Aproximadamente el 70% de la dosis es retenida por el esqueleto. La eliminacin es por va renal (2/3) y fecal (1/3)

Dado que el 89Sr tiene emisin gamma muy poco abundante (0.009%) su medicin en el calibrador de dosis est basada en el efecto bremsstrahlung, altamente dependiente de la geometra, por lo cual debe estandarizarse cuidadosamente la metodologa5.

153Sm-Etilendiaminotetrametilenfosfonato (153Sm-EDTMP)

Se presenta en forma de solucin acuosa inyectable, estril, incolora o ligeramente mbar y se administra por va intravenosa. El pH debe estar entre 7.0 a 8.5. La concentracin es usualmente de 50 mCi/mL (1850 MBq) y se dispensa en viales de 100 y 150 mCi (3700 y 5550 MBq). Su estabilidad es de 48 hs (congelado) o de 8 hs una vez descongelado.

Debido a que el emisor beta 153Sm es tambin emisor gamma (103keV), pueden obtenerse imgenes que permiten la localizacin de las metstasis y determinar la dosimetra interna. Su perodo de semidesintegracin de 46.3 hs hace que produzca una dosis de radiacin intensa durante un tiempo de irradiacin corto, lo cual se postula, puede producir un alivio ms rpido del dolor y un menor dao a mdula sea. El mecanismo de localizacin en metstasis es similar al del 99mTc-MDP6, pero se producira una hidrlisis a nivel de superficie del hueso7. Se elimina en 4-6hs post adiministracin y su permanencia en tejido seo esta directamente asociada a las metastasis8. El rgano crtico es la superficie del hueso.

La mielotoxicidad es similar a la del 89SrCl2.

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La medicion de actividad en el calibrador de dosis tambin debe ser cuidadosamente estandarizada dada la dependencia de la geometra para la medicin de emisores beta5.

177Lu- Etilendiaminotetrametilenfosfonato (177Lu- EDTMP)

El 177Lu es un emisor beta de menor energa que el 153Sm y con un periodo de semidesintegracin mayor, por lo que se encuentra en etapa de investigacin clnica a fin de evaluar su eficiencia teraputica y los beneficios del punto de vista de irradiacin mas focalizada en las metstasis produciendo menor dao a hueso sano9,10.

186Re-Hidoxietilendisodiofosfonato (186Re-HEDP) y 188Re-Hidoxietilendisodiofosfonato (188Re-HEDP)

Las similitudes qumicas entre el Renio y el Tecnecio, y la posibilidad de marcar con ellos diversos fosfonatos hacen que estos radiofrmacos tengan mucha potencialidad. Adems el 188Re tiene la ventaja adicional de ser obtenido mediante un sistema generador basado en el par 188Tungsteno/188Renio que permite la elucin de soluciones de 188Re-perrenato en el laboratorio y la preparacin del radiofrmaco a partir de un kit.

Se han desarrollado kits11 para la preparacin del radiofrmaco, de marcacin sencilla y con elevada pureza radioqumica por lo que no se requiere purificacin.

El periodo de semidisintegracin corto de ambos istopos del Re (89 hs y 17hs) permite la administracin de altas actividades y la posibilidad de repetir el tratamiento.

En el caso de 186Re-HEDP estudios que involucran 37 pacientes con metstasis derivadas de cncer de prstata, cncer de mama y otros tipos, presentaron un 77% de respuesta despus de una nica dosis de 34mCi (1258 MBq) con una reduccin del dolor del 60%12

Se han realizado estudios con 188Re-HEDP13 en una muestra de 21 pacientes mediante administracin tanto de dosis nicas como mltiples, con niveles bajos de actividad (35 mCi, 1.3 GBq) o con niveles altos (60 mCi, 2.2 GBq) a fin de estimar la seguridad y confiabilidad en el empleo de estos esquemas. El 78% de los pacientes evidenciaron una disminucin del 60% del dolor, si bien no se detectaron diferencias significativas entre quienes recibieron dosis nica o mltiple, siendo importante destacar que todos los niveles de dosis fueron bien tolerados.

117mSn-Acido Dietilentriaminopentaacetico (117mSn-DTPA)

El 117mSn se produce por una reaccin de dispersin elstica neutrnica sobre 117Sn. El 117mSn decae por transicin isomrica (159keV) y produce electrones de conversin interna (127 a 129 keV y 152 keV). En funcin de esas energas bajas y la conversin interna, se estima que la relacin de dosis entre hueso y mdula sea es de 9 a 114. Este aspecto es muy til a fin de minimizar el dao a mdula, aportando simultneamente una alta dosis de radiacin a las metstasis. El estudio comparativo de 117mSn-DTPA y 32P-Fosfato en estudios en animales muestra una ventaja teraputica de 8 a 1 a favor del primero15.

Un estudio clnico que incluye cinco grupos de pacientes tratados con un amplio rango de actividades (71 a 286 uCi/kg; 2.63 a 10.58MBq/kg) muestra un alivio del dolor de 75% en 40 pacientes tratados16. No parece haber una relacin dosis-respuesta si bien se alcanza ms rpidamente el alivio del dolor con las dosis mayores

xxi

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RADIOFRMACOS PARA TUMORES NEUROENDOCRINOS. ANLOGOS DE LA SOMATOSTAINA

Marycel Figols de Barboza

1. Introduccin

Durante varios aos fue un desafo para los onclogos encontrar un medio potencial o una herramienta simple para identificar, localizar y tratar neoplasmas en humanos en un estado inicial de desarrollo. Durante 20 aos los anticuerpos monoclonales se volvieron populares como una arma mgica para ser utilizados en el cncer, entretanto, esa fascinacin y simple principio se torn difcil para transportar a la realidad tan deseada, principalmente debido a la gran masa molecular ( 150 kDa) de los anticuerpos.

En los ltimos aos diversos compuestos o drogas basados en anticuerpos monoclonales o fragmentos se tornaron comercialmente disponibles para diagnstico y terapia del cncer, en particular de neoplasias hematolgicas. En la dcada del 80, una alternativa en el marcaje de anticuerpos surge en la forma de un pequeo (1.5 kDa) pptido radiomarcado, un anlogo de la somatostatina, el cual conduce a un mejor entendimiento del proceso neoplsico. En base al conocimiento de que la mayor parte de los tumores neuroendocrinos expresan una alta densidad de receptores de somatostatina, fue posible desarrollar un mtodo para la localizacin in vivo de esos tumores y sus metstasis, usando una inyeccin endovenosa de anlogos de la somatostatina radiomarcada y realizando centellografas de los referidos receptores.

Los pptidos son compuestos que contienen aminocidos (cidos -amino carboxlicos) unidos por enlaces peptdico, es decir por la unin del carboxilo terminal de un aminocido y el amino terminal del siguiente. En contraste con las protenas generalmente no poseen una estructura tri-dimensional bien definida (terciaria). Diseados por naturaleza para estimular, regular o inhibir numerosas funciones, actan principalmente como transmisores de informacin y coordinadores de actividades de varios tejidos en el organismo. Se ha encontrado que tales sustancias estn presentes en las clulas y fluidos del cuerpo en cantidades extremadamente pequeas; es por ello que los pptidos se consideran como agentes ideales para aplicaciones teraputicas. Por otro lado los pptidos son molculas pequeas y fciles de sintetizar, y se espera que sean rpidamente depurados de la circulacin.

La somatostatina es un pptido (14 amino cidos) multifuncional, sintetizada en el hipotlamo y pncreas, acta como neurotransmisor a nivel del SNC y como hormona, en otros sitios. La somatostatina posee un tiempo de vida media biolgica extremadamente pequeo (2-3 minutos). Entre los varios efectos se destacan los inhibitorios: suprime la liberacin de hormona del crecimiento por la glndula pituitaria anterior, as como la liberacin de otras hormonas a nivel pituitario, pancretico y gastrointestinal; paralelamente, inhibe la proliferacin de ciertas clulas.

Cuando los tejidos que contienen receptores para la somatostatina llegan a ser cancergenos, estos receptores estn expresados en las clulas tumorales, Los diversos tipos de cncer que se derivan de las clulas neuroendocrinas (pituitaria, tiroides y pncreas) y del sistema nervioso producen niveles elevados de receptores de somatostatina.

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Figura 1. Diversos anlogos de la somatostatina

Algunos tipos de tumores, generalmente los del sistema endocrino o neurolgicos, pueden expresar una concentracin de receptores de somatostatina hasta 1000 veces mayor que las clulas normales, es por tal motivo que esta molcula posee un alto potencial para su uso en diagnstico. Los terminales nerviosos que reaccionan ante la somatostatina se localizan en muchas otras reas. Adems de su funcin como inhibidor de la hormona de crecimiento, tiene un importante efecto central sobre el comportamiento que sugiere una accin depresiva. Prolonga los efectos sedantes e hipnticos de los barbitricos, reduce la actividad motora e inhibe la frecuencia de descarga de muchas neuronas en diferentes regiones del cerebro.

El octretido fue desarrollado como un anlogo de la somatostatina para supresin de la hipersecrecin que controla los sntomas de enfermedades neuroendocrinas. Estos anlogos de somatostatina tienen menor posibilidad de inducir respuesta inmunognica y poseen receptores muy vidos en el organismo humano. Aunque el primer trabajo en la obtencin de una imagen in-vivo con un anlogo de somatostatina surgi en 1976, el desarrollo presenta el inconveniente de la rpida degradacin del pptido nativo por las proteasas del plasma y tejido. Por esta razn se han sintetizado varios anlogos de somatostatina para prolongar el tiempo de vida media in-vivo e inhibir la accin de las amino y carboxi peptidasas.

xxiv

2. Anlogos de la somatostatina (SST)

Los diferentes anlogos de la SST proporcionaron una interpretacin adicional de los mecanismos internos de la localizacin. Fue en 1998 que Otto y colaboradores trataron el primer paciente con acido 1,4,7,10-tetraazaciclododecano-N,N,N ,N- tetra actico (DOTA) conjugaado al D-Phe1-Tyr3]Octreotido (DOTATOC) y marcado con Y-90.

El DOTA tiene alta afinidad por In-111 y Y-90 (log KML = 29), La ventaja del DOTA es que los derivados marcados con In-111 pueden ser usados en diagnstico para detectar lesiones, pudiendo ser reemplazado por Y-90 o Lu-177 para terapia. El Y-90 no presenta una fuerte ligacin al DTPA y puede ser liberado del DTPA in-vivo. 111In-DOTATOC puede ser comparado al 111In- Octreoscan teniendo la misma precisin en el diagnstico y adems con una excrecin en sangre y tejidos ms rpida. Por consiguiente, la sustitucin del Phe3 por Tyr3 no interfiere en la unin a los receptores de SST y siendo grupo Tyr3 hidroflico estimula una excrecin renal rpida.

Kwekkeboon (2000) y colaboradores iniciaron el uso de 177Lu-DOTA-Octreotate. El Tyr3-Octreotate fue sintetizado originalmente como un anlogo del Octreotide con un sitio favorable para la radioyodacin. El [Tyr3] Octreotate difiere del [Tyr3] Octreotide, en que el carbono terminal del triptfano (Trp) contiene el cido carboxlico tradicional en lugar del grupo alcohol. Esto permite una mayor capacidad de internalizacin a las clulas tumorales y una mayor depuracin sangunea. Sin embargo, la sustitucin del aminocido Phe3 por Tyr3 produjo un incremento en las caractersticas hidrfilicas del complejo as como una mayor internalizacin celular y captacin tumoral, por lo que en lugar de su marcado con Yodo se le han acoplado agentes biquelantes como DOTA para posibilitar el marcaje con Y-90, In-111 o Lu-177. El 123I-[ Tyr3]-Octreotide fue un agente de diagnstico usado con suceso en las centellografas de tumores neuroendocrinos, entretanto, se observaba una liberacin de Yodo causando captacin de I-123 en hgado e intestino, que son comnmente sitios de lesiones de origen neuroendcrino, impidiendo su visualizacin. Otro factor limitante se refiere al costo, por ser producido en ciclotrn, y al corto t1/2 del radioistopo (13 horas). Las investigaciones que llevaron a conjugar DTPA al pptido posibilit el marcaje con radioistopo como el In-111. La principal va de excrecin del 111In-DTPA-Octreotide es la renal en contraste con la del 123I-[ Tyr3]-Octreotide que es la hepatobiliar, debido a la prdida de Yodo y a una degradacin del producto.

Los pptidos conjugados con DOTA, como los anlogos estables [DOTA0-Tyr3]Octreotate (DOTA-tate) y DOTATOC (figura 1) pueden ser marcados con radionucleidos emisores de partculas - (Lu-177 o Y-90) de modo de ser utilizados con xito en terapia de receptores positivo de pptido (PRRT). Dichos compuestos presentan una gran afinidad por receptores de somatostatina expresados en los tumores de origen neuroendcrino.

En estudios comparativos en pacientes, entre el 111In-DTPA-Octreotido y el 177Lu-DOTATATE, ambos tienen clearence sanguneo similar, pero adems con una menor excrecin renal y una captacin 3 4 veces mayor en tumores para el 177Lu-DOTATATE, estando correlacionado con la alta afinidad con los receptores SSTR2. La captacin en hgado, rin y bazo son semejantes en ambos compuestos. La dosis absorbida en rganos es generalmente intermediaria entre 111In-DTPA-Octreotido y 177Lu-DOTATATE.

Son reconocidos 5 subtipos de receptores de somatostatina (SSTRs). El pptido posee una mayor afinidad por la sub-unidad 2 (SSTR2), que por la sub-unidad SSTR3 o SSTR5. Por otra parte no tiene afinidad por la sub-unidad SSTR1 o SSTR4. La somatostatina-14 y somatostatina-28 se unen a todos los receptores con alta afinidad. Los receptores SSTR1-SSTR4 son expresados en diversas lneas celulares cancergenas del sistema nervioso central (CNS), colon, hgado, pncreas, pulmn, mama y piel.

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3. Mtodos de marcaje de biomolculas

3.1 Mtodos Directos

Desde los aos setenta, se han reportado en la bibliografa un importante nmero de artculos con metodologas para el marcado directo e inespecfico de anticuerpos con Tc-99m mediante cambios de pH, buffer, agentes reductores, etc., sin embargo se tena poco conocimiento del mecanismo del proceso, que se reflej en la obtencin de protenas marcadas muy inestables. Cuando se emplea 99mTc, se observa un mayor acmulo de la radiactividad en hgado (formacin de coloide), tiroides, estmago e intestino (Tc-99m libre). A partir de 1986 metodologas ms especficas y avanzadas fueron desarrolladas.

El mtodo directo para preparacin de radioinmunoconjugados generalmente utiliza un agente reductor para convertir los enlaces disulfuros de una protena en tioles libres, los cuales son capaces de enlazar al radionucledo eficientemente. Este mtodo es fcil de llevar a cabo, pero se aplica slo a protenas o sus fragmentos porque muchos pptidos pequeos no tienen enlaces disulfuro, o en algunos casos ste es altamente crtico para mantener las propiedades biolgicas por lo que no puede ser reducido.

La principal ventaja de este mtodo es que pueden producirse formulaciones instantneas o kits, para facilitar su uso en la prctica clnica sin tener que realizar procesos de purificacin in situ.

3.2 Mtodos Indirectos

En este mtodo, diversos quelantes como el anhdrido bicclico del DTPA (caDTPA), hidrazinonicotinamida (HYNIC), benzoil MAG3 o DOTA , entre otros, conjugados a anlogos de la somatostatina auxilian en la marcacin con diferentes radionucledos: 99m Tc , 111 In, 153Sm , 177Lu, 188 Re o 90Y.

En los mtodos indirectos que se utiliza un Agente Quelante Bifuncional (AQB) que se conjuga al pptido o AcMo, permite el marcaje con radionucledos metlicos. Los iones metlicos radiactivos tienen que unirse al pptido a travs de grupos quelantes que poseen una adecuada estereoqumica para unir el radio metal y por un enlace covalente, a un grupo funcional de los aminocidos del pptido o del AcMo. Los AQB por lo general son cidos poliaminocarboxlicos con un anhdrido cclico, a un grupo bromo-acetil o isotiocianato. En la mayora de los casos, el AQB se une a los grupos amino de los residuos de lisina. La eficiencia en la quelacin es dependiente de la concentracin del agente quelante. Los ligantes macro-cclicos como DOTA o TETA, requieren que la concentracin del metal sea dos veces mayor cuando se trata de Sm-153 o Lu-177. Con Y-90 la concentracin del metal debe ser tres veces ms para obtener una eficiencia en la quelacin con estos ligantes macro cclicos. En contraste con los ligantes acclicos como DTPA, TMT-amina o nitro-CHX-A-DTPA, la reaccin con el metal puede ser 1:1.

La optimizacin en la eficiencia de la conjugacin tambin es dependiente del tiempo que dura la quelacin. Los agentes quelantes macro-cclicos son lentos para adoptar la conformacin de menor energa necesaria para la quelacin de lantnidos, lo cual se refleja en el aumento del tiempo de reaccin necesaria para obtener un mayor rendimiento, en contraste con los quelantes acclicos que no poseen una conformacin forzada para acomplejar los lantnidos. En general estos ligantes tienen una gran habilidad para coordinarse fuertemente, en medio acuoso y a temperatura ambiente mayores, con todos los iones metlicos. El reconocimiento selectivo del sustrato, la formacin de compuestos estables, la capacidad de transporte y la catlisis son ejemplos del intervalo amplio de la aplicacin de las propiedades de las molculas macro cclicas.

Marcacin del pptido DOTA-Octreotate con Lutecio-177

Existen una serie de factores biolgicos que dictan la necesidad de una actividad especfica elevada en los DOTA-pptido marcados con Lu-177 / Y-90. Primeramente, para uso in vivo, la cantidad del radio-ligante que debe ser administrado est limitado por la afinidad y

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cantidad de los receptores; un incremento en el ligante debe aumentar la competicin entre el material marcado y no-marcado por un mismo receptor y consecuentemente una baja captacin en el tejido receptor-positivo se observa. Segundo, para pptidos que presentan un efecto farmacolgico como la sustancia P, Bombesina, incluyendo sus anlogos-DOTA, cantidades pequeas de pptido son toleradas. La cantidad de algn pptido que puede ser administrada i.v. esta limitada a 0,2 0,5 nmol por minuto y tercero, el mecanismo de internalizacin puede estar afectado o comprometido en alta concentracin del pptido.

El 177Lu es un radioistopo producido en reactor, conforme la reaccin nuclear: 176Lu (n, y)177Lu, con un t1/2 = 6,71 das, disuelto en HCl 0,01 0,1N. En una marcacin es importante considerar la actividad especfica del radionucledo, conservando siempre la relacin molar entre el pptido / radioistopo = 2,1. El pptido disuelto en buffer acetato de sodio 50mM, pH 4,5, contiene acido ascrbico (25Mm final) y gentsico (50Mm final) como estabilizador de la reaccin y una solucin de DTPA para ligar el Lu-177 libre liberado en la reaccin.

Diversos estudios fueron realizados para determinar las condiciones ptimas de marcacin de DOTA-TATE y DOTATOC usando e Y-90 y Lu-177. La cintica de la reaccin con Lu-177 e Y-90 es adecuada en pH = 4 4,5, la que disminuye a mayor pH. Entretanto, el rendimiento de incorporacin a pH 4,5 no es eficiente, observando un precipitado en el frasco de reaccin. La cintica de reaccin es tiempo / temperatura dependiente. La reaccin con Y-90 y Lu-177 est completa despus de 20 minutos a 80 C, con una actividad especfica alta utilizando la proporcin (mol/mol) DOTA/radionucledo de 2,1, para el Lu-177. El rendimiento de marcacin es mayor a 98% y la pureza radioqumica mayor a 99% a temperatura ambiente. Cabe resaltar que iones Hf4 y Zn4, proveniente del decaimiento del Lu-177 y Y-90, respectivamente, no interfieren en el marcaje. Entretanto, la adicin de iones de Fe y Cd acta como competidores en la reaccin. Los pptido-DOTA son disueltos en acido actico 0,01 0,15M con agua Milli-Q, para evitar contaminantes en el proceso.

En la conmemoracin de los 100 aos de la Medicina Nuclear, Henry Wagner Jr., apunt al uso de los pptidos radiomarcados en la oncologa nuclear como un medio preemisor en las dcadas siguientes y en la necesidad de un mejor conocimiento de sus aplicaciones clnicas, en particular sobre el papel de los receptores, expresin en los tejidos y el potencial en la aplicacin clnica en el tratamiento y diagnstico del cncer.

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ANTICUERPOS MONOCLONALES Y DERIVADOS PARA TERAPIA

Jose Crudo

1. Anticuerpos monoclonales para terapia

En el pasado reciente la aplicacin clnica de anticuerpos monoclonales (AcMo) estaba limitada por la disponibilidad nica de AcMos de origen murino que generaban una respuesta HAMA (Human Anti Mouse Antibody) y por lo tanto restringan la terapia a una nica aplicacin. Posteriormente con el advenimiento de nuevas tecnologas de produccin se popularizaron los anticuerpos quimricos que posean la regin hipervariable murina (aprox. 5 % de todo el Ac) y el resto humano. Hoy es posible acceder a AcMos humanizados que no presentan ningn tipo de reaccin cruzada y que pueden administrarse reiteradamente.

Actualmente se observa el surgimiento de los AcMo para terapia biolgica en el tratamiento oncolgico en algunos casos en primera lnea de tratamiento y en combinacin con agentes quimioterpicos. Especialmente la combinacin de agentes biolgicos y quimioterpicos es objeto de innumerables estudios clnicos que muestran un aumento de sobrevida libre de progresin y un alto porcentaje de remisin completa y parcial.

Entre stos AcMo no marcados ya aprobados por la FDA (Food and Drug Administration, USA) podemos mencionar varios grupos clasificados segn el blanco contra el cual estn dirgidos: I) Contra antgenos especficos asociados a tumor: Se encuentra Rituximab, un AcMo anti CD20 (murino) para el tratamiento de linfoma No Hodgking. Trastuzumab AcMo (humanizado) indicado para el tratamiento de pacientes con cncer de mama metastsico con hiper expresin de la protena HER2, bloquea especficamente la funcin de HER2 producida por un gen con potencial cancergeno. II) Contra receptores especficos sobre expresados en la membrana de clulas tumorales: Pertenecen a este grupo Cetuximab (IgG1 quimrico) para cncer de cabeza y cuello localmente avanzado y colorectal, que tambin estimula al sistema inmune actuando por citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC). Estudios preclnicos muestran efecto sinrgico cuando se combina con radioterapia. Adems con Cetuximab se produce endocitocis del complejo receptor-Ac, lo cual favorece una potencial aplicacin del Ac previamente radiomarcado con emisores beta negativos. Panitumumab (IgG2, humanizado) para tratamiento de segunda lnea del cncer colorectal metastsico. Estos dos ltimos AcMos se unen con alta afinidad al dominio extracelular del receptor del factor de crecimiento epidrmico (EGFR) bloqueando la sealizacin tumoral e interfiriendo la proliferacin celular, metstasis y angiognesis. III) Contra factores de crecimiento presentes en sangre: La FDA aprueba Bevacizumab para el tratamiento del cncer colorrectal El cncer colorrectal es el tipo de cncer ms comn en los pases desarrollados. Bevacizumab es el primer agente anticancergeno con eficacia probada en la inhibicin del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), que limita el crecimiento y la extensin del cncer de una parte del organismo a otras (metstasis). Dado que este mecanismo de accin podra ser relevante en numerosos tumores slidos, Roche y Genetech estn investigando en la actualidad la eficacia del frmaco en otros tipos de cncer, incluyendo cncer de pulmn, de pncreas, de mama y el adenocarcinoma renal. Asimismo se estn llevando a cabo importantes ensayos clnicos en pacientes que tienen cncer colorrectal no metastsico (terapia adyuvante).

Siguiendo la clasificacin anterior, entre los AcMo radiomarcados de uso potencial en radioinmunoterapia (RIT) podemos mencionar:

I) Contra CD20, 131I tositumomab (Bexxar) y 90Y-Ibritumomab Tiuxetan (Zevalin) que es de origen murino y cuyo BFCA es [N-[2-bis(carboxymethyl) amino]-3-(p-isothiocyanatophenyl)-propyl]-[N-[2-bis(carboxymethyl)amino]-2-(methyl)-ethyl]glycine. Estos AcMos radiomarcados

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aprobados por la FDA para el tratamiento de linfoma No Hodgking, son los primeros que han alcanzado un tratamiento exitoso probablemente a causa de que en las leucemias y linfomas los tumores son radiosensitivos y las clulas cancerosas estn relativamente accesibles.

Existe una serie de AcMos humanizados radiomarcados con 90Y que se encuentran en ensayos clnicos de Fase I en USA, a saber: hPAM4 (anti-MUC1 humanizado) para cncer de pncreas, hAFP (anti-AFP humanizado) para cncer primario de hgado, Epratuzumab (anti-CD-22 humanizado) para LNH indolente y agresivo y Labetuzumab (anti-CEA humanizado) para tumores slidos metastticos inoperables.

Estos otros AcMo radiomarcados no han recibido la aprobacin por la FDA pero han sido estudiados en distintas fases:

90Y- CITC-DTPA-Pentumomab (Theragyn) es un AcMo que se une a las protenas MUC1 de la superficie de las clulas cancerosas de ovario y se encuentra en estudios de fase 3.

90Y-huHMFG1 es un anti MCU1 estudiado para terapia de tumores de mama, a travs del estudio multicntrico SMART (Study of Monoclonal Antibody Radioimmuno-Therapy)

186Re- Bivatuzumab90Y-bencil-DTPA-BC2 para tratamiento locoregional de glioblastoma 0.54 Gy/ MBq de Y-90 con dosis escalonadas de 185-370-555-740-925 MBq (Riva et al, 1998) 186Re-mAbU36 (quimrico) fue desestimado dado que en los estudios de fase 1, produjo anti-anticuerpos en 5 de 12 pacientes. (Colnot et al, 2000) 90Y-muBC1(AngioMab) para glioblastoma multiforme (estudio clnico en fase 1, testeo de seguridad y tolerabilidad). Es un anticuerpo que interrumpe el proceso de angiognesis por unin a la fibronectina.

186Re-MAG3-Bivatuzumab (AcMo humanizado anti CD44v6) para Squamous Cell Carcinoma de cabeza y cuello (HNSCC). Estudio de fase 1. (Postema et al, 2003) Estudios preclnicos y comparacin de cG250 (anticuerpo monoclonal quimrico anti G250 contra cncer renal) marcado con 131I, 90Y, 177Lu y 186Re. (Brouwers et al, 2003, Journal of Nuclear Medicine)

2. Derivados para terapia

La RIT de tumores slidos con AcMo radiomarcados est limitada por la farmacocintica lenta y una baja relacin tumor / tejido sano. Con el objeto de mejorar su performance, se desarroll el sistema RIT de 3 pasos o PAGRIT (Pretargeted Antibody-Guided Radioimmunotherapy,

Sigma-tau, Miln), un approach teraputico antitumoral basado en el pretargeting con el sistema avidina/ biotina (i), que emplea DOTA-biotina radiomarcada con 90Y (T 64.1 h, E- 2.3 MeV) y AcMo-biotinado, administrados separadamente de acuerdo al siguiente esquema:

1er da AcMo biotinado especfico para el antgeno que expresa la lesin que se desea tratar. 2do da Avidina (PM 65.000), que es una protena tetramrica altamente glicosilada y cargada positivamente (cada una de cuyas subunidades se une a una biotina) que muestra una afinidad por biotina extremadamente elevada (Ka = 10 15 M-1) 3er da Conjugado 90Y-DOTA-biotina (va intravenosa o locoregional por un catter colocado en la cavidad quirrgica resecada).

De esta forma se disocia el reconocimiento y la unin del AcMo al tumor, del transporte del emisor - que es realizado por la biotina, una molcula pequea (PM 244), que permite la administracin de altas dosis de 90Y (Ai de 3.33 GBq) en forma segura sin producir radiotoxicidad en mdula sea.

Esta tcnica mejora significativamente la relacin tumor / fondo amplificando la dosis entregada al tumor (ya que por cada molcula de avidina se unen cuatro de biotina) y

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disminuyendo la dosis en rganos no blanco debido a la rpida farmacocintica de la biotina radiomarcada. Actualmente son tratados por PAGRIT varios tipos de tumores entre los cuales se incluyen carcinomas metastsicos (ii), melanoma y tumores neuroendcrinos (iii) pero el blanco mas explotado lo constituye la molcula de matriz extracelular tenascina sobre expresada en gliomas de alto grado.

Dentro de este esquema han sido empleados 90 Y-DOTA-Biotina (NeoRx Corp., USA) junto

con el AcMo BC4-biotinado (antitenascina) para tratamiento locoregional de gliomas con dosis de 550 a 1110 MBq (30 mCi) por ciclo. (Paganelli et al, 2001). Un nuevo derivado de biotina conjugado con DOTA llamado r-BHD (reduced biotinamidohexylamine-DOTA) estable contra la degradacin enzimtica y que retiene una alta afinidad por la avidina fue radiomarcado con 90Y y 177Lu y evaluado en estudios pre-clnicos y en un estudio clnico piloto en pacientes con melanoma metasttico.

Otra terapia basada en el sistema avidina / biotina radiomarcada (iv), que se est ensayando clnicamente en el tratamiento de cncer de vejiga se denomina BIART (la sigla inicial proviene de Bladder Intra Arterial Radio Therapy). En la mayora de los casos, este tipo de cncer se presenta en forma superficial pudiendo ser tratado por administracin intravesical de avidina y biotina radiomarcada que se acumula selectivamente en el tejido tumoral respecto del urotelio normal.

En el rea de investigacin varios autores han propuesto el uso potencial de derivados de biotina marcados con 188Re pero se ha observado en muchos de ellos menor estabilidad in vitro y una eliminacin hepatobiliar, con lo cual estos productos solo seran aplicables bajo un esquema de administracin locoregional.

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RADIOINMUNOTERAPIA DEL LINFOMA NO HODGKIN

Carlos Oscar Caellas

1. Caractersticas de la enfermedad

Los linfomas no Hodgkin (LNH) son un grupo heterogneo de trastornos linfo-proliferativos que van desde enfermedades malignas indolentes, predominantemente foliculares hasta linfomas altamente agresivos. La clasificacin del LNH ha sido modificada varias veces durante las dcadas pasadas; muchas de las primeras clasificaciones estaban basadas solamente en la morfologa (1) mientras que otras lo estaban en la respuesta al tratamiento y la sobrevida (2); otros sistemas de clasificacin se basaron, principalmente, en el linaje celular y la diferenciacin, en la creencia de que cada neoplasia corresponda a una clula normal o estado de diferenciacin reconocible (3). El mayor conocimiento sobre la biologa del LNH ha dado como resultado nuevos abordajes en la clasificacin; as surge la Clasificacin Revisada Americana-Europea de Neoplasias Linfoides desarrollada por el Grupo Internacional para el Estudio del Linfoma en el cual las entidades nosolgicas estn definidas por morfologa, inmunofenotipo, caractersticas genticas y evaluaciones clni-cas. El proceso de estadiaje para los LNH requiere la realizacin de una historia rigurosa en la cual se evalen los sntomas sistmicos tales como fiebre, perdida de peso y sudoracin nocturna; el examen fsico incluye la medida del aumento de tamao de los ganglios linfticos, hgado y/o bazo y la identificacin de cualquier sitio de enfermedad extraganglionar. Se realiza una biopsia de mdula sea junto con una tomografa computarizada (TAC) y/o resonancia magntica nuclear (RMN) de trax y abdomen y/o estudios con radioistopos (SPECT). En este proceso debe incluirse el inmunofenotipo de la sangre y mdula sea as como la cuantificacin de la enzima deshidrogenada lctica srica y la determinacin de paraprotenas en suero.

2. Revisin de los Tratamientos para LNH

El tratamiento de los LNH se basa en la histologa tumoral, extensin de la enfermedad o estadio y factores relacionados con el paciente como edad, estado funcional y la presencia de otras enfermedades subyacentes. Ya sea un LNH indolente o agresivo los criterios de respuesta son:

I. Respuesta completa (RC) II. Respuesta completa no confirmada (RCnc)

III. Respuesta parcial (RP) IV. Enfermedad estable (EE) V. Enfermedad progresiva (EP)

Algunos modelos teraputicos para el tratamiento de LNH recomiendan retrasar su abordaje hasta la aparicin de sntomas para limitar la toxicidad y resistencia inducida por la quimioterapia y para preservar la calidad de vida; a este procedimiento se lo denomina vigilar y esperar.

Por su lado las quimioterapias tradicionales han variado desde el uso de agentes nicos, tales como el clorambucil o ciclofosfamida, a combinaciones tales como la de ciclofosfamida/vincristina/prednisona (CVP) o a otros an ms agresivos como la ciclofosfamida/vincristina/doxorrubicina/prednisona (CHOP); sin embargo ninguno de estos tratamientos ha producido una clara prolongacin de la sobrevida (4).

En el tratamiento de LNH se han introducido recientemente dos tipos diferentes de agentes teraputicos: interferones y anlogos de las purinas. El uso de interfern- con quimioterapia combinada increment la tasa de sobrevida de los pacientes de un 69 a un 86%. Por su lado el uso de fludarabina y 2-clorodeoxiadenosina, derivados de purinas, resultaron muy satisfactorios.

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Para el tratamiento de LNH con mal pronstico se han usado abordajes ms agresivos tales como altas dosis de quimioterapia con trasplante autlogo de mdula sea y ms recientemente los trasplantes alognicos no mieloablativos, tambin conocidos como mini-alo-trasplantes en el cual el esquema de acondicionamiento se basa en el uso de fludarabina como inmunosupresor para permitir el injerto de clulas de mdula.

Ante todo lo expuesto surge que existe una necesidad clara para el tratamiento teraputico de los LNH que sea ms especfico para el tumor y menos txico para los tejidos sanos.

Los anticuerpos monoclonales dirigidos contra antgenos de superficie especficos del tumor se han erigido como una alternativa vlida en los ltimos aos y ya ha transformado el modelo del tratamiento para estos pacientes; la mayora de los anticuerpos se han dirigido contra el antgeno CD20.

3. Radioinmunoterapia

Implica la administracin de anticuerpos monoclonales radiomarcados que ejercen su accin en la superficie de las clulas tumorales minimizando, por lo tanto, la toxicidad en las clulas normales sanas (5, 6). Esta tcnica difiere de la radioterapia convencional en que esta involucra dosis relativamente altas de radiacin en forma intermitente por periodos cortos de tiempo, mientras que en la radioinmunoterapia la dosis mxima es relativamente menor pero la radiacin se administra continuamente con una tasa que disminuye exponencialmente durante la vida media de radionucleido. Para esta tcnica el antgeno de diferenciacin CD20 de los linfocitos B representa un factor diana muy atractivo dado que:

a. se expresa en el 90% de los tumores de clulas B. b. est presente exclusivamente en clulas B maduras y en la mayora de los linfomas de

clulas B. c. no se encuentra en clulas madre hematopoyticas, clulas pro-B, clulas plasmticas

normales ni otros tejidos normales no linfoides. d. no circula como protena libre que pudiera desplazar a los anticuerpos anti-CD20 de su

diana celular. e. no se desprende de la superficie celular sobre la que se fija el anti-CD20. f. no se produce internalizacin y subsecuente inhibicin con la fijacin del anti-CD20.

Comnmente se utilizan radioistopos tales como el iodo-131 (131I) el cual posee como ventajas su disponibilidad, relativo bajo costo y facilidad de conjugacin con los anticuerpos pero posee inconvenientes tales como la liberacin de radiacin gamma de alta energa, la metabolizacin del iodo-131 que se une a la tirosina plasmtica y la necesidad de blindajes de plomo. El uso de radioistopos emisores de radiacin de alta penetracin en los tejidos y de muy baja dosimetria necesit el desarrollo qumico de grupos quelantes especficos tales como el DTPA y el EDTA (7,8) y sus derivados que no comprometan la especificidad del anticuerpo ni alteraban su metabolismo permitiendo una alta relacin tumor/no tumor. Entre los derivados del DTPA existe el MX-DTPA o tiuxetan un derivado isotiocianatobenzil del DTPA que se desarroll con dos premisas bsicas: no alterar el metabolismo de los anticuerpos ni comprometer su especificidad al ser conjugados con soluciones de cloruro de itrio (90Y) (9). La comparacin de este agente quelante con el derivado ciclo anhidro del DTPA demostr que el tiuxetan tiene un grado de conjugacin con el (90Y) que permite una mayor relacin tumor/no-tumor as como un mayor tiempo de retencin in vivo (10, 11). El desarrollo del ibritumomab, anticuerpo monoclonal derivado de una IgG1 kappa de clulas ovricas de hmster chino que reconoce especficamente al antgeno CD20 (12), permiti que al unirlo covalentemente al tiuxetan se lograba quelar al (90Y). Durante los estudios preclnicos el ibritumomab-tiuxetan fue marcado con (90Y) e (111In) y se demostr su alta estabilidad radioqumica, superior al 95% durante 8 horas. (13) en una solucin buffer fosfato con albmina humana. El ibritumomab-tiuxetan marcado con (90Y) e (111In), como ya se indic, se dirige especficamente al antgeno de diferenciacin especfico de linfocitos Bp35 una protena hidrofbica transmembrana con un peso molecular de, aproximadamente, 35 KD y que se encuentra localizada en la superficie de los linfocitos B normales y malignos (14, 15). El CD20

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se expresa inicialmente en los linfoblastos B (clulas pre-B) y contina expresndose a lo largo de varios estadios e maduracin de las clulas B hasta su diferenciacin a clulas plasmticas donde la expresin de CD20 desaparece. El CD20 no se desprende de la superficie celular y no se internaliza con la fijacin del anticuerpo (16). El anticuerpo conjugado posee una constante de afinidad aparente para el antgeno CD20 de aproximadamente 17 nM sin reactividad cruzada con otros leucocitos ni con otro tipo de tejidos humanos.

Las dosis de ibritumomab-tiuxetan (90Y) recomendadas para pacientes con >150.000 plaquetas/mm3 es de 15 MBq (0.4 mCi)/kg hasta un mximo de 1200 MBq (32 mCi). Las dosis recomendadas para pacientes con trombocitopenia leve (100.000 a 150.000 plaquetas/mm3) es de 11 MBq (0.3 mCi) de ibritumomab-tiuxetan (90Y)/kg hasta un mximo de 1200 MBq (32 mCi).

El esquema de dosis consiste en dos dosis intravenosas de anticuerpo monoclonal no conjugado ni radiomarcado seguida por una nica dosis de ibritumomab-tiuxetan (90Y) en el siguiente orden: da 1 : una infusin intravenosa de anticuerpo monoclonal no conjugado ni radiomarcado (250 mg/m2); da 8: una infusin intravenosa de anticuerpo monoclonal no conjugado ni radiomarcado (250 mg/m2) seguida de una dosis de ibritumomab-tiuxetan (90Y); pueden pasar hasta cuatro horas entre la administracin del anticuerpo monoclonal fro y el radiomarcado.

No se puede realizar el tratamiento en pacientes que: a. presenten infiltracin de la mdula sea por clulas de linfoma en una proporcin mayor al 25%. b. hayan sido tratados previamente con radioterapia externa en ms del 25% de la mdula sea activa. c. presenten un recuento de plaquetas < 100.000/mm3 o con recuento de neutrfilos < 1.500/mm3. d. hayan sido sometidos previamente a transplante de mdula sea o con tratamiento de soporte con clulas madre hematopoyticas.

Una vez realizado el tratamiento los estudios farmacocinticas demostraron que el promedio de vida media efectiva de ibritumomab-tiuxetan (90Y) en el compartimiento sanguneo es de 28 horas mientras que la excrecin del 5.8 al 11.5% de la dosis inyectada a las 24 horas. La dosis mayor despus de la administracin de ibritumomab-tiuxetan (90Y) fue para el bazo (742 cGy) pero las dosis en tumores son extremadamente mayores con relaciones que superan los 3.3:1 para hgado y 64:1 para riones. Todo esto sumado a las caractersticas fsico qumicas del (90Y); emisin de radiacin de alta energa, vida media de 2.67 das y penetracin de la radiacin en los tejidos de 5.3 mm nos pone en presencia de un agente de terapia con caractersticas que se aproximan a las ideales para realizar estos tratamientos.

Referencias

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USO DEL ANTICUERPO MONOCLONAL HUMANIZADO NIMOTUZUMAB (H-R3) EN EL TRATAMIENTO DE PACIENTES PORTADORES DE GLIOMAS

DE ALTO GRADO DE MALIGNIDAD

Tania Crombet Ramos - Angel Casac Parada

La incidencia anual internacional para los tumores intracraneales primarios vara segn las fuentes y series pero como promedio es de 4.2 y 12.8 por 100 000 habitantes (SEER, 1995). Los tumores del sistema nervioso central constituyen el segundo tipo de cncer ms comn y la segunda causa de muerte en nios (Cancer Statistics, 2004). En general, en las dos terceras partes de los casos, los tumores se clasifican como glioblastomas.

A pesar de los avances en la neurociruga, la radioterapia y la quimioterapia, se ha obtenido un limitado progreso en el tratamiento de los pacientes con gliomas de alto grado de malignidad. Se estima que en ms del 95 % de los casos despus del tratamiento de primera lnea invariablemente ocurrir una recurrencia del tumor en el rea adyacente a la reseccin del mismo (Grossman S et al, 1998, Giese A et al, 2003, Stewart LA et al, 2002).

El tratamiento de primera lnea para los tumores astrocticos malignos consiste en la ciruga seguida de tratamiento radiante convencional (50-60Gy) (NCI, 2004). La sobrevida histrica de los pacientes portadores de tumores astrocticos persistentes o recidivantes es de aproximadamente 6 meses y poco menos del 10 % de los pacientes sobrevive por 2 aos (Wersall P. et al, 1997).

Han sido identificados una serie de factores pronsticos que afectan de forma invariable el tiempo de sobrevida de los pacientes portadores de tumores astrocticos malignos (Perry JR et al, 2003). El tipo histolgico del tumor es la variable ms importante con relacin al pronstico en estos tumores, y se conoce que los pacientes portadores de tumo