radiofármacos terapéuticos

Transcripción

radiofármacos terapéuticos
RADIOFÁRMACOS TERAPÉUTICOS
E. Silvia Verdera – Silvia Gomez de Castiglia
COMITÉ DE RADIOFARMACIA
ASOCIACIÓN LATINOAMERICANA DE SOCIEDADES DE BIOLOGÍA
Y MEDICINA NUCLEAR
DICIEMBRE 2007
ii
CONTENIDO
Lista de colaboradores.
……………………………………………………….....v
Prólogo…………………………………………………………………………...vii
Radiofármacos de tercera generación ………………………………………………………. 1
Guillermina Ferro Flores – Consuelo Arteaga de Murphy
Radiofármacos para terapia paliativa del dolor……………………………………………..11
Henia Balter
Radiofármacos para tumores neuroendócrinos,
análogos de la somatostatina ………………..……………………………………………….15
Marycel Figols de Barboza
Anticuerpos monoclonales y derivados para terapia………………………………………..21
José Crudo
Radioinmunoterapia del linfoma no Hodgkin……………………………………………….. 25
Carlos Oscar Cañellas
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 Casacó Parada
Modelos Radiofarmacocinéticos y cálculo de dosis interna .............................................45
Guillermina Ferro Flores – Consuelo Arteaga de Murphy
Design of therapeutic radiopharmaceuticals………………………………………………….55
Maria Neves
Diseño de radiofármacos terapéuticos………………………………………………………..59
Maria Neves
Traducción: Ana María Robles
Farmacopea Argentina………………………………………………………………………….65
Juan Carlos Furnari
Legislación sanitaria relacionada con la Industria Farmacéutica y
la Farmacopea Mexicana ………………………………………………………………………67
Consuelo Arteaga de Murphy - Guillermina Ferro Flores
iii
iv
LISTA DE COLABORADORES
Dra. Henia Balter
Directora del Centro de Investigaciones
Nucleares, Facultad de Ciencias,
Universidad de la República
Montevideo, Uruguay
Email: [email protected]
Dra. Guillermina Ferro Flores
Investigadora Titular – Dpto. de
Materiales Radioactivos
Instituto Nacional de Investigaciones
Nucleares (ININ)
Toluca, México
Email: [email protected]
Dra. Marycel Figols de Barboza
Gerente de Producción
Centro de Radiofarmacia
IPEN - CNEN / SP
Sao Paulo, Brasil
Email: [email protected]
Dr. Juan Carlos Furnari
Gerente de Capacitación, Química
Nuclear y Ciencias de la Salud
Centro Atómico Ezeiza
Buenos Aires, República Argentina
Email: [email protected]
Dr. Carlos Oscar Cañellas
Vicepresidente de
Tecnonuclear S.A.
Buenos Aires, República Argentina
Email: [email protected]
Dra. Consuelo Arteaga de Murphy
Investigador Titular – Dpto. de Medicina
Nuclear, Instituto Nacional de Ciencias
Médicas y Nutrición Salvador Zubirán
México D.F., México Email:
[email protected]
Dr. Angel Casacó Parada
Centro de Inmunología Molecular
PoBox 16040, Havana 1600, Cuba
Tel: (537) 2717933
Fax: (537 2720644
Emal: [email protected]
Dra. María Neves
Investigadora Principal- Departamento
de Protección Radiológica
Instituto Tecnológico e Nuclear
Sacavem, Portugal
Email: [email protected]
Dra. Silvia Gomez de Castiglia
Investigación y Desarrollo
Tecnonuclear S.A.
Buenos Aires, República Argentina
Email: [email protected]
Ing. Quím. Ana María Robles
Profesor Honorario de Radiofarmacia,
C.I.N., Facultad de Ciencias,
Universidad de la República
Montevideo, Uruguay
Email: [email protected]
Dra. Tania Crombet Ramos
Centro de Inmunología Molecular
PoBox 16040, Havana 1600, Cuba
Tel: (537) 2717933
Fax: (537 2720644
Dra. E. Silvia Verdera Presto
Gerente de Calidad
TECHI S.A.
Montevideo, Uruguay
Email: [email protected]
Lic. José Crudo
Jefe División Radiofarmacia
Comisión Nacional de Energía Atómica
Buenos Aires, República Argentina
Email: [email protected]
v
vi
PRÓLOGO
En la reunión de radiofarmacéuticos que se celebró durante el XX Congreso de
ALASBIMN, 2005, se sugirió la elaboración de una contribución a presentarse en Bolivia en
ocasión del próximo evento de encuentro de todos los profesionales latinoamericanos.
Es así que se inició este proyecto del grupo de radiofarmacia, con el objetivo de
disponer de un material de divulgación a nivel de la totalidad del equipo multidisciplinario que
integra ALASBIMN.
Gracias a la valiosa colaboración de destacados expertos de la región para la
coordinación y/o redacción de capítulos con especial hincapié en radiofármacos terapéuticos,
se pudo concretar el presente material el cual brinda información científica actualizada de
temas, procedimientos y/o desarrollos que están al alcance de la comunidad médica con el
apoyo y responsabilidad del profesional radiofarmacéutico. A partir de un primer aporte
introductorio que reseña los radiofármacos de tercera generación, se desarrollan en las
siguientes contribuciones las principales aplicaciones de la radiofarmacia en el campo
terapéutico, la temática de modelos radiofarmacocinéticos y cálculo de dosis interna así como
del diseño de estos productos. Finalmente se hace referencia a las Farmacopeas de países de
la región que incluyen monografías de radiofármacos y otros aspectos regulatorios.
Este material no se considera exhaustivo de un campo tan dinámico y amplio; por el
contrario, representa un primer paso en el cometido de difundir y apoyar las áreas involucradas
en el desempeño 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 radiofarmacéutica.
E. SilviaVerdera – Silvia Gomez de Castiglia
Editores
vii
RADIOFÁRMACOS DE TERCERA GENERACIÓN
Guillermina Ferro Flores - Consuelo Arteaga de Murphy
1. Generalidades de los radiofármacos
“Un radiofármaco es toda sustancia que contiene un átomo radiactivo dentro de su
estructura y que, por su forma farmacéutica, cantidad y calidad de radiación, puede ser
administrado en los seres humanos con fines diagnósticos ó terapéuticos” [1].
De acuerdo con el criterio de diseño, los radiofármacos pueden ser divididos en tres
generaciones. En la primera de ellas, simplemente se radiomarcaban compuestos químicos
que pudieran ser dirigidos a un órgano determinado sin un receptor específico, o se
administraban radiopartículas que fueran captadas explotando procesos fisiológicos normales
99m
en el cuerpo. Por ejemplo, la fagocitosis fue la base para preparar coloides como el
Tc2S7 y
99m
el bloqueo capilar para desarrollar
Tc-macroagregados de albúmina, dando origen a la
gammagrafía hepática y pulmonar respectivamente. Dado que el 99mTc se obtiene del
99
99m
generador Mo/ Tc en cantidades de nanogramos, estos agentes no fueron caracterizados
por métodos químicos analíticos convencionales debido a las bajas concentraciones (escala
micromolar).
La segunda generación de radiofármacos emergió en la década de los 80´s como resultado
del desarrollo de compuestos que tenían un radiometal unido con ligantes y con una geometría
bien definida, como los complejos Tc(V)-oxo. Su biodistribución se establecía por sus
características fisicoquímicas como tales como carga total, peso molecular, forma y lipofilia. De
este trabajo surgió el concepto de agentes quelantes bifuncionales (BFCA por sus siglas en
inglés), que son ligantes que no sólo enlazan al radiometal, sino que también pueden unirse
por otro extremo de la molécula a receptores biológicos, por ejemplo los derivados del ácido
iminodiacético [1, 2]. El concepto fue expandido en los años 90 para incluir el acoplamiento de
radiometales con fragmentos bioactivos usando BFCA a y se iniciaron así los estudios en el
diseño de radiofármacos de tercera generación.
1.1 Diseño de radiofármacos de tercera generación
Los radiofármacos diagnósticos de tercera generación se utilizan en medicina nuclear para
obtener imágenes de blancos moleculares específicos, y son únicos en su capacidad para
detectar in vivo sitios bioquímicos determinados tales como receptores y enzimas. El agente
bifuncional de encuentra ubicado entre el radionúclido y la molécula blanco, este coordina
firmemente al ión metálico y está covalentemente enlazado con la molécula específica del
receptor de forma directa o con una molécula de unión. El fragmento bioactivo sirve como un
transportador que lleva al radionúclido al sitio receptor en las células o moléculas blanco [3].
Las moléculas bioactivas específicas de los receptores que pueden ser fracciones de
anticuerpos, péptidos, péptido miméticos, análogos de ADN, oligonucleótidos antisentido
(antisense) y ligantes no peptídicos. Los agentes de este tipo representan un cambio sustancial
en los paradigmas del desarrollo farmacéutico por el empleo de las capacidades propias del
organismo como vectores de radionúclidos, en lugar de considerar al organismo como un
simple tubo de ensaye donde interactúan moléculas extrañas.
2. Caracterización de los radiofármacos
2.1 Caracterización química
La espectrometría de masas junto con la cromatografía líquida de alta resolución y la
detección radiométrica (radio-LC-MS) son importantes técnicas en el análisis de los
compuestos que están siendo desarrollados. La radio-LC-MS detecta trazas de impurezas [411] y determina la actividad específica [5], con lo que se confirma la identidad de la mayoría de
99m
los radiofármacos con
Tc [6-11] e identifica sus metabolitos [12-17].
La cantidad de radiofármacos usada en preparaciones para aplicación clínica se encuentra
típicamente en el rango micromolar (nanogramos). A esta concentración es difícil elucidar la
estructura molecular del compuesto en investigación, lo cual es muy importante para predecir
las propiedades de biodistribución del radiofármaco. La química de coordinación convencional,
viii
a concentraciones milimolares, es llevada a cabo utilizando cantidades macroscópicas del
isótopo natural y estable. Los compuestos, obtenidos en cantidades de miligramos, son
caracterizados con técnicas fisicoquímicas convencionales, como la resonancia magnética
nuclear, espectroscopia infrarroja, espectrometría de masas y determinación de la estructura
cristalina por difracción de rayos X, obteniendo de ese modo una identificación estructural de
las especies en estudio. El siguiente paso es comparar la identidad química obtenida a
concentración milimolar, usando el isótopo estable, con la obtenida en condiciones de alta
dilución sin portador agregado (NCA “non carrier added”) con el radionúclido. Ambos, el isótopo
estable y el radiactivo, son inyectados juntos en HPLC y los cromatogramas son obtenidos
usando dos sistemas de detección diferentes, el detector UV-visible para el isótopo estable y
un detector radiométrico para el radionúclido [3]. La correspondencia del tiempo de retención
del pico de interés en el cromatograma se acepta como prueba de la identidad química de las
dos especies (fig. 2). De todas formas, es importante mencionar que la moderna tecnología 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 radiofármacos NCA”.
Es una herramienta esencial durante los estudios in Vitro de estabilidad de radiofármacos en
buffer y en suero humano, antes de la evaluación in vivo.
2TcO4- + 7S2O32-
Tc2S7 + 7SO42- + H2O
99m Tc-colide
de azufre
O
N
N
Tc
N
N
O
O
H
Tc-d,l-HM-PAO
OH
H
N
HN
NH
O
H
N
N
H
O
O
O
O
Región del péptido para unirse in
vivo a receptores de somatostatina
HN
S
NH2
S
H
N
N
NH
O
NH
HO
O
HO
N
O
N H
OH
HO
O
N
H
O
NH
HO
Tc
H N
O
N
H
Región para quelar el radiometal (99mTc)
O
O
OH
Figura 1. Representación esquemática de radiofármacos de primera generación (arriba)
segunda generación (en medio) y tercera generación (abajo) [2].
ix
Figura 2. Identificación química del radiofármaco HYNIC-TOC radiomarcado con Tc-99m por
espectroscopía de masas (arriba) y U. V./radio-HPLC (abajo) [2].
Es importante mencionar que el cálculo de la Mecánica Molecular (MM) es también una
herramienta útil en la explicación de resultados experimentales asociados con el
reconocimiento molecular y estabilidad, debido a que esos fenómenos son regidos por fuerzas
intermoleculares como las electrostáticas y las de Van der Waals, puentes de hidrógeno,
interacciones de donador-aceptor y efectos hidrofóbicos. Para que un receptor reconozca un
potencial sustrato y, subsecuentemente, se unan, las dos especies deben ser complementarias
en tamaño, forma (geometría) y sitio de unión (energía) [18-20].
x
2.2 Caracterización bioquímica
“Las técnicas de obtención de imágenes moleculares, directa o indirectamente, monitorean
y registran la distribución espacio temporal procesos moleculares o celulares para aplicaciones
bioquímicas, biológicas, de diagnóstico o tratamiento” [21]. La molécula blanco, para la imagen
molecular diagnóstica, debe ser cuidadosamente elegida y la elección debe hacerse teniendo
como base ensayos de unión específica (SB), de unión no específica (NSB) y de unión a
proteínas no blanco; así como la farmacocinética de la SB y NSB; metabolismo, diferenciación
de especies y sensibilidad [22].
Los criterios generales de diseño aplicados al desarrollo de radiofármacos receptorespecíficos están dictados por la localización en el cuerpo/órgano de las proteínas blanco y si
están dichos receptores expresados extra o intracelularmente. Además, otros parámetros que
determinan la calidad de la imagen incluyen la densidad de estos blancos y la unión no
específica [23].
Los estudios de unión a receptores son hechos para determinar la afinidad del radiofármaco
por su molécula blanco. Estos ensayos son llevados a cabo en membranas celulares,
membranas de tejido o en células intactas de tejido. Los dos principales tipos de experimentos
de unión son los estudios de saturación y de competencia.
Los estudios de saturación son llevados a cabo por incubación de las membranas, el
competidor y un incremento en la concentración del radioligante, por un periodo de tiempo a
temperatura ambiente. A una concentración más alta de la sustancia radiactiva todos los
receptores se encuentran ocupados (saturados) por el ligante radiactivo. Las membranas son
separadas de la mezcla de incubación por filtración. Cuando los ligantes se unen al tejido, lo
hacen usualmente en más de un sitio. La unión específica (SB) es la que se lleva a cabo en el
receptor que se está estudiando. Otros sitios de enlace, por ejemplo otros receptores, proteínas
de tejido, el tubo de ensaye o los filtros de fibra de vidrio, pueden ser sitios de unión no
específica (NSB), la SB es obtenida de la diferencia entre de la unión no específica a la unión
total (TB).
La curva de saturación es obtenida por la gráfica de la concentración del radioligante
adicionado contra la concentración del ligante unido. Los experimentos de saturación sirven
para determinar la constante de disociación (Kd), que es una medida de la afinidad de un
ligante por su receptor, y Bmáx, que es el número total de sitios receptores en la membrana que
se estudió. El valor de Kd es igual a la concentración de radioligante que se requiere para
ocupar el 50% de los receptores y es calculada usando una gráfica Scatchard (concentración
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.
Unido/Libre
0.04
0.02
Kd = 0.16 nM
-12
βmax = 5.836 x 10 M
0.00
1.50E-012
3.00E-012
4.50E-012
6.00E-012
Unión(M)
99m
Figura 3. Afinidad del
Tc-HYNIC-TOC en membranas de células de cáncer pancreático
AR42J que expresan receptores de somatostaina (gráfica de Scatchard) [2,3].
xi
Los ensayos de competencia están 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 método 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 incubación por filtración y lavado. La curva de
competencia es obtenida graficando el porcentaje de actividad unida a las membranas contra la
concentración del competidor (fig. 4). La SB, NSB e IC50 (la concentración del competidor que
inhibe el 50% de la unión con el radioligante), puede ser calculada con una regresión no lineal
usando la siguiente fórmula:
Y = NSB + SB
1 + X


IC 50 

donde Y es la actividad y X la concentración del competidor (nM).
5
99m
Radiofármaco: Tc-HYNIC-TOC
Competidor: TOC
Membranas: AR42J
Unión no específica 0.80 ±0.06
Unión específica
3.41 ±0.09
IC50 0.40 ±0.06
Unión(% del total)
4
3
2
1
0
1E-3
0.01
0.1
1
10
100
1000
Concentración (nM)
99m
Fig. 4. Curva de competencia del
Tc-HYNIC-TOC en membranas de células de cáncer
pancreático AR42J que expresan receptores de somatostaina (Especificidad) [2,3].
La curva de competencia obtenida debe mostrar un desplazamiento específico del
radioligante por el competidor si el ligante mantiene su afinidad por el receptor. Si la
concentración del radioligante y la afinidad por el receptor son conocidas, el valor Ki (la
constante de disociación en el equilibrio por un inhibidor competitivo del receptor) puede ser
obtenido del valor IC50 usando la ecuación Cheng-Prusoff [24].
Ki =
IC50
D
1+
KD
Donde D es la concentración del radioligante y KD es la constante de disociación de la unión
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 cinética de la unión y el grado de internalización y externalización de los radiofármacos
en células vivas son parámetros importantes que se evalúan frecuentemente como parte de la
caracterización bioquímica además de las pruebas mencionadas antes [25-33].
xii
2.3 Evaluación in vivo
La evaluación preclínica de los radiofármacos incluye estudios In vivo tanto de
biodistribución como de toxicidad en animales. Los estudios de biodistribución en un modelo
animal normal identifican patrones de distribución en órganos y de excreción. Los animales con
tumores malignos inducidos (usualmente ratones atímicos) son usados para determinar la
unión específica a los receptores que están sobre-expresados en células cancerosas. Los
estudios de bloqueo, inyectando simultáneamente el radiofármaco (radioligante) y un exceso
de ligante no radiactivo, son útiles para determinar el grado de captación específica. Los
animales con tumores malignos inducidos son esenciales para evaluar la eficacia terapéutica.
Los estudios de toxicidad están enfocados a la toxicidad potencial química de los
componentes, no del radionúclido, ya que son sólo cantidades muy pequeñas del elemento
radiactivo son las que están presentes en el radiofármaco.
2.4 Receptores de péptidos reguladores
Los receptores de péptidos reguladores están sobre-expresados en numerosas células
cancerígenas. Esas moléculas han sido usadas como blancos moleculares de péptidos
radiomarcados para localizar tumores cancerosos. Los resultados clínicos exitosos obtenidos
durante la última década con la obtención de imágenes moleculares de los receptores de
somatostatina, que se encuentran sobre-expresados en
las células de los tumores
neuroendocrinos, han sido extendidos al estudio de otros radiopéptidos para hacer blanco en
otros receptores asociados al cáncer como el péptido liberador de gastrina, colecistoquinina,
péptidos ligantes para receptores de integrinas o neurotensina. La mejora de los radiopéptidos
análogos está permitiendo una imagen molecular específica de diferentes tipos de tumores,
incluyendo cáncer de mama, próstata, intestino, páncreas y de cerebro [34-37].
2.4.1 Bombesina
Como ejemplo de podemos citar a la bombesina (BN). La BN (BN,14 aminoácidos) fue
aislada de la piel de la rana y pertenece a un amplio grupo de neuropéptidos con muchas
funciones biológicas. El equivalente humano es el péptido liberador de la gastrina (GRP, 27
aminoácidos) y sus receptores (r-GRP) que están sobreexpresados en las membranas de las
células de diversos tumores. El GRP y la bombesina difieren por sólo uno de los 10 residuos
carboxílicos y eso explica una actividad biológica similar de las dos moléculas [34]. La unión
fuerte y específica BN-GRP-r es la base del marcado de la BN con radionúclidos [36-55].
El receptor subtipo 2 de bombesina (receptor GRP) está sobreexpresado en varios tumores
humanos incluyendo mama, próstata, células pulmonares y cáncer pancreático [36]. Se han
desarrollado varios radiofármacos análogos de BN. Los conjugados de BN radiomarcada
hacen blanco en los receptores BN1 y BN3 y han sido desarrollados también para dirigirse a
otros tipos de cáncer [45, 46]. No obstante, la mayoría de los análogos de la bombesina
marcados con 99mTc tienden a acumularse en el hígado e intestino debido a su alta lipofilia [37,
45-52]. La gran acumulación de radiactividad puede interferir durante la detección de cánceres
positivos BN/GRP y sus metástasis en las áreas abdominales.
La Demobesina-1 se ha reportado como un análogo de BN selectivo con un grupo quelante
-N4- para una unión estable con tecnecio-99m y con una baja eliminación hepatobiliar [26].
Este péptido ha mostrado una alta afinidad en preparaciones de membranas humanas de
adenocarcinoma PC-3 humano. Los valores de IC50 determinados para Demobesin-1 y Tyr4BN son 0.70 y 1.5 nM respectivamente, mientras que la Kd definida para 99mTc/99TcDemobesin-1 fue de 0.67 nM después de la inyección en ratones sanos, 99mTc-Demobesin-1
se acumuló muy eficientemente en los órganos blanco (páncreas, tracto gastrointestinal) vía
mediación GRP-R., como es demostrado por experimentos de bloqueo de receptores in vivo.
Igualmente se mostró una alta incorporación mediada por GRP-R después de la inyección a
ratones atímicos 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 <0.60 nM. Los estudios in vitro en células
PC-3 mostraron una rápida incorporación e internalización. 99mTc-Demobesin-3 y 4 se
excretan primordialmente por vía renal [53].
Lin et al. [54] reportó otro análogo de BN marcado con 99mTc con alta afinidad, [DTPA1,
99m
Lys3 ( Tc-Pm-DADT), Tyr4]BN, teniendo un modificador farmacocinético incorporado, DTPA
99m
y marcado con
Tc usando un diaminedithiol quelante hidrofílico (Pm-DADT) produce una
menor excreción hepatobiliar. Los estudios de unión in vitro, usando membranas de células
PC-3 de cáncer de próstata humanas, mostraron que Ki para [DTPA1, Lys3 (99mTc-Pm-
xiii
DADT),Tyr4]BN de 4.1 nM. Los estudios de biodistribución para [en ratones normales revelaron
una muy baja acumulación de radiactividad en hígado e intestinos. Hubo una incorporación
significativa en páncreas, que expresaba receptores BN/GRP [54].
La disponibilidad de un método de radiomarcado simple y reproducible es esencial en el
99m
desarrollo de radiofármacos para el uso clínico rutinario, el
Tc-EDDA/HYNIC-[Lys3]-BN,
obtenido a partir de núcleo-equipos liofilizados, ha sido reportado como un radiofármaco con
alta estabilidad en suero humano, unión específica a los receptores y rápida internalización.
Los datos de biodistribución en ratones mostraron una rápida depuración sanguínea con
excreción renal predominante y alta captación en tejidos positivos para receptores GRP como
el páncreas y tumores PC-3 [55].
2.4.2 RGD y UBI
La angiogénesis, o la formación de nuevos vasos sanguíneos, es un proceso controlado
por ciertos productos químicos producidos por el cuerpo. El producto químico que hace que
este proceso se detenga se llama inhibidor de la angiogénesis. El cáncer se disemina por
medio de la formación de nuevos vasos sanguíneos, los cuales suministran oxígeno y
sustancias nutritivas a las células cancerosas, ayudando a que las células crezcan, invadan los
tejidos cercanos y se diseminen a otras áreas del cuerpo (metástasis).
Las integrinas son receptores que median la adhesión celular y regulan la formación de
complejos de señalización. El bloqueo de integrinas utilizando anticuerpos o péptidos que
contienen la secuencia RGD (-Arg-Gly-Asp-) pueden ser utilizados para la inhibir la
angiogénesis. En la búsqueda de inhibidores de la diseminación tumoral, las integrinas y
algunas moléculas asociadas a ellas son importantes blancos moleculares farmacológicos. Con
radiofármacos del tipo 99mTc-HYNIC/EDDA-ciclo-Lys-D-Phe-RGD y el dímero 99mTc-HYNIC-cRGDfK pueden obtenerse imágenes in vivo de integrinas y detectar procesos de angiogénesis,
lo cual permitiría diagnosticar de manera específica una amplia gama de tumores primarios y
sus metástasis [56].
Otra aplicación no oncológica que amerita el desarrollo de un radiofármaco de blancos
moleculares específicos es la detección por imagen de procesos infecciosos. Para un paciente
diabético realizarle una biopsia para confirmar un proceso infeccioso puede ser de muy alto
riesgo. Para un paciente con cáncer un radiofármaco específico que diferencie una metástasis
de una infección por imagen puede resultar muy oportuno en la decisión del tratamiento a
seguir. La ubiquicidina 29-41 (UBI), es un fragmento de un péptido catiónico antimicrobiano
localizado en la piel humana. El derivado UBI 29-41 radiomarcado con Tc-99m ha demostrado
una alta utilidad en la detección específica de focos infecciosos [57].
Referencias
1.
Kowalsky, R. J.; Falen, S. W.; Radiopharmaceuticals in Nuclear Pharmacy and Nuclear
Medicine; American Pharmacist Association DC, 2004; pp. 256-277.
2. Mahmood, A.; Jones, A. G.; in Handbook ok Radiopharmaceuticals; Welch, M. J.;
Redvanly, C. S. eds.; John Wiley & Sons; England, 2003; pp. 323-362.
3. Tisato, F.; Bolzati, C.; Porchia, M.: Refosco, F.; Mass Spectrometry Reviews; 2004, 23,
309.
4. Ma, Y.; Eckelman, W. C.; Huang, B. X.; Channing, M. A.; Nucl. Med. Biol.; 2002, 29, 125.
5. Hyllbrant, B.; Tyrefors, N.; Markides, K. E.; Langstrom, B.; J. Pharm. Biomed. Anal., 1999,
20, 493.
6. Liu, S.; Ziegler, M. C.; Edwards, D. S.; Bioconjug. Chem., 2000, 11, 113.
7. Vanbilloen, H. P.; Cleynhens, B.; de Groot, T. J.; Maes, A.; Bormans, G.; Verbruggen, A.;
J. Pharm. Biomed. Anal., 2003, 32, 663.
8. Vanderghindte, D.; Van Eckhoudt, M.; Terenwinghe, C.; Mortelmans, L.; Mormans, G.;
Verbruggen, A.; Vanbilloen, H. P.; J. Pharm. Biomed. Anal.; 2003, 32, 679.
9. Verduyckt, T.; Kieffer, D.; Huyghe, D.; Cleynhens, B.; Verbeke, K.; Verbruggen, A.;
Bormans, G.; J. Pharm. Biomed. Anal.; 2003, 46, 669.
10. von Guggemberg, E.; Sarg, B.; Linder, H.; Melendez-Alafort, L.; Mather, S. J.; Moncayo,
M.; Decristoforo, C.; J. Label. Compd. Radiopharm. 2003, 46, 307.
11. Greenland, W. E. P.; Blower, p. J.; Bioconjug. Chem. 2005, 16, 939.
12. Ma, Y.; Kiesewetter, D. O.; Jagoda, E. M.; Huang, B. X.; Eckelman, W. C.; J. Chromatogr.
B. Analyt, Technol. Biomed. Life Sci., 2002, 766, 319.
xiv
13. Bauer, C.; Bauder-Wuest, U.; Mier, W.; Haberkorn U.; Eisenhut, M.; J. Nucl. Med. Biol.;
2005, 46, 1066.
14. Boswell, C. A.; McQuade, P.; Weisman, G. R.; Wong, E. H.; Anderson, C. J.; Nucl. Med.
Biol. 2005, 32, 29.
15. Toft, K. G.; Oulie, I.; Skotland, T.; J. Chromatogr B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci.,
2005, 829, 91.
16. Vanbilloen, H. P., Kieffer, D., Cleynhens, B. J.; Bormans, G.; Mortelmants, L.; Verbruggen,
A.; Nucl. Med. Biol.; 2005, 32, 607.
17. Kieffer, D.; Cleynhens, B. J.; Vanbilloen, H. P.; Rattat, D.; Terwinghe, C. Y.; Mortelmans,
L.; Bormans, G.; Verbruggen, A.; Bioorg. Med. Chem. Lett., 2006, 16, 382.
18. Ferro-Flores, G.; Ramírez-Cruz, F. M.; Tendilla, J. L.; Pimentel-González, G.; Murphy, C.
A.; Meléndez-Alafort, L.; Ascencio, J. A.; Croft B. Y.; Bioconjug. Chem., 1999, 10, 726.
19. Meléndez-Alfort, L.; Ramírez-Cruz, F. M.; Ferro-Flores, G.; Murphy, C. A.; Pedraza-López,
M.; Hnalowich, D. J.; Nucl. Med Biol., 2003, 30, 605.
20. Ferro-Flores, G.; Ramírez-Cruz, F. M.; Meléndez-Alafort, L.; Murphy, C. A.; PedrazaLópez, M.; Appl. Rad. Isot.. 2004, 61, 1261.
21. Thakur, M.; Lentle, B. C.; Radiology, 2005, 236, 753.
22. Eckelman, W. C.; Mathais, C. A.; Nucl. Med. Biol., 2006, 33, 1.
23. Knight, L. C.; in Handbook of Radiopharmaceuticals; Welch M. J. and Redvanly C. S. eds.
John Wiley & Sons: England, 2003; pp. 643-684.
24. Cheng, Y. C.; Prusoff, W. H.; Biochem. Pharmacol., 1973, 22, 3099.
25. Decristoforo, C.; Meléndez-Alafort, L.; Sosabowski, J. K.; Mather, S. J.; J. Nucl. Med.,
2004, 41, 1114.
26. Maina, T.; Nock, B.; Nikolopuolou, A.; Eur. J. Nucl. Mol. Imaging. 2002, 29, 742.
27. Maina, T.; Nock, B.; Nikolopuolou, A.; Ciotellis, E.; Loudos, G.; Maintas, D.; Reubi, J. C.;
Maina, T.; Eur. J. Med. Mol. Imaging. 2003, 30, 247.
28. Smith, C. J.; Gali, H.; Sieckman, G. L.; Hayes, D. L.; Owen, N. K.; Mazuru, D. G., Volkert,
W. A.; Hoffman, T. J.; Nucl. Med. Biol., 2003, 30, 101.
29. von Guggemberg, E.; Béhé, M.; Beher, T. M.; Saurer, M.; Seppi, T.; Decristoforo, C.;
Biocojug. Chem., 2004, 15, 864.
30. Maina, T.; Nock, B.; Zhang, H.; Nikopulou, A.; Waser, B.; Reubi, J. C.; Maecke, H. R.; J.
Nucl. Med., 2005, 46, 823.
31. Nock, B.; Maina, T.; Béhé, M.; Nikolopuolou, A.; Gotthard, M.; Schmitt, J. S.; Beher, T. M.;
Maecke, H. R.; J. Nucl. Med., 2005, 46, 1727.
32. Storch, D.; Béhé, M.; Walter, M. A.; Chen, J.; Powell, P.; Mikolajczak, R.; Maecke, H. R.; J.
Nucl. Med., 2005, 46, 1561.
33. Nikolopuolou, A.; Maina, T.; Sotiriou, P.; Cordopatis, P.; Nock, B.; J. Pept. Sci., 2006, 12,
124.
34. Reubi, J. C.; Endocrine Reviews, 2003, 24, 389.
35. Reubi, J. C.; Maecke, H. R.; Krenning, E. P.; J. Nucl. Med., 2005, 46, 67S.
36. Murphy C.A., Ferro-Flores (2003) Biomoléculas marcadas con Tc-99m: Imágenes
moleculares. Rev. Compuestos de Tecnecio. Editado por el Instituto Nacional de Ciencias
Médicas y Nutrición Salvador Zubirán. ISBN-968-6499-40-7 p113-131.
37. Ferro-Flores G., Murphy C.A., Meléndez-Alafort L. Third Generation Radiopharmaceuticals
for Imaging and Targeted Therapy. Current Pharmaceutical Analysis 2(4): 339-352 (2006).
38. Baidoo, K. E.; Lin, K. S.; Zhan, Y.; Finley, P.; Scheffel, U.; Wagner, H. N.; Biocunjug.
Chem., 1998, 9, 218.
39. Labella, R.; García-Garayoa, E.; Langer, M.; Bläuenstein, P.; Beck-Sickinger, A. G.;
Schubiger, P. A.; Nucl. Med. Biol., 2002, 29, 553.
40. Varvarigou, A. D.; Scopinaro, F.; Leondiadis, L.; Corleto, V.; Schillaci, O.; De Vicentis, G.;
Cancer Biother. Radiopharm., 2002, 17, 317.
41. Scopinaro, F.; Varvarigou, A. D.; Ussof, W.; De Vicentis, G.; Sourlingas, T. G.;
Evangelatos, G. P.; Cancer Biother. Radiopharm., 2002, 17, 327.
42. Scopinaro, F.; De Vicentis, G.; Varvarigou, A. D.; Laurenti, C.; Iori, F.; Remediani, S.; Eur.
J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2003, 30, 1378.
43. Alves, S.; Paulo, A.; Correia, J. D. G.; Gano, L.; Smith, C. J.; Santos, I.; Bioconjug. Chem.,
2005, 16, 438.
44. Faintuch, B. L.; Santos, R. L. S. R.; Souza, A. L. F. M.; Hoffman, T. J.; Greeley. M.; Smith,
C. J.; Syth. Reac. Inorg. Met-Org. Nano-Met. Chem., 2005, 16, 438.
45. Smith, J. C.; Volkert, W. A.; Hoffman, T. J.; Nucl. Med. Biol., 2005, 32, 733.
xv
46. Zhang, H.; Chen, J.; Waldherr, C.; Hinni, K.; Waser, B.; Reubi, J. C.; Cancer Res., 2004,
64, 6707.
47. Krenning, E. P.; Breeman, W. A. P; Kooij, P. M.; Lameris, J. S.; Bakker, W. H.; Koper. J.
W.; Ausema, L.; Reubi, J. C.; Lamberts, S. W. J.; Lancet., 1989, 1, 242.
48. Krenning, E. P.; Kwekkeboom, D. J.; Bakker, W. H.; Breeman, W. A. P.; Kooij, P. M.; Oei,
H. Y.; va Haggen, M.; Postema, P. T. E.; de Jong, M.; Visser, T. J.; Reijs, A. E. M.;
Hofland, L. J.; Koper, J. W.; Lamberts, S. W. J.; Eur. J. Nucl. Med., 1993, 20, 716.
49. de Jong, M.; Breeman, W. A.; Bernard, H. F.; van Gameren, A.; Srinivasa, A.; Krenning, E.
P.; J. Nucl. Med., 2000, 41, 41P.
50. Von-Guggenberg, E.; Mikolajczak, R.; Janota, B.; Riccabona, G.; Decristoforo, C.; J.
Pharm. Sci., 2004, 93, 2497.
51. González-Vázquez, A.; Ferro-Flores, G.; Arteaga de Murphy, C.; Gutiérrez-García, Z. Appl.
Rad. Isot., 64(7):792-797 (2006).
52. Decristoforo, C.; Mather, S. J.; Cholewinski, W.; Donnemiller, E.; Riccabona, G.; Moncayo,
R.; Eur. J. Nucl. Med., 2000, 27, 1318.
53. Nock, B. A.; Nikoloupou, A.; Galanis, A.; Cordopatis, P.; Waser, B.; Reubi, J. C.; Maina, T.;
J. Med. Chem., 2005, 48, 100.
54. Lin, K. S.; Luu, A.; Baidoo, K. E.; Hashemzadeh-Gargari, H.; Chen, M. K.; Brenneman, K.;
Bioconjug. Chem., 2005, 16, 43.
55. Ferro-Flores, G.; Murphy, C. A.; Rodríguez-Cortés, J.; Pedraza-López, M.; RamírezIglesias, M. T.; Nucl. Med. Commun., 2006, 27, 371.
56. Liu, S.; Hsieh, W.Y.; Kim, Y.S.; Mohammed, S.I.; Bioconjug. Chem., 2005, 16, 1580.
57. Kumar V. Q J Nucl Med Mol Imaging 2005, 49, 325.
xvi
xvii
RADIOFÁRMACOS PARA TERAPIA PALIATIVA DEL DOLOR EN
METÁSTASIS ÓSEAS
Henia Balter
En los últimos 10 años se han producido grandes avances tanto en el desarrollo de
radionucleidos para terapia como de moléculas carrier. Uno de los primeros campos de
aplicación de radiofármacos terapéuticos ha sido el tratamiento de metástasis óseas,
fundamentalmente con un fin de terapia paliativa del dolor.
Las metástasis óseas se desarrollan en aproximadamente el 50% de los pacientes con cáncer
de mama o de próstata, y el tratamiento de esas metástasis con radiofármacos 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 revisión de
métodos para tratar el dolor óseo Dentro de los métodos que involucran radiaciones, la
radioterapia externa ha demostrado efectividad en el alivio del dolor pero su aplicación está
limitada al tratamiento localizado cuando hay pocos sitios específicamente comprometidos con
metástasis, dado que un tratamiento mas extensivo produce efectos adversos tales como
nauseas y vómitos. Por otra parte su aplicación en tórax y abdomen, debido a la presencia de
órganos altamente sensibles a las radiaciones que podrían afectarse se encuentra limitada.
Dado que las metástasis están frecuentemente diseminadas, la radioterapia sistémica con
radiofármacos es la mejor elección dado que provee alivio del dolor, duradero, y con mínimos
efectos adversos; si bien pueden presentarse alteraciones reversibles de la formula sanguínea.
Los radiofármacos para terapia paliativa del dolor deben poseer determinadas
características:
1. Alta afinidad por el tejido óseo afectado y permanencia en el mismo.
2. Emisor beta o emisor de electrones.
3. Energía suficiente para llegar a las células responsables del dolor
4. Período de semidesintegración suficientemente largo para producir una dosis de
radiación que destruya o dañe irreversiblemente las células afectadas.
El mecanismo de acción de estos radiofármacos terapéuticos está vinculado a su afinidad
por el tejido óseo maduro (hidroxiapatita), con particular, afinidad por regiones con actividad
osteoblástica donde el fosfato de calcio amorfo está siendo depositado; como lo son las zonas
circundantes a las metástasis. Estos sitios de captación pueden ser identificados y localizados
99m
99m
por radiofármacos de diagnóstico óseo como el
Tc-MDP y el
Tc-HEDP lo que orienta el
tratamiento.
En la tabla 1 se indican las propiedades de algunos radiofármacos de aplicación en terapia
paliativa del dolor óseo
Radiofármaco
32
P-Fosfato de sodio
Sr-Cloruro de estroncio
186
Re-HEDP
188
Re-HEDP
153
Sm-EDTMP
177
Lu-EDTMP
117m
Sn-DTPA
89
T1/2
días
14.3
50.5
3.8
0.7
1.9
6.7
13.6
E Máx
MeV
1.71
1.46
1.07
2.11
0.81
0.50
0.13a
0.15a
E Media
MeV
0.70
0.58
0.35
0.76
0.23
0.13
Rango
mm
3.0
2.4
1.1
3.5
0.6
0.7
0.2
0.3
E MeV
(abundancia)
No presenta
0.910 (0.009%)
0.137 (9%)
0.155 (15%)
0.103 (28%)
0.208 (11%)
0.159 (86%)
Modificado de Kowalski-Falen1
a
Electrones de conversión interna
xviii
32
P-Fosfato de sodio
Fue uno de los primeros agentes empleados en el tratamiento de metástasis óseas siendo
efectivo en 60% a 90% para la paliación del dolor. Presenta el inconveniente de que, al estar
involucrado en muchos procesos metabólicos y particularmente en el sistema hematopoyético,
puede afectar los mismos y en especial causar depresión de la médula ósea.
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
3
32
niveles más elevados de mielosupresión, son más importantes . El P-Fosfato de sodio es
una solución transparente e incolora de pH: 5.0-6.0 que se puede administrar por vía parenteral
u oral. La reducción del dolor aparece entre 5 y 14 días después de su administración.
89
89
Sr-Cloruro de estroncio ( Sr-SrCl2)
Este radiofármaco fue aprobado por la FDA en el año 1993. Se suministra como solución
estéril inyectable de concentración 1mCi/mL (37MBq/mL). La dosis recomendada a administrar
es de 40 a 60 uCi/kg (1.48 a 2.22 MBq/kg) por infusión en 1-2 minutos. La dosis puede
repetirse después de un tiempo no menor a 90 días. El alivio del dolor aparece entre 1 y 3
semanas y tiene una duración de 4 a 6 meses4
Dado que este radiofármaco afecta la médula ósea, 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 tóxico.
El alivio del dolor está 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 relación dosis4
respuesta, según una revisión realizada por Serafini . En un bajo porcentaje de los pacientes
se produce un incremento del dolor en los primeros días después del tratamiento que se calma
con analgésicos que no produzcan efectos sobre la coagulación. No se producen nauseas,
vómitos ni caída del cabello como en la quimioterapia.
El mecanismo de acción es similar al del calcio y se produce en los sitios de actividad
osteogénica. Aproximadamente el 70% de la dosis es retenida por el esqueleto. La eliminación
es por vía renal (2/3) y fecal (1/3)
89
Dado que el Sr tiene emisión gamma muy poco abundante (0.009%) su medición en el
calibrador de dosis está basada en el efecto bremsstrahlung, altamente dependiente de la
geometría, por lo cual debe estandarizarse cuidadosamente la metodología5.
153
Sm-Etilendiaminotetrametilenfosfonato (153Sm-EDTMP)
Se presenta en forma de solución acuosa inyectable, estéril, incolora o ligeramente ámbar
y se administra por vía intravenosa. El pH debe estar entre 7.0 a 8.5. La concentración 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.
153
Debido a que el emisor beta Sm es también emisor gamma (103keV), pueden obtenerse
imágenes que permiten la localización de las metástasis y determinar la dosimetría interna. Su
período de semidesintegración de 46.3 hs hace que produzca una dosis de radiación intensa
durante un tiempo de irradiación corto, lo cual se postula, puede producir un alivio más rápido
del dolor y un menor daño a médula ósea. El mecanismo de localización en metástasis es
similar al del 99mTc-MDP6, pero se produciría una hidrólisis a nivel de superficie del hueso7. Se
elimina en 4-6hs post adiministración y su permanencia en tejido óseo esta directamente
8
asociada a las metastasis . El órgano crítico es la superficie del hueso.
89
La mielotoxicidad es similar a la del SrCl2.
xix
La medicion de actividad en el calibrador de dosis también debe ser cuidadosamente
5
estandarizada dada la dependencia de la geometría para la medición de emisores beta .
177
Lu- Etilendiaminotetrametilenfosfonato (177Lu- EDTMP)
El 177Lu es un emisor beta de menor energía que el 153Sm y con un periodo de
semidesintegración mayor, por lo que se encuentra en etapa de investigación clínica a fin de
evaluar su eficiencia terapéutica y los beneficios del punto de vista de irradiación mas
9,10
focalizada en las metástasis produciendo menor daño a hueso sano .
186
188
Re-Hidoxietilendisodiofosfonato (186Re-HEDP) y
188
Re-Hidoxietilendisodiofosfonato ( Re-HEDP)
Las similitudes químicas entre el Renio y el Tecnecio, y la posibilidad de marcar con ellos
diversos fosfonatos hacen que estos radiofármacos tengan mucha potencialidad.
188
Además el
Re tiene la ventaja adicional de ser obtenido mediante un sistema generador
basado en el par 188Tungsteno/188Renio que permite la elución de soluciones de 188Reperrenato en el laboratorio y la preparación del radiofármaco a partir de un kit.
11
Se han desarrollado kits para la preparación del radiofármaco, de marcación sencilla y
con elevada pureza radioquímica por lo que no se requiere purificación.
El periodo de semidisintegración corto de ambos isótopos del Re (89 hs y 17hs) permite la
administración de altas actividades y la posibilidad de repetir el tratamiento.
En el caso de 186Re-HEDP estudios que involucran 37 pacientes con metástasis derivadas
de cáncer de próstata, cáncer de mama y otros tipos, presentaron un 77% de respuesta
12
después de una única dosis de 34mCi (1258 MBq) con una reducción del dolor del 60%
Se han realizado estudios con 188Re-HEDP13 en una muestra de 21 pacientes mediante
administración tanto de dosis únicas como múltiples, 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 disminución del 60%
del dolor, si bien no se detectaron diferencias significativas entre quienes recibieron dosis única
o múltiple, siendo importante destacar que todos los niveles de dosis fueron bien tolerados.
117m
Sn-Acido Dietilentriaminopentaacetico (117mSn-DTPA)
117m
117
El
Sn se produce por una reacción de dispersión elástica neutrónica sobre
Sn. El
Sn decae por transición isomérica (159keV) y produce electrones de conversión interna
(127 a 129 keV y 152 keV). En función de esas energías bajas y la conversión interna, se
14
estima que la relación de dosis entre hueso y médula ósea es de 9 a 1 . Este aspecto es muy
útil a fin de minimizar el daño a médula, aportando simultáneamente una alta dosis de radiación
a las metástasis. El estudio comparativo de 117mSn-DTPA y 32P-Fosfato en estudios en
animales muestra una ventaja terapéutica de 8 a 1 a favor del primero15.
117m
Un estudio clínico 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 relación dosis-respuesta si bien se alcanza más
rápidamente el alivio del dolor con las dosis mayores
xx
Referencias
1. Kowlasky, RJ, Falen SW.; Radiopharmaceuticals in Nuclear Pharmacy and Nuclear
Medicine, 2nd edition, APhA, 2004.
2. Silberstein EB. Dosage and response in radiopharmaceutical therapy of painful osteoblastic
metastases. Semin. Radiat. Oncol.2000;10:240-9.
3. Nair, N.; Relative efficacy of 32P and 89Sr in palliation in skeletal metastases. J Nucl Med.
1999;40:256-61.
4. Serafini, AN; Therapy of metastatic bone pain. J NuclMed. 2001;42:895-906.
5. Herold, TJ; Gross, GP; Hung, JC. A technique for measurement of strontium-89 in a dose
calibrator. J Nucl Med Technol. 1992;22:110.
6. Eary,JF; Collins, C.; Stabin,M; et al. Samarium-153-EDTMP biodistribution and dosimetry
estimation. J Nucl Med. 1993;34:1031-36.
7. Goekeler, WF; Troutner, DE; Volkert, WA, et al. 153Sm radiotherapeutic bone agents. Nucl
Med Biol. 1986;13:479-82.
8. Resche I; Chatal, JF; Pecking, A, et al. A dose-controlled study of 153Smethylenediaminetetramethylenephosphonate (EDTMP) in the treatment of patients with
painful bone metastases. Eur J Cancer. 1997;33:1583-91.
9. Sola GAR, Arguelles MG, Bottazzini DL, Furnari JC, Parada IG, Rojo A, Ruiz HV. Lutetium177-EDTMP for bone pain palliation. Preparation, biodistribution and pre-clinical studies.
Radiochim. Acta 88 (2000) 157
10. Garnuszek P, Pawlak D, Licińska I. Development of the Freeze-Dried Kit for Preparation of
EDTMP Chelates with Radio-Lanthanides and Tc-99m. J Labelled Cpd Radiopharm 44
Suppl. 1 (2001) S614
11. Verdera, ES, Gaudiano, J; Leon, A; Martinez, G; Robles, A; Savio, E; Leon, E.; Mc Pherson,
DW; Knapp, FF; Rhenium-188-HEDP-kit formulation and quality control; Radiochimica Acta,
1997, 79,113-117.
12. Maxon HR, Schroder LE, et al. Rhenium-186 (Sn) HEDP for Treatment of Painful Osseous
Metastases: Results of a Double-blind Crossover Comparison with Placebo. J. Nuc. Med,
1991, 32: 1077-1881.
13. Savio, E.; Gaudiano, J.; Robles, A.; Balter, H.; Paolino, A.; López, A.; Hermida, J.C.; De
Marco, E.; Martínez, G.; Osinaga, E.; Knapp, F.F. Jr.; 188Re-HEDP: Pharmacokinetics
characterization, clinical and dosimetric evaluation in osseous metastatic patients with two
levels of radiopharmaceutical dose, BMC Nuclear Medicine, 2001, 1:2.
14. Atkins, HL; Mausner, LF; Srivastava, SC., et al. Tin-117m(4+)-DTPA for palliation of pain
from osseous metastases: a pilot study. J Nucl Med. 1995;36:725-9
15. Bishayee, A; rao, DV; Srivastava, SC et al. Marrow-spaing effects of 117mSn(4+)
diethylenetriaminepentaacetic acid for radionuclide therapy of bone cancer. J Nucl
Med.2000;41:2043-50
16. Srivastava SC, Atkins, HL, Krishnamurthy,GT, et al. Treatment of metastatic bone pain with
Tin-117m stannic diethylenetriaminepentaacetic acid: a phase I/II clinical study. Clin.Cancer
Res. 1998;4:61-8
xxi
RADIOFÁRMACOS PARA TUMORES NEUROENDOCRINOS. ANÁLOGOS
DE LA SOMATOSTAINA
Marycel Figols de Barboza
1. Introducción
Durante varios años fue un desafío para los oncólogos encontrar un medio potencial o una
herramienta simple para identificar, localizar y tratar neoplasmas en humanos en un estado
inicial de desarrollo. Durante 20 años los anticuerpos monoclonales se volvieron populares
como una arma mágica para ser utilizados en el cáncer, entretanto, esa fascinación y simple
principio se tornó difícil para transportar a la realidad tan deseada, principalmente debido a la
gran masa molecular ( 150 kDa) de los anticuerpos.
En los últimos años diversos compuestos o drogas basados en anticuerpos monoclonales o
fragmentos se tornaron comercialmente disponibles para diagnóstico y terapia del cáncer, en
particular de neoplasias hematológicas. En la década del 80, una alternativa en el marcaje de
anticuerpos surge en la forma de un pequeño (1.5 kDa) péptido radiomarcado, un análogo de la
somatostatina, el cual conduce a un mejor entendimiento del proceso neoplásico. 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 método para la
localización “in vivo” de esos tumores y sus metástasis, usando una inyección endovenosa de
análogos de la somatostatina radiomarcada y realizando centellografías de los referidos
receptores.
Los péptidos son compuestos que contienen aminoácidos (ácidos α-amino carboxílicos)
unidos por enlaces peptídico, es decir por la unión del carboxilo terminal de un aminoácido y el
amino terminal del siguiente. En contraste con las proteínas generalmente no poseen una
estructura tri-dimensional bien definida (terciaria). Diseñados por naturaleza para estimular,
regular o inhibir numerosas funciones, actúan principalmente como transmisores de
información y coordinadores de actividades de varios tejidos en el organismo. Se ha
encontrado que tales sustancias están presentes en las células y fluidos del cuerpo en
cantidades extremadamente pequeñas; es por ello que los péptidos se consideran como
agentes ideales para aplicaciones terapéuticas. Por otro lado los péptidos son moléculas
pequeñas y fáciles de sintetizar, y se espera que sean rápidamente depurados de la
circulación.
La somatostatina es un péptido (14 amino ácidos) multifuncional, sintetizada en el
hipotálamo y páncreas, actúa como neurotransmisor a nivel del SNC y como hormona, en otros
sitios. La somatostatina posee un tiempo de vida media biológica extremadamente pequeño (23 minutos). Entre los varios efectos se destacan los inhibitorios: suprime la liberación de
hormona del crecimiento por la glándula pituitaria anterior, así como la liberación de otras
hormonas a nivel pituitario, pancreático y gastrointestinal; paralelamente, inhibe la proliferación
de ciertas células.
Cuando los tejidos que contienen receptores para la somatostatina llegan a ser
cancerígenos, estos receptores están expresados en las células tumorales, Los diversos tipos
de cáncer que se derivan de las células neuroendocrinas (pituitaria, tiroides y páncreas) y del
sistema nervioso producen niveles elevados de receptores de somatostatina.
xxii
Figura 1. Diversos análogos de la somatostatina
Algunos tipos de tumores, generalmente los del sistema endocrino o neurológicos, pueden
expresar una concentración de receptores de somatostatina hasta 1000 veces mayor que las
células normales, es por tal motivo que esta molécula posee un alto potencial para su uso en
diagnóstico. Los terminales nerviosos que reaccionan ante la somatostatina se localizan en
muchas otras áreas. Además de su función como inhibidor de la hormona de crecimiento, tiene
un importante efecto central sobre el comportamiento que sugiere una acción depresiva.
Prolonga los efectos sedantes e hipnóticos de los barbitúricos, reduce la actividad motora e
inhibe la frecuencia de descarga de muchas neuronas en diferentes regiones del cerebro.
El octreótido fue desarrollado como un análogo de la somatostatina para supresión de la
hipersecreción que controla los síntomas de enfermedades neuroendocrinas. Estos análogos
de somatostatina tienen menor posibilidad de inducir respuesta inmunogénica y poseen
receptores muy ávidos en el organismo humano. Aunque el primer trabajo en la obtención de
una imagen ”in-vivo” con un análogo de somatostatina surgió en 1976, el desarrollo presenta el
inconveniente de la rápida degradación del péptido nativo por las proteasas del plasma y
tejido. Por esta razón se han sintetizado varios análogos de somatostatina para prolongar el
tiempo de vida media ”in-vivo” e inhibir la acción de las amino y carboxi peptidasas.
xxiii
2. Análogos de la somatostatina (SST)
Los diferentes análogos de la SST proporcionaron una interpretación adicional de los
mecanismos internos de la localización. Fue en 1998 que Otto y colaboradores trataron el
primer paciente con acido 1,4,7,10-tetraazaciclododecano-N,N´,N” ,N”´- tetra acético (DOTA)
1
3
conjugaado al D-Phe -Tyr ]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 diagnóstico para detectar lesiones,
pudiendo ser reemplazado por Y-90 o Lu-177 para terapia. El Y-90 no presenta una fuerte
ligación al DTPA y puede ser liberado del DTPA “in-vivo”. 111In-DOTATOC puede ser
comparado al 111In- Octreoscan teniendo la misma precisión en el diagnóstico y además con
3
una excreción en sangre y tejidos más rápida. Por consiguiente, la sustitución del Phe3 por Tyr
3
no interfiere en la unión a los receptores de SST y siendo grupo Tyr hidrofílico estimula una
excreción renal rápida.
177
3
Kwekkeboon (2000) y colaboradores iniciaron el uso de Lu-DOTA-Octreotate. El Tyr Octreotate fue sintetizado originalmente como un análogo del Octreotide con un sitio favorable
para la radioyodación. El [Tyr3] Octreotate difiere del [Tyr3] Octreotide, en que el carbono
terminal del triptófano (Trp) contiene el ácido carboxílico tradicional en lugar del grupo alcohol.
Esto permite una mayor capacidad de internalización a las células tumorales y una mayor
depuración sanguínea. Sin embargo, la sustitución del aminoácido Phe3 por Tyr3 produjo un
incremento en las características hidrófilicas del complejo así como una mayor internalización
celular y captación 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
123
3
I-[ Tyr ]-Octreotide fue un agente de diagnóstico usado con suceso en las centellografías de
tumores neuroendocrinos, entretanto, se observaba una liberación de Yodo causando
captación de I-123 en hígado e intestino, que son comúnmente sitios de lesiones de origen
neuroendócrino, impidiendo su visualización. Otro factor limitante se refiere al costo, por ser
producido en ciclotrón, y al corto t1/2 del radioisótopo (13 horas). Las investigaciones que
llevaron a conjugar DTPA al péptido posibilitó el marcaje con radioisótopo como el In-111. La
principal vía de excreción del 111In-DTPA-Octreotide es la renal en contraste con la del
123
3
I-[ Tyr ]-Octreotide que es la hepatobiliar, debido a la pérdida de Yodo y a una degradación
del producto.
Los péptidos conjugados con DOTA, como los análogos estables [DOTA0-Tyr3]Octreotate
(DOTA-tate) y DOTATOC (figura 1) pueden ser marcados con radionucleidos emisores de
partículas β (Lu-177 o Y-90) de modo de ser utilizados con éxito en terapia de receptores
positivo de péptido (PRRT). Dichos compuestos presentan una gran afinidad por receptores de
somatostatina expresados en los tumores de origen neuroendócrino.
111
177
En estudios comparativos en pacientes, entre el
In-DTPA-Octreotido y el
LuDOTATATE, ambos tienen “clearence” sanguíneo similar, pero además con una menor
excreción renal y una captación 3 – 4 veces mayor en tumores para el 177Lu-DOTATATE,
estando correlacionado con la alta afinidad con los receptores SSTR2. La captación en hígado,
riñón y bazo son semejantes en ambos compuestos. La dosis absorbida en órganos es
generalmente intermediaria entre 111In-DTPA-Octreotido y 177Lu-DOTATATE.
Son reconocidos 5 subtipos de receptores de somatostatina (SSTRs). El péptido 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 SSTR1SSTR4 son expresados en diversas líneas celulares cancerígenas del sistema nervioso central
(CNS), colon, hígado, páncreas, pulmón, mama y piel.
xxiv
3. Métodos de marcaje de biomoléculas
3.1 Métodos Directos
Desde los años setenta, se han reportado en la bibliografía un importante número de
artículos con metodologías para el marcado directo e inespecífico de anticuerpos con Tc-99m
mediante cambios de pH, buffer, agentes reductores, etc., sin embargo se tenía poco
conocimiento del mecanismo del proceso, que se reflejó en la obtención de proteínas marcadas
99m
muy inestables. Cuando se emplea
Tc, se observa un mayor acúmulo de la radiactividad en
hígado (formación de coloide), tiroides, estómago e intestino (Tc-99m libre). A partir de 1986
metodologías más específicas y avanzadas fueron desarrolladas.
El método directo para preparación de radioinmunoconjugados generalmente utiliza un
agente reductor para convertir los enlaces disulfuros de una proteína en tioles libres, los cuales
son capaces de enlazar al radionucleído eficientemente. Este método es fácil de llevar a cabo,
pero se aplica sólo a proteínas o sus fragmentos porque muchos péptidos pequeños no tienen
enlaces disulfuro, o en algunos casos éste es altamente crítico para mantener las propiedades
biológicas por lo que no puede ser reducido.
La principal ventaja de este método es que pueden producirse formulaciones instantáneas
o “kits”, para facilitar su uso en la práctica clínica sin tener que realizar procesos de purificación
“in situ”.
3.2 Métodos Indirectos
En este método, diversos quelantes como el anhídrido bicíclico del DTPA (caDTPA),
hidrazinonicotinamida (HYNIC), benzoil MAG3 o DOTA , entre otros, conjugados a análogos de
la somatostatina auxilian en la marcación con diferentes radionucleídos: 99m Tc , 111 In, 153Sm ,
177
188
90
Lu,
Re o Y.
En los métodos indirectos que se utiliza un Agente Quelante Bifuncional (AQB) que se
conjuga al péptido o AcMo, permite el marcaje con radionucleídos metálicos. Los iones
metálicos radiactivos tienen que unirse al péptido a través de grupos quelantes que poseen una
adecuada estereoquímica para unir el radio metal y por un enlace covalente, a un grupo
funcional de los aminoácidos del péptido o del AcMo. Los AQB por lo general son ácidos
poliaminocarboxílicos con un anhídrido cíclico, a un grupo bromo-acetil o isotiocianato. En la
mayoría de los casos, el AQB se une a los grupos amino de los residuos de lisina. La eficiencia
en la quelación es dependiente de la concentración del agente quelante. Los ligantes macrocíclicos como DOTA o TETA, requieren que la concentración del metal sea dos veces mayor
cuando se trata de Sm-153 o Lu-177. Con Y-90 la concentración del metal debe ser tres veces
más para obtener una eficiencia en la quelación con estos ligantes macro cíclicos. En contraste
con los ligantes acíclicos como DTPA, TMT-amina o nitro-CHX-A-DTPA, la reacción con el
metal puede ser 1:1.
La optimización en la eficiencia de la conjugación también es dependiente del tiempo que
dura la quelación. Los agentes quelantes macro-cíclicos son lentos para adoptar la
conformación de menor energía necesaria para la quelación de lantánidos, lo cual se refleja en
el aumento del tiempo de reacción necesaria para obtener un mayor rendimiento, en contraste
con los quelantes acíclicos que no poseen una conformación forzada para acomplejar los
lantánidos. En general estos ligantes tienen una gran habilidad para coordinarse fuertemente,
en medio acuoso y a temperatura ambiente ó mayores, con todos los iones metálicos. El
reconocimiento selectivo del sustrato, la formación de compuestos estables, la capacidad de
transporte y la catálisis son ejemplos del intervalo amplio de la aplicación de las propiedades
de las moléculas macro cíclicas.
Marcación del péptido DOTA-Octreotate con Lutecio-177
Existen una serie de factores biológicos que dictan la necesidad de una actividad
específica elevada en los DOTA-péptido marcados con Lu-177 / Y-90. Primeramente, para uso
“in vivo”, la cantidad del radio-ligante que debe ser administrado está limitado por la afinidad y
xxv
cantidad de los receptores; un incremento en el ligante debe aumentar la competición entre el
material marcado y no-marcado por un mismo receptor y consecuentemente una baja
captación en el tejido receptor-positivo se observa. Segundo, para péptidos que presentan un
efecto farmacológico como la sustancia P, Bombesina, incluyendo sus análogos-DOTA,
cantidades pequeñas de péptido son toleradas. La cantidad de algún péptido que puede ser
administrada i.v. esta limitada a 0,2 – 0,5 nmol por minuto y tercero, el mecanismo de
internalización puede estar afectado o comprometido en alta concentración del péptido.
177
El
Lu es un radioisótopo producido en reactor, conforme la reacción nuclear:
177
Lu (n, y) Lu, con un t1/2 = 6,71 días, disuelto en HCl 0,01 – 0,1N. En una marcación es
importante considerar la actividad específica del radionucleído, conservando siempre la
relación molar entre el péptido / radioisótopo = 2,1. El péptido disuelto en buffer acetato de
sodio 50mM, pH 4,5, contiene acido ascórbico (25Mm final) y gentísico (50Mm final) como
estabilizador de la reacción y una solución de DTPA para ligar el Lu-177 libre liberado en la
reacción.
176
Diversos estudios fueron realizados para determinar las condiciones óptimas de marcación
de DOTA-TATE y DOTATOC usando e Y-90 y Lu-177. La cinética de la reacción con Lu-177 e
Y-90 es adecuada en pH = 4 – 4,5, la que disminuye a mayor pH. Entretanto, el rendimiento de
incorporación a pH ≥ 4,5 no es eficiente, observando un precipitado en el frasco de reacción. La
cinética de reacción es tiempo / temperatura dependiente. La reacción con Y-90 y Lu-177 está
completa después de 20 minutos a 80º C, con una actividad específica alta utilizando la
proporción (mol/mol) DOTA/radionucleído de 2,1, para el Lu-177. El rendimiento de marcación
es mayor a 98% y la pureza radioquímica mayor a 99% a temperatura ambiente. Cabe resaltar
4
4
que iones Hf y Zn , proveniente del decaimiento del Lu-177 y Y-90, respectivamente, no
interfieren en el marcaje. Entretanto, la adición de iones de Fe y Cd actúa como competidores
en la reacción. Los péptido-DOTA son disueltos en acido acético 0,01 – 0,15M con agua MilliQ, para evitar contaminantes en el proceso.
En la conmemoración de los 100 años de la Medicina Nuclear, Henry Wagner Jr., apuntó al
uso de los péptidos radiomarcados en la oncología nuclear como un medio preemisor en las
décadas siguientes y en la necesidad de un mejor conocimiento de sus aplicaciones clínicas,
en particular sobre el papel de los receptores, expresión en los tejidos y el potencial en la
aplicación clínica en el tratamiento y diagnóstico del cáncer.
Referencias
- Otte A., Jermann E, Behe M, et al. DOTATOC: a powerful new tool for receptor mediated
radionuclide therapy, Eur. J. Nucl. Med. 1997; 24:792-795.
- Erion JL, Bugaj JE, Schmidt MA, Wilhelm RR, Srinivasan A. High radiotherapeutic efficacy of
[Lu-177]-DOTA-Y3-octreotate in a rat tumor model. J. Nucl. Med. 1999; 40:223.
- Krenning EP, Valkema R, Kooij PP, et al. The role of radioactive somatostatin and its
analogues in the control of tumor growth. Recent Results Cancer Res 2000; 153:1-13
Breeman WA, de Jong M, Kwekkebom DJ, et al. Somatostain receptor-mediated
perspectives. Eur. J. Nucl. Med. 2001; 28:1421-1429.
- Kwekkeboom D, Krenning EP, de Jong M. Peptide receptor imaging and therapy. J. Nucl.
Med. 2000; 41:1704-1713.
- Kwekkboom DJ, Bakker WH, van der Pluijm ME, et al. Lu-177-DOTA-Tyr3-Octreotate:
comparison with In-111-DTPA-octreotide in patients. Eur. J. Nucl. Med 2000; 27:273.
- Bernhardt P, Kolby L, Johanson V, Nilsson O, Ahlman H, Forssell-Aronsson E. Biodistribution
of 111In–DTPA-D-Phel-octreotide in tumor-bering nude mice: influence of amount injected and
route of administration. Nucl. Med. Bio.l 2003; 30:253-260.
- Basso N, Lezoche E, Speranza V, Studies with bombesin in man. World. J. Surg. 1979;
3:579-585.
- van Hagen PM, Breeman WA, Reubi JC, et al. Visualization of the thyms by substance P
receptor scintigraphy in man. Eur. J. Nucl. Med. 1996; 23:1508-1513.
- Bunemann M, Hosey MM. G-protein coupled receptor kinases as modulators of G-protein
signalling. J. Physio. 1999; 517:5-23.
xxvi
- Szilagyi ETE, Kovacs Z, Platzek J, Radüchel B, Brücher E. Equilibria and formation kinetics of
some cyclen derivative complexes of lanthanides. Inorganica Chemica Acta 2000; 298:226234.
- Moerlein SM, Welch MJ. The chemistry of gallium and Indium as related to
radiopharmaceutical production. Int. J. Nucl. Med. Biol. 1981; 8:277-287.
- Breeman WA, De Jong M, Visser TJ, Erion JL, Krenning EP. Optimizing conditions for
radiolabelling of DOTA-peptides with 90Y, 111In and 177Lu at high specific activities. Eur. J.
Nucl. Med. Mol. Imaging. 2003; 30:917-920.
- Kukis DL, DeNardo SJ, DeNardo GL, O’Donnell RT, Meares CF. Optimized conditions for
chelation of yttrium-90-DOTA immunocomjugates. J.Nucl. Med. 1998; 39:2105-2110.
- Liu S, Edwards DS. Stabilization of 90y-labeled DOTA-biomolecule conjugates using gentisic
acid and ascorbic acid. Bioconjug. Chem. 2001; 12:554-558.
- Liu S, Ellars CE, Edwards DS. Ascorbic acid: useful as a buffer agent and radiolytic stabilizer
for metalloradiopharmaceuticals. Bioconjug Chem 2003; 14:1052-1056.
- Lebedev NA, Novgorodov AF, Misiak R, Brockmann J, Rosch F. Radiochemical separation of
177
176
177
177
no-carrier-added Lu as produced via the Yb(n, γ) Yn Lu process. Appl. Radiat. Isot.
2000: 53:421-425.
- Breeman WA, van der Wansem K, Bernard BF, et al. The addition of DTPA to [177Lu-DOTA0,
Tryr3]octreotate prior to administration reduces rat skeleton uptake of radioactivity. Eur. J.
Nucl. Med. Mol. Imaging. 2003; 30:312-315.
- Breeman WA, de Jong MT, De Blois E, Bernard BF, De Jong M, Krenning EP. Reduction of
skeletal accumulation of radioactivity by co-injection of DTPA in [90Y-DOTAo, Tyr3]octreotide
90 3+.
solutions containing free Y Nucl.Med.Biol. 2004; 31:821-824.
xxvii
ANTICUERPOS MONOCLONALES Y DERIVADOS PARA TERAPIA
Jose Crudo
1. Anticuerpos monoclonales para terapia
En el pasado reciente la aplicación clínica de anticuerpos monoclonales (AcMo) estaba
limitada por la disponibilidad única de AcMos de origen murino que generaban una respuesta
HAMA (Human Anti Mouse Antibody) y por lo tanto restringían la terapia a una única aplicación.
Posteriormente con el advenimiento de nuevas tecnologías de producción se popularizaron los
anticuerpos quiméricos que poseían la región hipervariable murina (aprox. 5 % de todo el Ac) y
el resto humano. Hoy es posible acceder a AcMos humanizados que no presentan ningún tipo
de reacción cruzada y que pueden administrarse reiteradamente.
Actualmente se observa el surgimiento de los AcMo para terapia biológica en el tratamiento
oncológico en algunos casos en primera línea de tratamiento y en combinación con agentes
quimioterápicos. Especialmente la combinación de agentes biológicos y quimioterápicos es
objeto de innumerables estudios clínicos que muestran un aumento de sobrevida libre de
progresión y un alto porcentaje de remisión completa y parcial.
Entre éstos AcMo no marcados ya aprobados por la FDA (Food and Drug Administration,
USA) podemos mencionar varios grupos clasificados según el blanco contra el cual están
dirgidos:
I) Contra antígenos específicos 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 cáncer de
mama metastásico con hiper expresión de la proteína HER2, bloquea específicamente la
función de HER2 producida por un gen con potencial cancerígeno.
II) Contra receptores específicos sobre expresados en la membrana de células
tumorales:
Pertenecen a este grupo Cetuximab (IgG1 quimérico) para cáncer de cabeza y cuello
localmente avanzado y colorectal, que también estimula al sistema inmune actuando por
citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC). Estudios preclínicos muestran efecto
sinérgico cuando se combina con radioterapia. Además con Cetuximab se produce endocitocis
del complejo receptor-Ac, lo cual favorece una potencial aplicación del Ac previamente
radiomarcado con emisores beta negativos.
Panitumumab (IgG2, humanizado) para tratamiento de segunda línea del cáncer colorectal
metastásico.
Estos dos últimos AcMos se unen con alta afinidad al dominio extracelular del receptor del
factor de crecimiento epidérmico (EGFR) bloqueando la señalización tumoral e interfiriendo la
proliferación celular, metástasis y angiogénesis.
III) Contra factores de crecimiento presentes en sangre:
La FDA aprueba Bevacizumab para el tratamiento del cáncer colorrectal
El cáncer colorrectal es el tipo de cáncer más común en los países desarrollados. Bevacizumab
es el primer agente anticancerígeno con eficacia probada en la inhibición del factor de
crecimiento endotelial vascular (VEGF), que limita el crecimiento y la extensión del cáncer de
una parte del organismo a otras (metástasis). Dado que este mecanismo de acción podría ser
relevante en numerosos tumores sólidos, Roche y Genetech están investigando en la
actualidad la eficacia del fármaco en otros tipos de cáncer, incluyendo cáncer de pulmón, de
páncreas, de mama y el adenocarcinoma renal. Asimismo se están llevando a cabo
importantes ensayos clínicos en pacientes que tienen cáncer colorrectal no metastásico
(terapia adyuvante).
Siguiendo la clasificación 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
xxviii
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 células cancerosas están relativamente accesibles.
90
Existe una serie de AcMos humanizados radiomarcados con Y que se encuentran en
ensayos clínicos de Fase I en USA, a saber:
hPAM4 (anti-MUC1 humanizado) para cáncer de páncreas,
hAFP (anti-AFP humanizado) para cáncer primario de hígado,
Epratuzumab (anti-CD-22 humanizado) para LNH indolente y agresivo y
Labetuzumab (anti-CEA humanizado) para tumores sólidos metastáticos inoperables.
Estos otros AcMo radiomarcados no han recibido la aprobación por la FDA pero han sido
estudiados en distintas fases:
90
Y- CITC-DTPA-Pentumomab (Theragyn) es un AcMo que se une a las proteínas
MUC1 de la superficie de las células cancerosas de ovario y se encuentra en estudios de fase
3.
90
Y-huHMFG1 es un anti MCU1 estudiado para terapia de tumores de mama, a través
del estudio multicéntrico SMART (Study of Monoclonal Antibody Radioimmuno-Therapy)
186
Re- Bivatuzumab•90Y-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)
186
Re-mAbU36 (quimérico) fue desestimado dado que en los estudios de fase 1,
produjo anti-anticuerpos en 5 de 12 pacientes. (Colnot et al, 2000)
90
Y-muBC1(AngioMab) para glioblastoma multiforme (estudio clínico en fase 1, testeo
de seguridad y tolerabilidad). Es un anticuerpo que interrumpe el proceso de angiogénesis por
unión a la fibronectina.
186
Re-MAG3-Bivatuzumab (AcMo humanizado anti CD44v6) para Squamous Cell
Carcinoma de cabeza y cuello (HNSCC). Estudio de fase 1. (Postema et al, 2003)
Estudios preclínicos y comparación de cG250 (anticuerpo monoclonal quimérico anti G250
131 90
177
186
contra cáncer renal) marcado con I, Y,
Lu y Re. (Brouwers et al, 2003, Journal of
Nuclear Medicine)
2. Derivados para terapia
La RIT de tumores sólidos con AcMo radiomarcados está limitada por la farmacocinética
lenta y una baja relación tumor / tejido sano. Con el objeto de mejorar su performance, se
desarrolló el sistema RIT de 3 pasos o PAGRIT® (Pretargeted Antibody-Guided
Radioimmunotherapy, Sigma-tau, Milán), un approach terapéutico antitumoral basado en el
pretargeting con el sistema avidina/ biotina (i), que emplea DOTA-biotina radiomarcada con 90Y
(T ½ 64.1 h, E β- 2.3 MeV) y AcMo-biotinado, administrados separadamente de acuerdo al
siguiente esquema:
1er día
2do día
3er día
AcMo biotinado específico para el antígeno que expresa la lesión que
se desea tratar.
Avidina (PM 65.000), que es una proteína tetramérica altamente
glicosilada y cargada positivamente (cada una de cuyas subunidades
se une a una biotina) que muestra una afinidad por biotina
15
-1
extremadamente elevada (Ka = 10 M )
90
Conjugado Y-DOTA-biotina (vía intravenosa o locoregional por un
catéter colocado en la cavidad quirúrgica resecada).
De esta forma se disocia el reconocimiento y la unión del AcMo al tumor, del transporte del
emisor β- que es realizado por la biotina, una molécula pequeña (PM 244), que permite la
administración de altas dosis de 90Y (Ai de 3.33 GBq) en forma segura sin producir
radiotoxicidad en médula ósea.
Esta técnica mejora significativamente la relación tumor / fondo amplificando la dosis
entregada al tumor (ya que por cada molécula de avidina se unen cuatro de biotina) y
xxix
disminuyendo la dosis en órganos no blanco debido a la rápida farmacocinética de la biotina
radiomarcada. Actualmente son tratados por PAGRIT® varios tipos de tumores entre los cuales
se incluyen carcinomas metastásicos (ii), melanoma y tumores neuroendócrinos (iii) pero el
blanco mas explotado lo constituye la molécula de matriz extracelular tenascina sobre
expresada en gliomas de alto grado.
90
Dentro de este esquema han sido empleados 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 degradación enzimática y que retiene una alta
90
177
afinidad por la avidina fue radiomarcado con Y y Lu y evaluado en estudios pre-clínicos y
en un estudio clínico piloto en pacientes con melanoma metastático.
(
)
Otra terapia basada en el sistema avidina / biotina radiomarcada iv , que se está ensayando
clínicamente en el tratamiento de cáncer de vejiga se denomina BIART® (la sigla inicial
proviene de Bladder Intra Arterial Radio Therapy). En la mayoría de los casos, este tipo de
cáncer se presenta en forma superficial pudiendo ser tratado por administración intravesical de
avidina y biotina radiomarcada que se acumula selectivamente en el tejido tumoral respecto del
urotelio normal.
En el área de investigación varios autores han propuesto el uso potencial de derivados de
188
biotina marcados con Re pero se ha observado en muchos de ellos menor estabilidad in vitro
y una eliminación hepatobiliar, con lo cual estos productos solo serían aplicables bajo un
esquema de administración locoregional.
Referencias
1 G. Paganelli, P. Riva, G. Delcide et al, Int. J. Cancer Suppl., 1988, 2, 121
1 Goldenberg DM. J Nucl Med 2002; 43: 693-713.
1 Paganelli G et al. Tumor targeting 1998, 3: 96-104.
1 Grana C et al. Tumor targeting 1996,2: 230-239.
xxx
RADIOINMUNOTERAPIA DEL LINFOMA NO HODGKIN
Carlos Oscar Cañellas
1. Características de la enfermedad
Los linfomas no Hodgkin (LNH) son un grupo heterogéneo de trastornos linfo-proliferativos
que van desde enfermedades malignas indolentes, predominantemente foliculares hasta
linfomas altamente agresivos. La clasificación del LNH ha sido modificada varias veces durante
las décadas pasadas; muchas de las primeras clasificaciones estaban basadas solamente en
la morfología (1) mientras que otras lo estaban en la respuesta al tratamiento y la sobrevida (2);
otros sistemas de clasificación se basaron, principalmente, en el linaje celular y la
diferenciación, en la creencia de que cada neoplasia correspondía a una célula normal o
estado de diferenciación reconocible (3).
El mayor conocimiento sobre la biología del LNH ha dado como resultado nuevos abordajes
en la clasificación; así surge la Clasificación Revisada Americana-Europea de Neoplasias
Linfoides desarrollada por el Grupo Internacional para el Estudio del Linfoma en el cual las
entidades nosológicas están definidas por morfología, inmunofenotipo, características
genéticas y evaluaciones clíni-cas.
El proceso de estadiaje para los LNH requiere la realización de una historia rigurosa en la
cual se evalúen los síntomas sistémicos tales como fiebre, perdida de peso y sudoración
nocturna; el examen físico incluye la medida del aumento de tamaño de los ganglios linfáticos,
hígado y/o bazo y la identificación de cualquier sitio de enfermedad extraganglionar. Se realiza
una biopsia de médula ósea junto con una tomografía computarizada (TAC) y/o resonancia
magnética nuclear (RMN) de tórax y abdomen y/o estudios con radioisótopos (SPECT). En este
proceso debe incluirse el inmunofenotipo de la sangre y médula ósea así como la cuantificación
de la enzima deshidrogenada láctica sérica y la determinación de paraproteínas en suero.
2. Revisión de los Tratamientos para LNH
El tratamiento de los LNH se basa en la histología tumoral, extensión 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 terapéuticos para el tratamiento de LNH recomiendan retrasar su abordaje
hasta la aparición de síntomas 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 únicos,
tales como el clorambucil o ciclofosfamida, a combinaciones tales como la de
ciclofosfamida/vincristina/prednisona (CVP) o a otros aún más agresivos como la
ciclofosfamida/vincristina/doxorrubicina/prednisona (CHOP); sin embargo ninguno de estos
tratamientos ha producido una clara prolongación de la sobrevida (4).
En el tratamiento de LNH se han introducido recientemente dos tipos diferentes de agentes
terapéuticos: interferones y análogos de las purinas.
El uso de interferón-α con quimioterapia combinada incrementó 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.
xxxi
Para el tratamiento de LNH con mal pronóstico se han usado abordajes más agresivos tales
como altas dosis de quimioterapia con trasplante autólogo de médula ósea y más
recientemente los trasplantes alogénicos no mieloablativos, también conocidos como minialo-trasplantes en el cual el esquema de acondicionamiento se basa en el uso de fludarabina
como inmunosupresor para permitir el injerto de células de médula.
Ante todo lo expuesto surge que existe una necesidad clara para el tratamiento terapéutico
de los LNH que sea más específico para el tumor y menos tóxico para los tejidos sanos.
Los anticuerpos monoclonales dirigidos contra antígenos de superficie específicos del
tumor se han erigido como una alternativa válida en los últimos años y ya ha transformado el
modelo del tratamiento para estos pacientes; la mayoría de los anticuerpos se han dirigido
contra el antígeno CD20.
3. Radioinmunoterapia
Implica la administración de anticuerpos monoclonales radiomarcados que ejercen su acción
en la superficie de las células tumorales minimizando, por lo tanto, la toxicidad en las células
normales sanas (5, 6). Esta técnica difiere de la radioterapia convencional en que esta
involucra dosis relativamente altas de radiación en forma intermitente por periodos cortos de
tiempo, mientras que en la radioinmunoterapia la dosis máxima es relativamente menor pero la
radiación se administra continuamente con una tasa que disminuye exponencialmente durante
la vida media de radionucleido.
Para esta técnica el antígeno de diferenciación CD20 de los linfocitos B representa un factor
diana muy atractivo dado que:
a. se expresa en el 90% de los tumores de células B.
b. está presente exclusivamente en células B maduras y en la mayoría de los linfomas de
células B.
c. no se encuentra en células madre hematopoyéticas, células pro-B, células plasmáticas
normales ni otros tejidos normales no linfoides.
d. no circula como proteína 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 internalización y subsecuente inhibición con la fijación del anti-CD20.
Comúnmente se utilizan radioisótopos tales como el iodo-131 (131I) el cual posee como
ventajas su disponibilidad, relativo bajo costo y facilidad de conjugación con los anticuerpos
pero posee inconvenientes tales como la liberación de radiación gamma de alta energía, la
metabolización del iodo-131 que se une a la tirosina plasmática y la necesidad de blindajes de
plomo.
El uso de radioisótopos emisores de radiación β de alta penetración en los tejidos y de muy
baja dosimetria necesitó el desarrollo químico de grupos quelantes específicos tales como el
DTPA y el EDTA (7,8) y sus derivados que no comprometían la especificidad del anticuerpo ni
alteraban su metabolismo permitiendo una alta relación tumor/no tumor.
Entre los derivados del DTPA existe el MX-DTPA o tiuxetan un derivado isotiocianatobenzil
del DTPA que se desarrolló con dos premisas básicas: no alterar el metabolismo de los
anticuerpos ni comprometer su especificidad al ser conjugados con soluciones de cloruro de
itrio (90Y) (9). La comparación de este agente quelante con el derivado ciclo anhidro del DTPA
90
demostró que el tiuxetan tiene un grado de conjugación con el ( Y) que permite una mayor
relación tumor/no-tumor así como un mayor tiempo de retención in vivo (10, 11).
El desarrollo del ibritumomab, anticuerpo monoclonal derivado de una IgG1 kappa de células
ováricas de hámster chino que reconoce específicamente al antígeno CD20 (12), permitió que
90
al unirlo covalentemente al tiuxetan se lograba quelar al ( Y).
90
111
Durante los estudios preclínicos el ibritumomab-tiuxetan fue marcado con ( Y) e ( In) y se
demostró su alta estabilidad radioquímica, superior al 95% durante 8 horas. (13) en una
solución buffer fosfato con albúmina humana.
90
111
El ibritumomab-tiuxetan marcado con ( Y) e ( In), como ya se indicó, se dirige
específicamente al antígeno de diferenciación específico de linfocitos Bp35 una proteína
hidrofóbica 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
xxxii
se expresa inicialmente en los linfoblastos B (células pre-B) y continúa expresándose a lo largo
de varios estadios e maduración de las células B hasta su diferenciación a células plasmáticas
donde la expresión de CD20 desaparece. El CD20 no se desprende de la superficie celular y
no se internaliza con la fijación del anticuerpo (16). El anticuerpo conjugado posee una
constante de afinidad aparente para el antígeno 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
3
plaquetas/mm es de 15 MBq (0.4 mCi)/kg hasta un máximo de 1200 MBq (32 mCi). Las dosis
3
recomendadas para pacientes con trombocitopenia leve (100.000 a 150.000 plaquetas/mm ) es
90
de 11 MBq (0.3 mCi) de ibritumomab-tiuxetan ( Y)/kg hasta un máximo de 1200 MBq (32 mCi).
El esquema de dosis consiste en dos dosis intravenosas de anticuerpo monoclonal no
90
conjugado ni radiomarcado seguida por una única dosis de ibritumomab-tiuxetan ( Y) en el
siguiente orden:
día 1 : una infusión intravenosa de anticuerpo monoclonal no conjugado ni
2
radiomarcado (250 mg/m );
día 8: una infusión 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 administración del anticuerpo
monoclonal frío y el radiomarcado.
No se puede realizar el tratamiento en pacientes que:
a.
presenten infiltración de la médula ósea por células de linfoma en una
proporción mayor al 25%.
b.
hayan sido tratados previamente con radioterapia externa en más del 25% de
la médula ósea activa.
c.
presenten un recuento de plaquetas < 100.000/mm3 o con recuento de
3
neutrófilos < 1.500/mm .
d.
hayan sido sometidos previamente a transplante de médula ósea o con
tratamiento de soporte con células madre hematopoyéticas.
Una vez realizado el tratamiento los estudios farmacocinéticas demostraron que el promedio
90
de vida media efectiva de ibritumomab-tiuxetan ( Y) en el compartimiento sanguíneo es de 28
horas mientras que la excreción del 5.8 al 11.5% de la dosis inyectada a las 24 horas.
La dosis mayor después de la administración 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 hígado y 64:1 para riñones. Todo esto sumado a las características físico
químicas del (90Y); emisión de radiación β de alta energía, vida media de 2.67 días y
penetración de la radiación β en los tejidos de 5.3 mm nos pone en presencia de un agente de
terapia con características que se aproximan a las ideales para realizar estos tratamientos.
Referencias
1. Gall E.A, Mallory T.B. Malignant lymphoma. A clinicopathologic survey of 618 cases. Am. J.
Pathol. 1942; 18:381-395.
2. National Cancer Institute sponsored study of classifications of non-Hodgkin’s lymphomas:
summary and description of a working formulation for clinical usage. The non-Hodgkin’s
lymphoma pathologic classification project. Cancer 1982; 49:2112-2135.
3. Lennert K. Non-Hodgkin’s lymphomas – principles and application of the Kiel. Classification.
Verh Dtsch Ges Pathol 1992; 76:1-13.
4. Mavromatis B.H, Cheson B.D. New strategies for the treatment of indolent non-Hodgkin’s
lymphoma. N. Engl. J. Med 1993; 329:987-994.
5. Zelenetz A.D. Radioimmuntherapy for lymphoma. Curr. Opin. Oncol. 1999; 11: 375-380.
6. Witzig T.E, White C.A, Wiseman G.A et al. Phase I/II trial of IDEC-Y2B8 radioimmunotherapy for treatment of relapsed or refractory CD20+B-cell non-Hodgkin’s lymphoma. J.
Clin. Oncol. 1999; 17: 3793-3803.
xxxiii
7. Washbum L.C, Sun T.T.H, Lee Y.C.C et al. Comparison of five bifunctional chelate
techniques for Y-90-labeled monoclonal antibody CO-17-1A. Nucl. Med. Biol. 1991; 18:313321.
8. Harrison A, Walker C.A, Parker D et al. The in vivo release of Y-90 from cyclic and acyclic
ligand-antibody conjugates. Nucl.Med. Biol. 1991; 18, 5: 469-476.
9. Roselli M, Scholom J, Gansow O.A et al. Comparative biodistribution studies of DTPAderivative bifunctional chelates for radiometal labeled monoclonal antibodies.
Nucl.Med.Biol. 1991; 18:389-394.
10. Sharkey R.M, Motta-Hennessy C, Gansow O.A et al. Selection of DTPA chelate conjugate
for monoclonal antibody targeting to human colonic tumor in nude mice. Int.J.Cancer 1990;
46:79-85.
11. Kozak R, Raubitschek A, Mizadeh S et al. Nature of the bifunctional chalating agent used
for radioimmunotherapy with yttrium-90 monoclonal antibodies: critical factors in
determining in vivo survival and organ toxicity. Cancer Res. 1989; 49:2639-2644.
12. Reff M.E, Carner K, Chambers K.S et al. depletion of B-cells in vivo by a chimeric mouse
human monoclonal antibody to CD20. Blood 1994; 83:435-445.
13. Chinn P.C, Leonard J.E, Rosenberg J, et al. Preclinical evaluation of Y-90-labeled anti –
CD20 monoclonal antibody for treatment of non-Hodgkin’s lymphoma. Int. J. Oncol. 1999;
15:1017-1025
14. Einfeld D.A, Brown J.P, Valentine M.A et al. Molecular cloning of the human B cell CD20
receptor predicts a hydrophobic protein with multiple transmembrane domains. EMBO J.
1988; 7:711-717.
15. Valentine M.A, Meier K.E, Rossie S, Clark E.A. Phosphorylation of the CD20 phosphoprotein in resting B lymphocytes. Regulation by protein kinase C. J. Biol. Chem. 1989; 264:
11282-11287.
16. Press O.W, Appelbaum F, Ledbetter J.A et al. Monoclonal antibody 1F5 (anti CD20)
serotheraphy of human B-cell lymphomas. Blood 1987; 69: 584-591
xxxiv
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 Casacó Parada
La incidencia anual internacional para los tumores intracraneales primarios varía según 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 cáncer más común y la
segunda causa de muerte en niños (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 neurocirugía, 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 más del 95 % de los casos después del tratamiento de primera línea
invariablemente ocurrirá una recurrencia del tumor en el área adyacente a la resección del
mismo (Grossman S et al, 1998, Giese A et al, 2003, Stewart LA et al, 2002).
El tratamiento de primera línea para los tumores astrocíticos malignos consiste en la cirugía
seguida de tratamiento radiante convencional (50-60Gy) (NCI, 2004). La sobrevida histórica de
los pacientes portadores de tumores astrocíticos persistentes o recidivantes es de
aproximadamente 6 meses y poco menos del 10 % de los pacientes sobrevive por 2 años
(Wersall P. et al, 1997).
Han sido identificados una serie de factores pronósticos que afectan de forma invariable el
tiempo de sobrevida de los pacientes portadores de tumores astrocíticos malignos (Perry JR et
al, 2003). El tipo histológico del tumor es la variable más importante con relación al pronóstico en
estos tumores, y se conoce que los pacientes portadores de tumores astrocíticos anaplásicos
tienen relativamente mejor pronóstico que los glioblastomas multiformes. La edad al momento
del diagnóstico es un poderoso predictor del comportamiento de la enfermedad, encontrándose
mejor pronóstico en aquellos pacientes menores de 40 años con algunas excepciones de
tumores de la niñez que presentan un pronóstico pobre.
El grado de resección del tumor esta directamente correlacionado con el pronóstico de la
enfermedad así como el estado neurológico funcional (Índice de Karnosfsky) al momento del
diagnóstico. Todos estos factores pronósticos deben utilizarse invariablemente como variables
de control en cualquier estudio clínico para determinar la eficacia de un nuevo tratamiento en la
sobrevida de los pacientes portadores de astrocitomas malignos ((Perry JR et al, 2003).
En tumores humanos se han encontrado altos niveles de factores de crecimiento y sus
receptores (Mendelsohn J et al, 2003; Libermann TA et al, 1994). En el caso de los tumores
cerebrales primarios, se han identificado aberraciones en algunas vías de transducción de
señales que juegan un rol fundamental en la patogénesis molecular (Tremont-Lukats et al, 2003;
Yang L et al, 2003).
Los tumores astrocíticos se caracterizan por la sobre-expresión del receptor del factor de
crecimiento epidérmico, EGF-R (FeldKamp MM et al, 1997, Steck PA et al, 1988; Van der Valk P
et al, 1997). En los meningiomas también se han encontrado altas concentraciones de este
receptor (Ragel B et al, 2003). La expresión del EGF-R parece incrementarse con el grado de
malignidad. Un subset de glioblastomas multiformes expresa una variante de receptor truncada,
que posee actividad constitutiva, independiente del ligando (Feldkamp MM et al, 1999; Lorimer IA
et al, 2002). Por el contrario, el receptor no se expresa en el tejido cerebral normal (FeldKamp
MM et al, 1997).
En los tumores primarios de cualquier localización, la sobre expresión de EGF-R se ha
asociado con mal pronóstico debido a ventajas de crecimiento e incremento de invasividad
(Khoshiomn S et al, 1999, Laerum OD et al, 2001). Adicionalmente se ha propuesto que
oncogenes como el EGF-R pueden contribuir indirectamente al crecimiento tumoral, al facilitar la
angiogénesis tras inducir la expresión de factores pro-angiogénicos como el factor de
crecimiento del endotelio vascular (Kerbel RS et al, 1998; Kerbel RS et al, 2000).
xxxv
El Factor de Crecimiento Epidérmico (EGF) es una molécula polipeptídica de 53
aminoácidos, de peso molecular 6,045 Kd, aislada por primera vez de glándula submaxilar de
ratón (Cohen S et al, 1975). Posteriormente se obtuvo una molécula similar aislada de orina
humana (Stocheck CM et al, 1984, Gray A et al, 1983).
El EGF-R es una glicoproteína de membrana de 170 Kd. (Ullrich. A et al, 1990, Pérez R et al,
1994;) cuyo dominio intracelular está asociado a actividad proteína quinasa tirosina específica, y
presenta homología estructural con el producto del oncogen v-erb-B, evidencia que sugiere su
relación con el proceso de transformación maligna. El EGF y su receptor, constituyen un
complejo molecular de alta especificidad cuya interacción desencadena importantes mecanismos
de regulación del crecimiento celular, demostrándose que es capaz de provocar estimulación
sobre el crecimiento de líneas celulares de tumores dependientes de EGF (Schellinger J et al,
1990).
El gen del EGF-R se encuentra amplificado y/o sobre-expresado en los carcinomas
epidermoides humanos (Santon JB et al, 1986; Filmus J), lo que al parecer ofrece ventajas de
crecimiento a estas células. Por otra parte, estudios bioquímicos e histológicos de biopsias de
tumores humanos han demostrado la sobre-expresión del EGF-R en diferentes neoplasias
humanas, incluyendo tumores cerebrales neuroepiteliales, mama, vejiga, riñón, ovario, pulmón,
páncreas, entre otros (Mendelsohn J. et al, 2002; Herbst RS et al, 2002).
En el Centro de Inmunología Molecular se generó un hibridoma productor de un anticuerpo
monoclonal murino que reconoce al EGF-R con alta afinidad y que es capaz de inhibir la unión
del EGF a su receptor en un ensayo de competencia (Fernández A et al, 1992).
El AcM inhibió la proliferación de líneas tumorales con alta expresión de EGF-R en cultivo y en
ratones xenotrasplantados, constatándose evidencias de actividad antitumoral.
El AcM murino ior egf/r3 se utilizó en 6 Ensayos Clínicos precedentes. En los ensayos clínicos
terapéuticos se incluyeron 58 pacientes con enfermedad neoplásica avanzada.
En el ensayo clínico terapéutico Fase I con el AcM murino ior egf/r3 se trataron 18 pacientes
portadores de tumores de pulmón y sistema digestivo y se escalaron 6 niveles de dosis desde
200 mg hasta 2.0 g, no presentándose ninguna reacción adversa severa ni muy severa según los
criterios de la Organización Mundial de la Salud (OMS) (Crombet T el at, 2001).
En el ensayo Fase I realizado en pacientes con tumores cerebrales, se incluyeron 8
pacientes portadores de tumores astrocíticos de alto grado de malignidad y un paciente portador
de un meningioma. Todos los pacientes habían concluido la terapia oncoespecífica consistente
en cirugía más radioterapia. Tras la administración de 4 dosis del AcM ior egf/r3 se constató
incremento de sobrevida y aumento del tiempo de estabilidad. Seis meses después de la
administración del AcM, 8 pacientes de los 9 mantenían enfermedad estable y 1 año después, 4
pacientes se mantenían con estabilización. La mediana de sobrevida en estos pacientes fue de
16 meses. Cuatro años después del tratamiento con el AcM ior egf/r3, 2 pacientes se mantenían
vivos. En este ensayo se constató una reacción alérgica muy severa (shock anafiláctico) en una
paciente que había recibido 2 dosis anteriores del ior egf/r3 con intención diagnóstica (Crombet T
et al, 2001).
Con el objetivo de incrementar la eficacia terapéutica y disminuir la toxicidad asociada al
AcM murino ior egf/r3 se procedió a la humanización del anticuerpo.
La humanización de anticuerpos permite combinar las regiones hipervariables de anticuerpo
murino con el marco de soporte de una inmunoglobulina humana y de esta forma fusionar la
regiones de origen murino que reconocen con alta especificidad al antígeno con las cadenas
pesadas de un anticuerpo humano necesarias para su efectividad biológica.
El anticuerpo nimotuzumab (h-R3) humanizado se obtuvo mediante clonaje a partir de la región
variable del DNA obtenido del hibridoma murino ior egf/r3. El anticuerpo nimotuzumab (h-R3) que
reconoce al receptor del EGF con similar afinidad que su predecesor murino (10 -9 M) contiene
las regiones hipervariables (CDRs) de origen murino (ior egf/r3) y los marcos de las regiones
variables y de las regiones constantes de las cadenas pesada y ligera de origen humano (REI y
NEWN respectivamente) (Mateo C et al, 1997).
Para estudiar la inmunogenicidad de los anticuerpos se inmunizaron 2 monos Cercopithecus
Aethiops con las inmunoglobulinas murina y humana. Con el anticuerpo ior egf/r3 murino se
obtuvo una alta respuesta MAMA (Monkey Antimouse Antibodies) en los monos, sin embargo
con el nimotuzumab (h-R3) la respuesta no fue medible después de 2 inmunizaciones y se
xxxvi
obtuvieron bajos títulos después de 4 administraciones subcutáneas del anticuerpo acoplado a
adyuvante (Mateo C et al, 1997).
En experimentos realizados in vitro con la línea celular de cáncer de pulmón H-125 se demostró
que el nimotuzumab (h-R3) era capaz de mediar la citotoxicidad dependiente de anticuerpos
(Actividad ADCC) y la citotoxicidad dependiente de complemento (CDC).
En Cuba y en Canadá se han realizado varios ensayos clínicos con el AcM nimotuzumab (hR3). El ensayo clínico fase I se realizó en 12 pacientes portadores de tumores epiteliales en
estadios avanzados que habían concluido el tratamiento oncoespecífico al menos cuatro
semanas antes de la inclusión (Crombet T et al, 2003).
El anticuerpo humanizado nimotuzumab (h-R3) demostró ser seguro. Siete de los 12 pacientes
presentaron eventos adversos consistentes fundamentalmente en temblores, fiebre, náuseas,
vómitos y sequedad bucal. En todos los casos los eventos adversos fueron leves o moderados
de acuerdo a la clasificación de la OMS y fueron totalmente reversibles. No se encontró relación
entre el nivel de dosis y la aparición de eventos adversos (Crombet T et al, 2003).
El análisis de la Biodistribución evidenció la existencia de 5 órganos en los cuales se
acumuló el anticuerpo monoclonal nimotuzumab (h-R3) en las 4 dosis estudiadas. Los órganos
fuente fueron los siguientes: corazón, hígado, riñones, bazo y vejiga urinaria (Figura 1).
Figura 1: Imágenes seriadas de cuerpo entero (anterior y posterior) obtenidas 1, 3, 5 y 24 hrs
tras la infusión del AcM marcado con Tc99 en una paciente portadora de un tumor de ovario y
múltiples lesiones metastásicas hepáticas. Se observa acumulación del radiofármaco en hígado,
pool vascular, riñones, vejiga y bazo.
La actividad se acumuló rápidamente en hígado, alcanzando un pico en los primeros tiempos
estudiados. Los porcientos de absorción del anticuerpo monoclonal disminuyeron en el tiempo
para todos los órganos fuente, excepto para los riñones, la vejiga y el tracto gastro intestinal, ya
que los sistemas urinario y digestivo constituyen las vias de excreción del producto, a través de
la orina y las heces fecales (Crombet T et al, 2003).
xxxvii
Se realizó el análisis fármacocinético en 10 pacientes que recibieron infusiones entre 50 y
400 mg. Los datos de farmacocinética sugieren que el nimotuzumab (h-R3) presenta un
comportamiento farmacocinético no lineal entre las dosis de 50 y 200 mg. A valores crecientes
del producto se obtiene un incremento del tiempo de vida medio de distribución, de eliminación y
del volumen de distribución (Crombet T et al, 2003).
En ningún paciente se constató respuesta inmune anti-idiotípica contra el AcM humanizado tras
1 sola administración en dosis entre 50 y 400 mg del nimotuzumab (h-R3) (Crombet T et al,
2004).
En el ensayo fase I/II realizado en Cuba en el INOR, se incluyeron 24 pacientes portadores
de tumores avanzados de cabeza y cuello de origen epitelial. Este estudio fue diseñado para
evaluar la seguridad del AcM nimotuzumab (h-R3) utilizado a múltiples dosis en combinación con
radioterapia y la respuesta clínica, así como los potenciales mecanismos de efecto antitumoral
en biopsias pareadas de los pacientes.
En este estudio, se incluyeron los pacientes de forma secuencial formando grupos de a tres.
Cada paciente recibió seis administraciones del anticuerpo a su nivel de dosis correspondiente
en combinación con 60 Gy de radioterapia (Crombet T et al, 2004).
La sobrevida global aumentó considerablemente con las dosis de 200 y 400 mg en comparación
con dosis más bajas. La mediana de sobrevida de los pacientes tratados con dosis del AcM hR3
de 50 y 100 mg fue de 8.60 meses, mientras que la mediana de sobrevida de los pacientes
tratados con el AcM nimotuzumab (h-R3) a niveles de dosis de 200 y 400 mg fue de 44.30
meses. La sobrevida a los tres años de los pacientes tratados a dosis más bajas fue de un 16.7
% y de los pacientes tratados a la dosis óptima biológica fue de 66.7 % (Crombet T et al, 2004).
Con el objetivo de evaluar la seguridad, inmunogenicidad y la eficacia preliminar del
anticuerpo nimotuzumab (h-R3) como radiosensibilizador se realizó un ensayo Fase I/II en
pacientes portadores de tumores cerebrales de alto grado de malignidad.
Se trató de un ensayo abierto, no controlado donde se incluyeron 29 pacientes que habían
recibido previamente tratamiento quirúrgico. Todos los pacientes eran tributarios de radioterapia
al momento de la inclusión. Otros criterios de selección fueron los siguientes: edad ≥ 18 años,
Karnofsky performance status (KPS) ≥ 70, conteo absoluto de neutrófilos ≥ 1.5 x 109/L, conteo de
9
plaquetas ≥ 100 x 10 /L, niveles de creatinina sérica por debajo del límite superior del valor
normal. Los criterios de exclusión más importantes fueron los siguientes: tratamiento previo con
otros anticuerpos murinos, embarazo o lactancia, enfermedades crónicas descompensadas e
infecciones activas. La sobre-expresión del EGFR no se consideró un criterio de inclusión.
Los pacientes recibieron 6 dosis semanales del AcM correspondientes a 200 mg del
nimotuzumab (h-R3). La dosis total acumulativa del nimotuzumab (h-R3) fue de 1200 mg. Se
administró el anticuerpo monoclonal a través de una infusión endovenosa, diluido en 250 ml de
solución salina durante 1 hora. La terapia radiante se administró en dosis diaria de 1.8 a 2.00 Gy,
durante 5 días a la semana para una dosis total acumulativa de 50 a 60 Gy
El ensayo clínico se realizó cumpliendo los preceptos establecidos en a Declaración de
Helsisnki: el protocolo fue aprobado por los Comité de Etica de los 4 hospitales partcipantes y
por la Agencia Regulatoria Nacional Cubana: el Centro Estatal de Control de los Medicamentos.
Todos los pacientes firmaron el documento de consentimiento informado antes de la inclusión en
el estudio. La toxicidad se evaluó de acuerdo a la Tabla de Criterios Comunes de Toxicidad del
Instituto Nacional de Cáncer de EUA (NCI-CTC) en su versión 2. Se realizaron estudios
imagenológicos de Tomografía Axial Computarizada o Resonancia Magnética Nuclear, antes de
la inclusión en el ensayo y luego una vez al mes. La respuesta antitumoral se clasificó de
acuerdo a los criterios modificados de la OMS (Macdonald D et al, 1990).
En los pacientes tratados en uno de los sitios de investigación, se realizó
radioinmunoscintigrafía con el anticuerpo monoclonal murino ior egf-r3, para confirmar la
respuesta antitumoral y evaluar la expresión de EGFR en los tumores cerebrales. Se seleccionó
el anticuerpo murino para la immunoscintigrafía teniendo en cuenta la existencia de un kit frío
con esta molécula que facilita el procedimiento de marcaje con Tecnecio 99 (Tc99), así como la
baja probabilidad de sensibilización del paciente tras una única exposición a la proteína murina.
Se marcaron 3 mg del anticuerpo ior egf-r3 con 50 mCi (1.85GBq) de pertecnectato procedente
de un generador de Molibdeno99/Tecnecio99 (Amershan, Lodres, Reino Unido), eluido en las 24
hrs previas. Se adquirieron imágenes planas en una cámara gamma Sophy DS7 (Sopha Medical
Systems, Canada), equipada con un colimador de imágenes de baja energía, usando una
ventana 20 % centrada en la emisión de 140 kev de la radiación del tecnecio. Se obtuvieron
xxxviii
imágenes anteriores, posteriores y laterales, 4 horas después de la inyección del radiofármaco,
usando un tiempo de adquisición de 15 minutos.
Para evaluar la inmunogenicidad de la molécula se colectaron muestras de suero,
previamente al tratamiento y luego una vez al mes hasta completar 6 meses post-tratamiento. Se
usó un ELISA cualitativo validado en el CIM para caracterizar la respuesta anti-idiotípica contra la
región variable del anticuerpo humanizado.
En total se incluyeron 29 pacientes (13 hombres y 16 mujeres), con tumores cerebrales de
alto grado de malignidad, de reciente diagnóstico. El promedio de edad correspondió a 45 años y
el promedio de estado general de Karnosfky (KPS) fue de 80. De acuerdo al tipo histológico, se
incluyeron 16 pacientes portadores de glioblastoma multiforme, 12 pacientes portadores de
astrocitomas anaplásicos y 1 paciente portador de 1 oligodendroglioma anaplásico. Antes de la
radioterapia, a 21 pacientes se les realizó una resección parcial de la lesión, en 3 casos fue
posible una resección macroscópica total, mientras que en 5 pacientes solo fue posible la
obtención de una biopsia.
Se evaluó la seguridad en los 29 sujetos, que recibieron al menos 1 dosis del AcM. El
anticuerpo fue muy bien tolerado. No se constataron eventos adversos grado 3 ó grado 4.
En 8 pacientes se constataron reacciones grado 1 ó 2 consistentes en escalofríos, náuseas,
fiebre, astenia, anorexia, somnolencia, cefalea, así como incremento de las transaminsas o
fosfatasa alcalina. Se constató alopecia en todos los pacientes asociados con la irradiación
holocraneana. Ninguno de los pacientes desarrolló rash acneiforme o reacciones alérgicas. Un
paciente desarrolló respuesta anti-idiotípica. No se encontró ninguna asociación entre la
respuesta inmune al nimotuzumab (h-R3) y la seguridad o la respuesta antitumoral. La respuesta
antitumoral se evaluó en todos los pacientes, aunque 3 de los sujetos interrumpieron la terapia
con el anticuerpo antes de completar el esquema de 6 dosis propuesto
La tasa de respuesta objetiva antitumoral [respuesta completa (RC) + respuesta parcial
(RP)] en esta serie fue equivalente a 37.9 % (17.2 % RC, 20.7 % RP), la respuesta estable (RE)
apareció en el 41.4 % de los pacientes, mientas que en el 20.7 % se constató progresión tumoral
(PT). En 2 de los pacientes que alcanzaron respuesta completa, se había realizado una cirugía
macroscópica total de la lesión. El resto de los pacientes que evidenciaron respuesta completa o
parcial habían tenido una resección parcial de la lesión tumoral. Se constató estabilización de la
lesión en 12 pacientes, de los cuales 10 habían sido sometidos a una cirugía ablativa parcial,
mientras que en 2 sujetos se había realizado solamente una biopsia de la lesión.
En los pacientes portadores de glioblastoma multiforme se constató la siguiente respuesta
antitumoral: 3 sujetos alcanzaron RC (18.8 %), 2 pacientes alcanzaron RP (12.5 %), 9 pacientes
lograron estabilización de la enfermedad (56.3%), mientras que en 2 pacientes (12.5 %) se
detectó progresión de la lesión. En el grupo de pacientes portadores de astrocitomas
anaplásicos, 2 lograron respuesta completa (16.7 %), 4 alcanzaron una respuesta parcial (33.3
%), en 3 se constató estabilización de la enfermedad (25 %) mientras que 3 sujetos
progresaron. Ninguno de los pacientes recibió terapia con citostáticos al momento de la
progresión debido a su pobre estado general y a la poca eficacia que evidencian los
quimioterápicos en este escenario (Nabors LB et al, 2005).
Se realizó inmunoscintigrafía a todos los sujetos incluidos en uno de los sitios de
investigación. Dos de los sujetos que mostraron respuesta completa por TAC o RMN, no
evidenciaron captación in vivo del AcM radiomarcado por la técnica inmunogammagráfica,
mientras que los pacientes que lograron respuesta parcial, estabilización o progresión tumoral
tras la combinación terapéutica mostraron captación positiva del monoclonal murino en las zonas
conocidas del tumor. La figura 2 muestra las imágenes planas obtenidas en un paciente, 4 horas
de la inyección del radiofármaco en el sitio del tumor en comparación con la imagen de RMN
correspondiente en un paciente que alcanzó estabilización de la enfermedad como mejor
respuesta.
xxxix
Figura 2: Acumulación positiva del AcM ior egf-r3 en un paciente que alcanzó estabilización de la
enfermedad como mejor respuesta en relación con la correspondiente imagen de RMN que
muestra la lesión tumoral en el lóbulo parieto-occipital derecho.
Con un tiempo de seguimiento desde el inicio de la inclusión hasta la fecha de evaluación de
29 meses (rango 22 a 45 meses), la media y la mediana de sobrevida correspondió a 24.09 y 22.
17 meses, respectivamente para todos los sujetos tratados.
Esta estrategia terapéutica conllevó a una mediana de sobrevida de 17.47 meses para los
pacientes portadores de glioblastoma multiforme, mientras que la mediana de sobrevida, no se
había alcanzado para los sujetos con diagnóstico de astrocitoma anaplásico.
A pesar del uso de terapias agresivas, el pronóstico de los pacientes portadores de tumorales
gliales es muy pobre (Akasaki Y et al, 2005). Estas neoplasias son resistentes a todas las
modalidades terapéuticas usadas incluyendo la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia
(Sarissky M et al, 2005). Las estrategias actuales se basan en las terapias dirigidas a blancos
específicos tumorales. La inmunoterapia constituye una de estas estrategias debido a la
identificación reciente de nuevos antígenos tumorales. El EGFR ha sido uno de los blancos más
extensamente estudiados.
El anticuerpo nimotuzumab (h-R3) es una nueva molécula humanizada que neutraliza la
unión entre el EGFR y sus ligandos, inhibiendo la activación tirosina quinasa (Mateo C et al,
1997). El anticuerpo evidenció un efecto sinérgico cuando se combinó con la terapia radiante en
el tratamiento de pacientes portadores de tumores avanzados de cabeza y cuello (Crombet T et
al, 2004).
La expresión selectiva del EGFR por los tumores astrocíticos unido a la ausencia de expresión
de esta molécula en el tejido cerebral normal sugiere la posibilidad de radiosensibilización
efectiva en este escenario.
Este estudio se diseñó con el objetivo de evaluar la seguridad e inmunogenicidad del h- R3
en combinación con irradiación en pacientes portadores de tumores de alto grado de malignidad.
Secundariamente, se evaluó la eficacia clínica preliminar del anticuerpo en este esquema
terapéutico.
En este ensayo se demostró la seguridad de la combinación terapéutica del monoclonal y la
terapia radiante. La toxicidad de la terapia radiante no se exacerbó con la adición del
monoclonal. Los eventos adversos más frecuentes se clasificaron como reacciones infusionales.
El monoclonal no provocó reacciones alérgicas que si se habían contactado tras el tratamiento
de pacientes con dosis repetidas de la molécula murina en relación con la sensibilización previa
al monoclonal y la aparición de respuesta HAMA (Human-Antimouse Antibodies) (Crombet T et
al, 2001). Luego de 6 dosis del AcM humanizado, solamente 1 paciente desarrolló respuesta
anti-idiotipíca, que no tuvo repercusión en la seguridad ni en la respuesta clínica del paciente.
xl
Aún cuando se han evidenciado reacciones del tipo rash cutáneo en más del 80 % de todos
los pacientes tratados con moléculas antagonistas del EGFR, no se detectaron efectos adversos
en la piel de los sujetos que recibieron el nimotuzumab (h-R3). Nuestra hipótesis para explicar la
ausencia de toxicidad cutánea se asienta en la afinidad intermedia del AcM y presupone que
aquellos anticuerpos con afinidad mediana por el blanco tumoral y que reconocen antígenos
ubicuos, evidenciarán un reconocimiento y acumulación preferencial en los tejidos tumorales que
sobre-expresan la molécula diana, evitando la aparición de toxicidad indeseable e incrementando
el índice terapéutico (Crombet T et al, 2004)
Aunque la barrera hemato-encefálica puede bloquear la penetración de moléculas grandes como
los anticuerpos en los tumores cerebrales, agentes como la cirugía, la irradiación y el tumor
interrumpen su integridad, facilitando la acumulación en las lesiones tumorales. Previamente,
nuestro grupo había demostrado la alta sensibilidad, especificidad y exactitud de la
inmunogammagrafía con el anticuerpo murino ior egf/r3 marcado con Tc99 en el diagnóstico in
vivo de lesiones malignas intracraneales, lo cual corrobora la acumulación de este tipo de
molécula en tumores cerebrales (Figura 3) (Ramos-Suzarte M et al, 1999).
Vista lateral derecha
Vista lateral izquierda
Figura 3: Inmunoscintigrafía que muestra acumulación del AcM ior egf-r3 marcado con Tecnecio
99 en un astrocitoma anaplásico localizado en el lóbulo temporal derecho.
En este ensayo, la inmunosctingrafía tras la combinación terapéutica, mostró acumulación
positiva del anticuerpo en aquellos pacientes con lesiones residuales, mientras que no se
acumuló el radiofármaco en los pacientes con regresión tumoral completa. Sin embargo, estos
resultados deben ser interpretados con precaución ya que no se obtuvieron imágenes
gammagráficas pre-tratamiento y tampoco se caracterizó la expresión del EGFR en las biopsias
pre-tratamiento de los pacientes. Otros factores tales como el desorden de la vasculatura y el
incremento de la presión hidrostática en los tumores, pérdida de expresión del EGFR así como la
emergencia de variantes mutantes del receptor, pudiera también influir en la acumulación
específica del monoclonal.
Aunque el ensayo no se diseñó para evaluar definitivamente la eficacia de la droga, se estudió
la sobrevida de los pacientes tratados con la combinación de irradiación y nimotuzumab (h-R3).
La sobrevida global fue relativamente larga en comparación con los datos reportados para la
radioterapia sola (Hauch H et al, 2005)
Al igual, nuestros resultados se comparan muy favorablemente con los datos reportados para
varios esquemas de radio-quimioterapia que han producido resultados negativos o no
concluyentes (Lonardi S et al, 2005).
Otros grupos han usado anticuerpos anti-EGR, desnudos o marcados con radioisótopos en
el tratamiento de pacientes de nuevo diagnóstico o con tumores cerebrales recurrentes. No se
han obtenido evidencias de beneficio clínico significativo en ninguno de los ensayos usando
anticuerpos anti-EGFR murinos desnudos o conjugados (Kalofonos HP et al, 1989; Brady LW et
al, 1990; Emrich JG et al, 2002).
Previamente se han reportado ensayos clínicos con pequeñas moléculas que tienen como
blanco el EGFR. Gefitinib (Iressa, Astra Zeneca, Londres, Reino Unido) y erlotinib (tarceva,
Genentech, San Francisco, EUA) se han evaluado en el tratamiento de 54 y 45 pacientes con
tumores cerebrales recurrentes, respectivamente. La sobrevida global tras el tratamiento con
xli
Iressa fue de 39.4 semanas, mientras que los eventos adversos fueron discretos o moderados y
consistieron principalmente en reacciones en piel y diarrea (Rich JN et al, 2003). Tras el
tratamiento con el tarceva, solo 2 de los 45 pacientes evidenciaron respuesta parcial y no se
constató incremento de la sobrevida libre de progresión tras 6 meses (Newton HB et al, 2003).
En resumen, la combinación de nimotuzumab (h-R3) e irradiación fue segura. La sobrevida
prolongada de nuestro grupo de pacientes es promisoria, pero se debe ejecutar un ensayo
controlado para confirmar este resultado. El incremento de sobrevida y la prolongada duración
de la respuesta tras el tratamiento durante 6 semanas pudiera estar asociado con el efecto antiangiogénico del AcM nimotuzumab (h-R3), dado su rol marcado en la regulación negativa del
factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF) (Crombet T et al, 2002). Para predecir y
caracterizar mejor la población de pacientes respondedora al nimotuzumab (h-R3) se impone la
realización de estudios farmacogenómicos, que incluyan la evaluación de la amplificación del
gen del EGFR, así como la caracterización de mutaciones en este gen así como en las
moléculas relacionadas con la cascada de señalización del receptor tales como PTEN, RAS,
fosfatidil inositol 3 cinasa (PI3K), proteina cinasa activada por mitógenos (MAPK).
Radioinmunoterapia.
A pesar de las intensas investigaciones realizadas en los últimos años, el pronóstico de los
gliomas de alto grado de malignidad sigue siendo pobre. Estos tumores son altamente
resistentes a las terapias disponibles en la actualidad, por lo tanto existe una imperiosa
necesidad de desarrollar nuevas estrategias más efectivas. Una de ellas es el uso de
anticuerpos monoclonales (AcMs) asociados a radioisótopos. Con esta metodología,
teóricamente, se debe lograr un incremento de la respuesta terapéutica antitumoral al combinar
los efectos beneficiosos del AcMs y las radiaciones (Paganelli et al., 2006).
La radioinmunoterapia (RIT) difiere de la radiación externa convencional en que puede ser
administrada sistémicamente o en forma locorregional.
Por otro lado, la RIT tiene la posibilidad de vencer el problema de la heterogeneidad tumoral
observada en la inmunoterapia con AcMs debido a que las radiaciones pueden matar a las
células tumorales antígeno negativas que no tienen el radioinmunoconjugado específicamente
localizado en su superficie al producirse el efecto de fuego cruzado (crossfire effect) desde las
células tumorales antígeno positivas (Dixon, 2003). Secundariamente, los radionúcleos no
están sometidos al fenómeno de la resistencia observado en múltiples drogas anticancerosas.
A pesar de las ventajas anteriormente señaladas, los resultados más alentadores de la RIT,
han sido obtenidos principalmente en el tratamiento de linfomas no-Hodgkin (Postema et al.,
2001). Los resultados observados en pacientes portadores de tumores sólidos, sólo han sido,
por lo general, modestos (Koppe et el., 2005).
Radionúclidos.
El número de radioisótopos disponibles para la producción de radioinmunoconjugados está
actualmente en ascenso. A pesar de que se conoce que el mecanismo principal de muerte
celular producido por los radioisótopos es el daño del DNA, es necesario hacer importantes
consideraciones para escoger el radionúcleo a utilizar, factores tales como las características
del AcM, la farmacocinética y biodistribución del radioinmunoconjugado, las características de
las células tumorales y factores prácticos tales como la seguridad radiológica, deben ser
tomados en consideración.
La vida media de los radionúcleos debe ser lo suficientemente larga para permitir que el
radioinmunoconjugado alcance el tumor antes de decaer, pero lo suficientemente corta para
limitar las radiaciones a los tejidos normales. Es deseable una alta y homogénea acumulación
de la dosis en las células tumorales y una rápida eliminación de los tejidos normales. Un vida
media y una longitud de penetración (path length) larga se desean para tratar grandes tumores
y viceversa cuando se desean tratar tumores más pequeños y accesibles (Bethge and
Sandmaier, 2005).
La mayoría de los radionúcleos usados en RIT son emisores beta aunque también pueden
utilizarse emisores alfa y electrón Auger.
Las partículas beta son electrones emitidos desde el núcleo de un átomo inestable. El Yodo131 (131I) y el Ytrium-90 (90Y) son los emisores beta más usados en RIT. El Renio-186 (186Re),
xlii
188
67
177
Renio-188 ( Re), Cobre-67 ( Cu), y el Lutetium ( Lu) son beta emisores más recientemente
considerados para la RIT. Estos radionúcleos difieren entre ellos con respecto a la vida media
física, la emisión o no de rayos gamma, y la energía de las partículas beta (Koppe et al.,
1996). Tabla 1.
Tabla 1. Características de algunos beta emisores usados en RIT
Radionúcleo
Tiempo de vida medio
Emax β (MeV)
Rango aproximado
en tejido (mm).
131
I
8 días
0.61
2.3
90
Y
64.1 horas
2.28
11.3
186
Re
3.8 días
1.08
4.8
188
Re
17 horas
2.12
10.4
Cu
61.9 horas
0.58
2.1
6.7 días
0.5
1.8
67
177
Lu
Los factores anteriormente mencionados son importantes al considerar la eventual dosis de
radiación que será emitida al tumor, la cual puede ser estimada por análisis dosimétrico
(Stabin, 1996).
El uso del renio-188 para la RIT resulta particularmente interesante pues tiene excelentes
propiedades físicas y químicas, su efecto terapéutico es debido a la radiación beta que emite
de 2.1 MeV, también emite una radiación gamma de 155-KeV que no tiene actividad
terapéutica, pero es útil para los estudios de distribución y dosimetría gammagráficos.
Generalmente y desde el punto de vista de protección radiológica, los pacientes no necesitan
ser hospitalizados después del tratamiento pues este isótopo posee una vida media de 16.7
horas y las actividades terapéuticas administradas están muy por debajo las permitidas por las
regulaciones (Jeon et al., 2003).
Por otro lado, el renio y el tecnecio pertenecen a la familia del manganeso y puede ser
99m
posible adaptar algunas de las metodologías desarrolladas para el
Tc, el más común de los
188
isótopos usados en medicina nuclear, para marcar AcMs con el
Re. Un aspecto muy
importante a tener en consideración es el desarrollo de un generador de 188W/188Re, el cual es
fácil de usar, especialmente en áreas aisladas del planeta donde es difícil la transportación de
radionúcleos de vida media corta (Jeon et al., 2003; Iznaga-Escobar, 2003).
En dos estudios recientes la administración intracavitaria a un pequeño grupo de pacientes
portadores de gliomas malignos de un AcM anti-tenascin (BC-4) o de un anti-EGF-R
188
(nimotuzumab (h-R3)) marcados con
Re mostraron un incremento importante en la
sobreviva de los mismos (Popperl et al., 2006; Casacó et al., 2004).
Anticuerpos monoclonales
A pesar de que varios tipos de moléculas marcadas han sido ensayadas en la RIT del
cáncer, las investigaciones en pacientes portadores de tumores cerebrales malignos se han
realizado casi exclusivamente con AcM (Zalulsky, 2004). Pocos estudios con péptidos análogos
a la somatostatina han sido usados en la RIT inyectándolos intracavitariamente o dentro del
tumor cerebral con el objetivo de lograr una mejor penetración en el tejido normal,
posiblemente portador de células tumorales (Merlo et al., 1999; Merlo et al., 2003).
Los antígenos asociados a la RIT de tumores cerebrales incluyen el receptor del factor de
crecimiento epidérmico (EGF-R) (Brady et al. 1992), la molécula de adhesión celular neural
humana (NCAM), la cual está presente tanto en el glioma como en el tejido normal y la
molécula de tenascina.
xliii
La tenascina-C es una glicoproteína que se sobre-expresa en la matrix extracelular en los
gliomas de alto grado de malignidad. La expresión de tenascina crece con el grado de
malignidad y se ha encontrado sobre-expresada en más del 90 % de los glioblastomas
multiformes. Varios AcM anti-tenascina han sido usados en la RIT de tumores cerebrales,
dentro de los más empleados se encuentran el BC-4, BC-2 y el 81C6 (Zalulsky, 2004).
La RIT de tumores cerebrales de alto grado de malignidad usando AcMs anti-EGF-R
resulta interesante ya que la expresión de este receptor está aumentada en estos tumores
(Libermann et al., 1984; Libermann et al., 1985a; Libermann et al., 1985b., Von Deimling et al.,
1992). Por otro lado, existen reportes en la literatura que sugieren que el EGF-R no se
encuentra en el tejido cerebral normal (Libermann et al., 1985b, Takahashi et al., 1987, Derui et
al., 1992), lo cual a prior, permite suponer una alta concentración del radioinmunoconjugado en
el tejido tumoral en relación con el normal cuando este se administra en la cavidad tumoral.
El uso de la RIT por vía intravenosa o intraarterial empleando AcM anti-EGF-R también ha
sido reportada (Brady et al., 1992, Emrich, et al., 2002), pero los resultados no han sido muy
alentadores (Carlsson et al., 2006), probablemente debido a la alta expresión del EGF-.R en los
hepatocitos y el tejido epitelial normal (Gusterson et al., 1984; Damjanov et al., 1986) que
hacen inapropiado el uso por vía sistémica de AcMs anti-EGF-R unidos a radionúcleos
(Carlsson et al., 2006). Sin embargo, el uso de la vía intracavitaria pudiera ser una buena
alternativa al incrementar la concentración del radioinmunoconjugado en el sitio de acción y
disminuir los efectos tóxicos sistémicos.
Estudios toxicológicos preclínicos en ratas han demostrado que la administración
intracerebral del AcM anti-EGF-R, Nimotuzumab (h-R3) marcado con renio 188 y administrado
en dosis relativamente altas del radionúcleo (hasta 44 mCi/m2) no produjo importantes efectos
tóxicos locales o sistémicos (González et al., 2000), pocos efectos tóxicos también se
obtuvieron cuando el renio 188 se dejó decaer hasta osmio 188 y se administró en igual forma
(González et al., 2005).
Con estos antecedentes nuestro grupo decidió realizar el siguiente ensayo clínico.
“Radioinmunoterapia locorregional de tumores cerebrales de alto grado de malignidad usando
el anticuerpo monoclonal Nimotuzumab (h-R3) marcado con renio 188” (Torres et al. 2007).
El objetivo del trabajo fue evaluar en un ensayo clínico fase I la seguridad y la máxima dosis
tolerable (MTD) después de la administración intracavitaria del radioinmunoconjugado
nimotuzumab (h-R3) marcado con diferentes y crecientes dosis de renio 188 en pacientes
adultos portadores de gliomas recurrentes de alto grado de malignidad. El posible efecto
antitumoral fue evaluado secundariamente.
Se realizó un estudio abierto, no controlado, prospectivo y de escalado de dosis al
administrar intracavitariamente una sola dosis del radioinmunoconjugado formado por 3 mg del
AcM nimotuzumab (h-R3) dirigido contra el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) marcado con renio 188 en un rango entre 10 y 30 mCi. La dosis de renio 188 se incrementó
en 5 mCi cada 3 pacientes con el objetivo de determinar la MTD. Si 2 pacientes o más
presentaban toxicidad severa o muy severa de acuerdo al Criterio de Toxicidad Común del
Instituto Nacional del Cáncer (NCI-CTC) de los Estados Unidos, entonces el nivel de dosis
previo fue considerado como la MTD y se incluían 3 nuevos pacientes en ese nivel.
Se incluyeron 11 pacientes portadores de tumores cerebrales recurrentes confirmados
histológicamente como astrocitomas anaplásicos (AA) o glioblastoma multiformes (GBM) y
comprobados por inmunohistoquímica que sobre-expresaban el EGF-R.
Una cámara de Ommaya se implantó en la cavidad tumoral después de la biopsia o resección
parcial del tumor. Los pacientes esperaron por la RIT un período de 2-4 semanas después de
la cirugía.
El estudio se aprobó por el Comité de Ética del Centro de Restauración Neurológica
(CIREN) y por la Autoridad Nacional Regulatoria de Cuba (CECMED).
Otros criterios de inclusión que se consideraron fueron los siguientes: mayor de 18 años de
edad; estado general según escala de Karnofsky ≥70; conteo absoluto de neutrófilos ≥1.5 x
9
9
10 /L; conteo de plaquetas ≥100 x 10 /L; creatinina y bilirrubina séricas dentro de valores
normales. Los criterios de exclusión más importantes fueron: tratamientos previos con AcMs;
embarazo o lactancia y el padecimiento de enfermedades crónicas descompensadas o de
infecciones activas.
Antes de la RIT, se les realizó a todos los pacientes una tomografía computarizada (CT) o una
imagen de resonancia magnética (MRI). Estos estudios se repitieron al menos cada 3 meses
después de la RIT.
xliv
La respuesta tumoral se evaluó de acuerdo a los criterios modificados de la Organización
Mundial para la Salud (McDonald et al., 1990).
El AcM Nimotuzumab (nimotuzumab (h-R3)) se produjo en el Centro de Inmunología Molecular
(Habana, Cuba) y se marcó con renio 188 por el método directo como se ha descrito en otros
artículos (González et al., 2000; González et al., 2005).
Después de la RIT todos los pacientes presentaron empeoramiento temporal de los síntomas
pre-existentes. Los eventos adversos observados fueron grado 1-2 en los pacientes tratados
con la dosis de 10 mCi de 188Re, no así en los pacientes tratados con la dosis de 15 mCi con la
que algunos presentaron eventos neurológicos adversos severos y/o muy severos,
acompañados de importante edema cerebral que imposibilitó el escalamiento al nivel de dosis
superior.
Es de notar el inesperado efecto beneficioso observado en 3 de los 6 pacientes tratados
188
con la dosis de 10 mCi de Re al observarse en ellos respuesta completa, desde el punto de
vista imagenológico, en algún momento de su evolución clínica. El paciente 3 (GBM) está aún
vivo, en respuesta completa y con buen estado general después de más de 4 años de la RIT
(Tabla 2).
La paciente número 4 (Figura 1), AA en un inicio, tuvo una respuesta completa a la RIT desde
el punto de vista imagenológico durante más de 2 años. A los 26 meses de la RIT la imagen
por resonancia mostró recidiva tumoral y la biopsia realizada evidenció una evolución del tumor
a GBM. Se le administró un segundo tratamiento de RIT con 3 mg de nimotuzumab (h-R3)
marcados con 10 mCi de 188-Re, pero evoluciona desfavorablemente y fallece.
Tabla 2
No.
inclusión
Sexo
Edad
(años)
Diagnóstico
Localización tumoral
Nivel de
dosis
Mejor
respues
ta
Sobrevida
desde la
RIT(meses)
Temporo-occipital
I
derecha
EE
6.1
2
GBM
Temporo-parietal
M
32
derecha
?
3
GBM
Parieto-occipital
I
derecha
M
20
RC
*50.6
4
AA/GB
Fronto-parietal
I
+
F
25
M
izquierda
RC
38.4
5
AA
Fronto-parietal
II
M
44
izquierda
EP
9.4
6
GBM
Fronto-parietal
II
F
65
izquierda
EP
2.4
7
GBM
Parieto-occipital
II
M
62
derecha
EP
1.2
8
GBM
Parieto-occipital
II
izquierda
M
54
EP
3.8
9
GBM
Parietal posterior
I
M
53
derecha
RC
15.7
10
M
35
AA
Frontal derecha
I
EE
18.7
11
GBM
Temporo-occipital
I
M
51
izquierda
EP
5.9
GBM=Glioblastoma multiforme; AA=Astrocitoma anaplásico.
I=nimotuzumab (h-R3) maracado con 10 mCi de 188Re, II=nimotuzumab (h-R3) marcado con 15 mCi de
188
Re.
?=Al paciente 2 nos fue imposible aplicar la RIT debido a que el crecimiento tumoral obstruyó la cámara
de Ommaya.
*=El paciente 3 aún permanece con vida.
+
= La paciente 4 era portadora de un AA que evolucionó a GBM (ver texto).
RC=Respuesta completa; RP=Respuesta parcial; EE=Enfermedad estable; EP=Enfermedad progresiva.
1
GBM
M
53
xlv
Figura No. 4
A
Paciente No. 4
B
C
A= Imagen axial de Resonancia Magnética en T2 previa a la RIT, donde se evidencia la
cavidad post-resección del núcleo tumoral con edema perilesional en región fronto-parietal
izquierda, lugar donde se colocó el catéter del reservorio.
B= Imagen axial de Resonancia Magnética en T1 con gadolinio 15 meses después de la RIT,
constatándose la cavidad post-quirúrgica sin edema adyacente y sin evidencia de residiva
tumoral.
C= Imagen axial de Resonancia Magnética con gadolinio en T1 26 meses después de la RIT,
apareciendo nuevamente en la misma región zona heterogénea de captación de contraste y
edema perilesional significativo con efecto de masa, compatible con una residiva lesional. La
paciente fallece un año después.
Estos resultados nos permiten concluir que la administración intracavitaria del
radioinmunoconjugado formado por 3 mg de nimotuzumab (h-R3) marcado con 10 mCi de 188Re
(MDT) es relativamente segura y puede ser una prometedora acción terapéutica en pacientes
portadores de gliomas de alto grado de malignidad.
Referencias
1. Akasaki Y, Black KL, Yu JS. Dendritic cell-based immunotherapy for malignant gliomas. Expert
Rev Neurother; 5(4):497-508, 2005.
2. Bethge WA, Sandmaier BM. Targeted cancer therapy using radiolabelled monoclonal
antibodies. Technol Cancer Res Treat 4: 393-405, 2005.
3. Brady LW, Markoe AM, Woo DV et al. Iodine125 labeled anti-epidermal growth factor
receptor-425 in the treatment of malignant astrocytomas. A pilot study. J Neurosurg Sci., 34
(3-4):243-9, 1990.
4. Brady LW, Miyamoto C, Woo DV et al.: Malignant astrocytomas treated with iodine)125
abeled monoclonal antibody 425 against epidermal growth factor receptor: a phase II trial. Int
J Radiat Oncol Biol Phys 22: 225–230, 1992.
5. Cancer Statistics 2004. The American Cancer Society, 2004
6. Carlsson J, Ren Z.P, Wester K, Sundberg A .L, Heldin N.E, Hesselager G, Persson M,
Gedda L. Tolmachev V, Lundqvist H, Blomquist E, Nister M. Planning for intracavitary antiEGFR radionuclide therapy of gliomas. Literature review and data on EGFR expresión. J
Neuooncol. 77: 33-45, 2006.
7. Casacó A, Lopez G, Fernandez R, Diaz L, Perera A, Batista J, Leyva R, Peña Y, Rodriguez
JA, et al. Loco-regional radioimmunotherapy of high grade malignant gliomas using the
humanized monoclonal antibody, h-R3, labelled with 188-Re. Proc Am Soc Clin Oncol 23 Abs
2530, 2004.
8. Cohen S. Human Epidermal growth Factor: Isolation and Chemical and Biological
properties. Proc. Natl. Acad. Sci, USA; 72 1: 317, 1975.
9. Crombet T, Osorio M, Cruz T et al.Use of the humanized anti-epidermal growth factor receptor
monoclonal antibody h-R3 in combination with radiotherapy in the treatment of locally advanced
head and neck cancer patients. J Clin Oncol. 1; 22(9):1646-54, 2004.
10. Crombet T, Torres L, Neninger E et al..Pharmacological evaluation of humanized antiepidermal growth factor receptor, monoclonal antibody h-R3, in patients with advanced
epithelial-derived cancer. J Immunother; 26(2):139-48, 2003.
xlvi
11. Crombet T, Torres O, Neninger E et al. Phase I clinical evaluation of a neutralizing monoclonal
antibody against epidermal growth factor receptor. Cancer Biother Radiopharm; 16 (1): 93-102,
2001.
12. Crombet-Ramos T, Rak J, Perez R et al. Antiproliferative, antiangiogenic and proapoptotic
activity of h-R3: A humanized anti-EGFR antibody. Int J Cancer, 20; 101(6):567-75, 2002.
13. Damjanov I, Mildner B, Knowles BB: Immunohistochemical localization of the epidermal
growth factor receptor in normal human tissues. Lab Invest 55: 588–592, 1986.
14. Derui L, Woo DV, Emrich J, et al. Radiotoxicity of 125Ilabeled monoclonal antibody 425
against cancer cells containing epidermal growth factor receptor. Am J Clin Oncol (CCT)
15:288–294, 1992.
15. Dixon KL. The radiation biology of radioimmunotherapy. Nucl Med Commun 24:951-957,
2003.
16. Emrich JG, Brady LW, Quang TS et al. Radioiodinated (I-125) monoclonal antibody 425 in
the treatment of high grade glioma patients: ten-year synopsis of a novel treatment. Am J
Clin Oncol; 25(6):541-6, 2002.
17. Feldkamp MM, Lala P, Lau N et al. Expression of activated epidermal factor receptors, Rasguanosine triphosphate, and mitogen activated protein kinase in human glioblastoma
multiforme specimens. Neurosurgery 1999; 45 (6):1442-1453.
18. FeldKamp MM, Lau N, Guha A. Signal transduction pathways and their relevance in human
astrocytomas. Cancer Immunol Immunother; 44 : 157-164, 1997
19. Fernández A, Spitzer E, Perez R, Boehmer FD, Eckert K, Zschiesche W, Grosse R. A new
monoclonal antibody for detection of the EGF-R in Western Blot and paraffin embedded tissue
sections. J Cell Biochem 1992; 49: 157-165.
20. Filmus J. Trent J.M., Pollack M. EGF R gene amplified MDA 468 breast cancer cell line and
its nonamplified variants. Molecular and Cellular Biology, 7:251-256, 1987.
21. Giese A, Bjerkving R, Berens M.E et al. Cost of Migration Gliomas and Implications for
Treatment. J Clinical Oncology; Vol 21, 1624-1636; 2003
22. Gonzalez B, Casaco A, Alvarez P, Leon A, Santana E, Bada A, Figueredo R, Iznaga-Escobar
N. Local and systemic toxicity of h-R3, an anti-epidermal growth factor receptor monoclonal
antibody, labeled with 188osmiun after the intracerebral administration in rats. Eperim Toxicol
Pathol 56: 313-319, 2005.
23. Gonzalez B, Casaco A, Alvarez P. et al. Radiotoxicity of h-R3 monoclonal antibody labelled
with 188Re administered intracerebrally in rats. Hum Exp Toxicol 19: 684-692. 2000.
24. Gray A., Dull TJ., Ullrich A. Nucleotide sequence of Epidermal Growth Factor. Nature;
303:722-725, 1983.
25. Grossman S, Fisher JD, Piantadosi S et al. The new approaches to brain tumors. Cancer
Control: JMCC; 107-114; 1998
26. Gusterson B, Cowley G, Smith JA, Ozanne B: Cellular localisation of human epidermal
growth factor receptor. Cell Biol lnt Rep 8: 649–658, 1984
27. Hauch H, Sajedi M, Wolff JE. Treatment arms summarizing analysis of 220 high-grade
glioma studies. Anticancer Res; 25(5):3585-90, 2005.
28. Herbst RS, Shin DM. Monoclonal antibodies to target epidermal growth factor receptor-positive
tumors: a new paradigm for cancer therapy. Cancer; 94(5):1593-611, 2002.
29. Iznaga-Escobar N, Ramirez IL, Izquierdo JC, Suarez L, et al. 188Re labelled antiepidermal
growth factor receptor humanized monoclonal antibody h-R3: labelling conditions, in vitro and
in vivo stability. Methods Find Exp Clin Pharmacol 25:703-711, 2003.
30. Jeong JM, Chung JK. Therapy with 188Re-labeled radiopharmaceuticals. An overview of
promising results from initial clinical trials. Cancer Biother Radiopharmaceuticals 18: 707-717,
2003.
31. Kalofonos HP, Pawlikowska TR, Hemingway A, et al Antibody guided diagnosis and therapy
of brain gliomas using radiolabeled monoclonal antibodies against epidermal growth factor
receptor and placental alkaline phosphatase. J Nucl Med; 30(10):1636-45, 1989.
32. Kerbel RS, Viloria-Petit A, Okada F et al. Establishing a link between oncogenes and tumor
angiogenesis. Mol Med; 4(5):286-295, 1998.
33. Kerbel RS. Tumor angiogenesis: past, present and near future. Carcinogenesis; 21 (3) 505515, 2000.
34. Khoshiomn S et al. Inhibition of phospholipase C-gamma 1 activation blocks glioma cell
motility and invasion of fetal rat brain aggregates. Neurosurgery; (44) 3: 568-577, 1999.
35. Koppe MJ, Bleichrodt RP, Oyen WJG, Boerman OC. Radioimmunotherapy of colorectal
cancer. Br J Surg 92:264-276, 2005.
xlvii
36. Koppe MJ, Postema EJ, Aarts F, Oyen WJG, Bleichrodt RP, Boerman OC. Antibody-guided
radiation therapy of cancer. Cancer and Metastasis Reviews 24: 539-567, 2005.
37. Laerum OD, Nygaar SJ, Steine S et al. Invasiveness in vitro and biological markers in
human primary glioblastomas. J Neurooncol. Aug;54(1):1-8, 2001.
38. Libermann TA, Nusbaum HR, Razon N, et al. Amplification, enhanced expression and
possible rearrangement of EGF receptor gene in primary human-brain tumors of glial origin.
Nature 313:144–147, 1985a.
39. Libermann TA, Razon N, Bartal AD, et al. Expression of epidermal growth factor receptors in
human brain tumors.Cancer Res 44:753–760, 1984
40. Lonardi S, Tosoni A, Brandes AA. Adjuvant chemotherapy in the treatment of high grade
gliomas. Cancer Treat Rev; 31(2):79-89, 2005.
41. Lorimer IA. Mutant epidermal growth factor receptors as targets for cancer therapy. Curr
Cancer Drug Targets. Jun;2(2):91-102, 2002.
42. Macdonald DR, Cascino TL, Schold SC, Cairncross JG. Response Criteria for Phase II
Studies of Supratentorial Malignant Glioma. J Clinical Oncol, 8: 1277-1280, 1990.
43. Mateo C, Moreno E, Amour K, Lombardero J, Harris W, Perez R. Humanization of a mouse
monoclonal antibody that blocks the epidermal growth factor receptor: recovery of antagonistic
activity. Immunotechnology; 3 (1):71-81, 1997.
44. Mendelsohn J, Baselga J. Status of Epidermal Growth Factor Receptor Antagonist in the
Biology and treatment of Cancer. Journal of Clinical Oncology. Vol 21, 2787-2799, 2003.
45. Mendelsohn J. Targeting the epidermal growth factor receptor for cancer therapy. J Clin Oncol.
Sep 15; 20(18 Suppl):1S-13S, 2002.
46. Merlo A, Hausmann O, Wasner M, Steiner P, Otte A, Jerrnann E, Freitag P, Reubi JC,
Muller-Brand J, Gratzl O, Macke HR: Locoregional regulatory peptide receptor targeting with
the diffusible somatostatin analogue 90Y-labeled DOTA0-D-Phel-Tyr3-octreotide
(DOTATOC): a pilot study in human gliomas. Clin Cancer Res 5: 1025–1033, 1999
47. Merlo A, Mueller-Brand J, Maecke HR: Comparing monoclonal antibodies and small peptidic
hormones for local targeting of malignant gliomas. Acta Neurochir Suppl 88: 83–91, 2003.
48. Nabors LB, Fiveash J. Treatment of adults with recurrent malignant glioma; 5(4):509-14,
2005.
49. National Cancer Institute SEER (1973-1995). Brain and other nervous system cancer.
Trends in SEER incidence and U.S mortality. Cancer Statistics Review, 1995.
50. National Institute of Cancer. Treatment of Adult Brain Tumor (PDQ). 2004.
51. Newton HB. Molecular neuro-oncology and development of targeted therapeutic strategies
for brain tumours. Part 1: Growth factor and Ras signaling pathways. Expert Rev Anticancer
Ther; 3(5):595-614, 2003.
52. Paganelli G, Bartolomei M, Grana C, Ferrari M, Rocca P, Chinol M. Radioimmunotherapy of
brain tumor. Neurol Res 28: 518-522, 2006.
53. Pérez R, Pascual MR, Macías A and Lage A. EGF receptors in human breast cancer.
Breast Can. Res.Treat; 4:189-193, 1984.
54. Pérez R., Lage A. Los factores de crecimiento y sus relaciones con la transformación
maligna. Interferón y Biotecnología; 3(3): 179-209, 1994.
55. Perry JR, Cairncross JG. Glioma Therapies: How to tell which work? Journal of Clinical
Oncology. Vol 21, 3547-3549, 2003.
56. Pöpperl G, Götz C, Rachinger W, Schnell O, Gildehaus FJ, Tonn JC, Tatsch K Serial O-(2[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine
PET
for
monitoring
the
effects
of
intracavitary
radioimmunotherapy in patients with malignant glioma. Eur J Nucl Med Mol Imaging 33: 792800, 2006.
57. Postema EJ, Boerman OC, Oyen WJ, Raemaekers JM, Corstens FH. Radioimmunotherapy
of B-cell non-Hodgkin´s lymphoma. Eur J Nucl Med 28: 1725-1735, 2001.
58. Ragel B, Jensen R.L. New approaches for the treatment of refractory Meningiomas. Cancer
Control. Vol 10, 148-158, 2003.
59. Ramos-Suzarte M, Rodriguez N, Oliva JP et at. 99mTc-labeled antihuman epidermal
growth factor receptor antibody in patients with tumours of epithelial origin: Part III. Clinical
trials safety and diagnostic efficacy. J Nucl Med; 40(5):768-75, 1999.
60. Rich JN, Reardon DA, Peery T et al. Phase II trial of gefitinib in recurrent glioblastoma. J
Clin Oncol; 22(1):133-42, 2004.
61. Santon JB, Cronin MT, Mendelshon J. Effects of the EGFR concentration on tumorigenicity
of A431 cells in nude mice. Cancer Research; 46:4701-4705, 1986.
xlviii
62. Sarissky M, Lavicka J, Kocanova S et al. Diazepam enhances hypericin-induced
photocytotoxicity and apoptosis in human glioblastoma cells. Neoplasma; 52 (4):352-9,
2005.
63. Schellinger J., Signal Transduction by allosteric receptor oligomerization. Trends Biochem.
Science; 13: 443-447, 1990.
64. Stabin MG. MIRDOSE: personal computer software for internal dose assessment in nuclear
medicine. J Nucl MED 37: 538-546, 1996.
65. Steck PA, Lee P, Hung MC et al. Expression of an altered epidermal growth factor receptor
by human glioblastoma cells. Cancer Res; 48:5433-5439, 1988.
66. Stewart LA. Meta-Analisis Group MCTU: Chemotherapy in adult high-grade glioma: A
systematic review and meta-analisis of individual patient data from 12 randomised trials.
Lancet, 359: 1011-1018, 2002.
67. Stocheck CM: Role of the Epidermal Growth Factor in Carcinogénesis. Cancer Research.;
46: 1030-1037, 1986.
68. Takahashi H, Herlyn D, Atkinson B, et al. Radioimmunodetection of human glioma
xenographs by monoclonal antibody to epidermal growth factor receptor. Cancer Res 47:
3847–3850, 1987.
69. Torres L, Coca M, Batista J, Casacó A, et al. Biodistribution and internal dosimetry of the
188Re labelled humanized monoclonal antibody anti- Epidemal Growth Factor receptor
Nimotuzumab in the locoregional treatment of malignant gliomas. Nuclear Med Commun
2007, (in press).
70. Tremont-Lukats I.W, Gilbert M.R. Advances in Molecular Therapies in Patients with Brain
Tumors. Cancer Control, Vol 10, 125-137, 2003.
71. Ullrich A, Schellinger J., Signal transduction by receptor with tyrosine kinase activity. Cell.;
61: 203-212, 1990.
72. Van der Valk P, Lindeman J., Kamphorst W. Growth factors profiles of human gliomas. Do
non-tumor cells contribute to tumor growth in glioma? Ann Oncol; 8:1023-1029, 1997
73. Von Deimling A, Louis DN, von Ammon K, et al. Association of epidermal growth factor
receptor gene amplification with loss of chromosome 10 in human glioblastoma multiforme. J
Neurosurg 77:295–301, 1992.
74. Wersall P. et al. Intratumoral infusions of the monoclonal antibody, mAb 425, against the
epidermal groth factor receptor in patients with advanced malignant gliomas. Cancer
Immnunol. Immunother; 44: 157-164, 1997.
75. Yang L, Ka-yun Ng, Kevin O et al. Cell Mediated Inmmunotherapy: A new approach to the
treatment of Malignant Glioma. Cancer Control. Vol 10, 138-147, 2003.
76. Zalulsky MR. Targeted radiotherapy of brain tumours. Br J Cancer 90: 1469-1473, 2004.
xlix
l
MODELOS RADIOFARMACOCINÉTICOS Y CÁLCULO DE DOSIS INTERNA
Guillermina Ferro Flores - Consuelo Arteaga de Murphy
Un modelo radiofarmacocinético es una descripción matemática de la distribución biológica
de algún radiofármaco en función del tiempo.
Desde un punto de vista real, existen marcadas diferencias farmacocinéticas en la
aplicación de un determinado radiofármaco. Por ejemplo, para el caso de los anticuerpos
monoclonales se encuentran diferencias entre especies, individuos, anticuerpos, radionúclidos,
modos de administración y cantidades administradas.
En un tratamiento o estudio de diagnóstico en medicina nuclear, la dosis de radiación
absorbida será precisamente el producto de los factores dependientes del tiempo (biocinéticos)
por aquellos que son independientes del tiempo como el tipo y energía de emisión del
radionúclido. Los factores que no dependen del tiempo pueden por tanto manejarse como
constantes. Sin embargo, para poder evaluar los parámetros dependientes del tiempo, es
necesario realizar cálculos sobre bases individualizadas o personalizadas y, dichas
evaluaciones, no pueden ser consideradas como aspectos obvios ni triviales. En este punto
valdría recordar lo expresado por el Dr. Loevinger, reconocido especialista en dosimetría
interna:
“NO ES POSIBLE CALCULAR LA DOSIS A UN PACIENTE, SÓLO ES POSIBLE CALCULAR
LA DOSIS A UN MODELO. EL MODELO POR SUPUESTO, ES EL TOTAL DE
SUPOSICIONES NECESARIAS PARA HACER EL CÁLCULO, DICHAS SUPOSICIONES
DEFINEN UNA CLASE DE PACIENTES Y LA DOSIS APLICA A ESTA CLASE. EL COMO SE
AJUSTE UN PACIENTE AL MODELO ES SÓLO UNA CONJETURA”
Es por ello que en la literatura encontramos que constantemente se genera un buen número
de publicaciones en revistas especializadas sobre métodos cuantitativos radiofarmacocinéticos
prácticos a partir de imágenes incluyendo planares, SPECT y PET, así como mediciones de
cuerpo total y mediciones “ex-vivo” de concentraciones de actividad en sangre, con la finalidad
de establecer modelos radiofarmacocinéticos que sean lo más cercano posible a la realidad.
Los modelos radiofarmacocinéticos se dividen por lo general en tres tipos:
1. Empíricos o de integración directa
2. Analíticos o análisis de regresión “mínimos cuadrados”
3. Compartimentales o modelo compartimental
Sin embargo, antes de describir a cada uno valdría la pena recordar que los procesos
biológicos, como el intercambio de cantidades de material entre tejidos, siguen una cinética de
primer orden, es decir, la velocidad de intercambio es proporcional a la concentración de un
solo compuesto. Por tanto, las curvas de actividad vs tiempo se ajustan a una suma de
exponenciales. Así, al graficar los datos en papel semilogarítmico, cada componente
exponencial aparecerá como un segmento lineal.
li
1. Modelos empíricos.
Aplicando la metodología de los radiotrazadores, puede obtenerse una serie de medidas de
concentración del radionúclido en los diferentes tejidos y graficarlas en función del tiempo postadministración. Las curvas resultantes de actividad-tiempo pueden ser caracterizadas como un
modelo farmacocinético empírico, puesto que es una descripción matemática de la distribución
del radionúclido incorporado cuya información derivó de la medición directa.
Este método tiene su mayor aplicación en el desarrollo de nuevos radiofármacos
específicamente durante su evaluación biológica en animales de experimentación como
ratones o ratas. La principal ventaja del modelo farmacocinético empírico es que no se
introducen suposiciones simplificadas respecto a la forma analítica de distribución del
radionúclido.
El área bajo la curva actividad vs tiempo puede ser evaluada por métodos de integración
~
numérica simples y obtener la actividad acumulada ( A ), parámetro biocinético necesario para
el cálculo de la dosis absorbida. Sin embargo, la precisión de tal integración es completamente
dependiente del adecuado cálculo de la fracción (o porcentaje) de actividad administrada en los
órganos fuente importantes y en las muestras de excreta. Es importante tomar suficientes
muestras de la distribución y la retención del radiofármaco durante el transcurso del estudio.
Por tanto, debe tenerse presente los siguientes criterios:
• Colectar los picos de captación rápida y la fase de eliminación rápida
• Realizar el estudio cubriendo al menos un lapso de tiempo de tres vidas medias efectivas
del radiofármaco (3Tef).
• Colectar al menos dos datos por tiempo.
• Contar 100 % de actividad todo el tiempo
• Contar las principales vías de excreción (orina, heces, exhalación, etc.)
Es deseable tener un conocimiento de la cinética esperada del radiofármaco para realizar
un buen diseño del estudio. Por ejemplo, el espaciamiento de las mediciones desde el tiempo
inicial, será muy diferente cuando se evalúa un compuesto de Tc-99m que en 180 min se
elimina en un 95 %, a evaluar un anticuerpo monoclonal marcado con I-131 donde el 80 % del
radiofármaco se elimina el primer día y el otro 20 % en las siguientes dos semanas. Un punto
clave son los órganos excretores (intestino y vejiga), ya que por lo general reciben las dosis
absorbidas más altas puesto que 100% de la actividad (menos el decaimiento) pasará por
alguna o ambas de estas vías de eliminación a diferentes velocidades. Si la excreción no es
cuantificada, se tendrá que hacer la suposición de que el compuesto es retenido en el cuerpo y
removido únicamente por el decaimiento radiactivo. Para radionúclidos de vida media muy
corta, esto puede no ser un problema y obtener mediciones hasta precisas. Para radionúclidos
de vida media moderadamente largos, esto puede causar una sobreestimación de la dosis en
la mayoría de los órganos del cuerpo y una subestimación para los órganos excretores
posiblemente significativa. Para radionúlcidos de vida media muy larga (C-14, K-40) tal
suposición no es realista produciendo dosis comprometidas verdaderamente grandes.
La extrapolación de los datos de los animales a humanos no es una ciencia exacta, pero
algunas veces se puede introducir factores de peso para correlacionar tales datos. Es decir, la
extrapolación puede convertir el % por órgano en el animal a % por órgano en el humano
después de corregir la fracción de peso que representa el órgano respecto al peso del cuerpo
total en ambas especies:
 % 


 % 
g organo



=
(Kg Peso total del cuerpo)animal  

 g organo animal
  Kg peso total del cuerpo humano  organo humano
Por tanto, el método de integración directa para un compuesto en que se tomaron muestras a
diferentes intervalos de tiempo puede ser calculado de acuerdo al siguiente ejemplo:
“Las actividades acumuladas y los tiempos de residencia en todos los órganos estudiados
fueron calculados de los datos biológicos obtenidos de animales (ratones balb-c).
El cálculo de la dosis absorbida, se basó en la metodología MIRD de acuerdo a las siguientes
consideraciones:
lii
~
D (rk ) = ∑ Ah (0, ∞) S (rk ← rh )
(1)
h
donde D ( rk ) es la dosis absorbida promedio a cualquier órgano blanco rk de la actividad
acumulada en cualquier órgano fuente rh.
∞
~
A
h (0, ∞ ) = ∫ Ah ( t )dt es la actividad acumulada en el órgano fuente y
0
S ( rk ← rh ) es la dosis absorbida en rk por unidad de actividad acumulada en rh.
A su vez, el factor “S” está dado por:
S ( rk ← rh ) = ∑ ∆ i Φ i ( rk ← rh )
(2)
i
∆ i son las energías promedio emitidas por unidad de actividad acumulada
para varios tipos de radiaciones (emisión i-tipo). Los términos Φ i son las fracciones específicas
Los términos
absorbidas que dependen de las propiedades de la emisión i-tipo y del tamaño, composición,
forma y separación de los órganos fuentes y blancos.
Específicamente, la actividad acumulada para cada órgano, se obtuvo por integración entre
cada tiempo en que los animales fueron sacrificados. La integración de la actividad acumulada,
considera que la concentración de los radioinmunoconjugados en cada órgano, está
representada por la media aritmética de los niveles al principio y al final de cada intervalo. La
forma general de integración para cada órgano fuente fue:
~ = A(0.5)
A
2
+
0.5 h
∫
A( 0.5) + A(1)
0
A( 3) + A( 4 )
2
e −λt dt +
4h
∫e
− λt
dt +
3h
2
1h
− λt
∫ e dt +
0.5 h
A( 4 ) + A( 5 ) 5 h
2
∫e
4h
− λt
dt +
A(1) + A( 2 )
2
2h
− λt
∫ e dt +
1h
A( 5 ) + A( 24 )
2
A( 2) + A(3)
24 h
∫e
5h
− λt
dt +
2
3h
∫e
− λt
+
2h
A( 24 ) + A( T + )
2
T+
∫e
− λt
dt
24 h
Las constantes A(0.5), A(1), A(2), A(3), A(4), A(5) y A(24), son el porciento de la dosis
inyectada en el órgano a las 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 y 24 h. A(T+) es el porciento de la dosis inyectada
en el órgano más allá de 24 h, y como se muestra arriba, A(T+) se considera que es constante
(48h).
~ / A se obtuvo el
~ se expresa relativa a la actividad administrada, A . Con la relación A
A
0
0
tiempo de residencia, τ, el cual tiene dimensiones de tiempo (h). La multiplicación de τ por S
proporciona la dosis absorbida por unidad de actividad acumulada”.
2. Modelos analíticos
Para superar la limitante de los métodos empíricos, en cuanto a extrapolar razonablemente
un dato más allá del último tiempo de lectura, los datos biológicos obtenidos pueden ajustarse
a una función analítica, también conocida como “función de distribución”. En el modelo analítico
queda implícito que la curva actividad vs tiempo puede ser ajustada a una función dependiente
del tiempo antes de la primera medición y después de la última medición. Como se planteó en
un principio, los procesos biológicos siguen una cinética de primer orden, por lo que las curvas
de actividad vs tiempo pueden ajustarse a una suma de exponenciales, así:
qh (t ) = ∑ Ah ( j ) e
λh ( j )t
(3)
Donde qh(t) = es la función de distribución de la región fuente rh, que es la actividad corregida
por decaimiento radiactivo (Bq) en la región fuente rh al tiempo t post-administración (h) del
radiofármaco; Ah(j) es la actividad (Bq) para el j-ésimo componente exponencial en la región
fuente rh al tiempo t=0 ; y λh(j) es la constante de eliminación efectiva (h-1) de j-ésimo
componente exponencial de la curva actividad vs tiempo en la región fuente, que es la fracción
liii
de la actividad eliminada por unidad de tiempo para el j-ésimo componente exponencial de la
curva actividad vs tiempo.
Los datos de actividad vs tiempo al ser graficados en papel semilogarítmico (la actividad se
grafica en la escala logarítmica de las ordenadas y el tiempo en la escala aritmética de las
abscisas), producen un segmento lineal para cada componente de la función de distribución
qh(t) y, el número de componentes exponenciales corresponde al número de segmentos
lineales identificables, de esta forma, se puede obtener, por arreglo de mínimos cuadrados, la
función correspondiente.
Por ejemplo, la mayoría de los radiofármacos cuando son administrados intravenosamente,
puede considerarse que siguen una fase inicial rápida (distribución) seguida de una etapa lenta
(equilibrio y eliminación) como se muestra en la figura 1.
Actividad
(KBq)
Ah(1)
Fase inicial rápida
Fig. 1. Curva de actividad vs
tiempo en sangre.
m = λh(1)
Fase lenta (equilibrio y
m = λh(2)
Ah(2)
Tiempo
Matemáticamente, esto se puede representar por una función de distribución biexponencial:
q h (t ) = Ah (1)e
− λh (1) t
+ Ah (2 ) e
− λh ( 2 ) t
(4)
donde
Ah(1)
y
Ah(2)
son
constantes
relacionadas
a
la
actividad
inicial
[ A0 = A(t =0 ) = Ah (1) + Ah (1) ]; las constantes de decaimiento λh(1) y λh(2) son indicativas de la
rapidez con la que la curva decae en cada compartimento. Ya que le primer término del lado
izquierdo de la ec. (15) es despreciable para tiempos largos, ésta se puede aproximar por:
q h (t ) ≈ Ah (2 ) e
− λh ( 2 ) t
(5)
Tomando el logaritmo natural en ambos lados de la ecuación se obtiene:
ln[q h (t )] = ln[Ah (2 ) ] − λ h ( 2) t
(6)
Esta es una expresión lineal (y=mx + b), la pendiente puede calcularse considerando
únicamente los puntos para los tiempos grandes, de tal forma que:
− m = λh(2)
(7)
e b = Ah ( 2)
(8)
Usando estos dos valores, la ecuación (15) se puede reescribir:
z (t ) = q h (t ) − Ah ( 2) e
− λh ( 2 ) t
= Ah (1) e
− λ h ( 1) t
(9)
Nuevamente se vuelve a obtener una expresión lineal:
[
]
ln[z (t )] = ln Ah (1) − λ h (1) t
(10)
Finalmente, de una nueva regresión lineal sobre todos los puntos:
− m = λh(1)
(11)
e = Ah (1)
(12)
b
Con esto se obtienen los cuatro parámetros requeridos para la función analítica, ec. (15).
liv
Incorporando la función de distribución en la expresión de actividad acumulada, esta puede
escribirse como:
∞
~ (0, ∞) = e λt q (t )dt
A
∫ h
0
(13)
Evaluando la integral resultante para el modelo biexponencial antes propuesto:
~ = Ah (1) + Ah ( 2)
A
λh (1)
λ h ( 2)
(14)
Ah ( j )
~
A(0, ∞) = ∑
(15)
y,en términos generales:
j
λh( j )
Como un ejemplo rápido, supongamos que a un paciente se le tomaron las siguientes muestras
de sangre después de la administración de algún radiofármaco :
Tabla 1. RADIACTIVIDAD EN MUESTRAS DE PLASMA DESPUES DE ADMINISTRAR UN
RADIOFÁRMACO.
NUMERO DE
MUESTRA
1
2
3
4
5
TIEMPO
(h)
1
2
3
4
24
PLASMA
Radiactividad (KBq/mL)
4438
3268
2404
2062
870
-λh(2)= (lnC1-lnC2)/(t2-t1) = (ln 2062 - ln 870)/(24 h - 4 h) = 0.04315 h-1
A los datos experimentales que conforman la fase rápida se le sustraen los valores
correspondientes a la fase lenta (método de los residuos o “feathering”) y así se traza la
pendiente rápida de la fase de distribución inicial real. Ah(1) y Ah(2) se obtienen del intercepto con
las ordenadas.
-1
-λh(1)= (lnC1dif.-lnC2dif)/(t´2-t´1) = [ln(4438 - 2350 )-ln(2404 -2510)]/(3-1)= 1.053 h
de la extrapolación en la curva (fig. 1) : Ah(1) = 6072 KBq Ah(2) = 2450 KBq
Por lo que la función de distribución puede expresarse como:
La actividad acumulada puede expresarse como :
~ = 6072 KBq/(1.0543 h-1) + 2450 KBq/ (0.0431 h-1)
A
~ = 62.545 MBq.h
A
3. Modelos compartimentales
En el modelo compartimental el sistema biológico es tratado como compartimentos
interconectados como un ensamble de unidades físicas y químicas idénticas. Cada ensamble
es una entidad anatómica identificable (ej. un órgano como el hígado), una entidad fisiológica
identificable (ej. sistema retículo endotelial) o una entidad física identificable (ej. agua del
espacio extracelular) (Fig. 2).
lv
Modelo del
Tracto respiratorio
Inhalación
Modelo del
tracto
Gastrointestinal
Ingestión
Excreción fecal
Compartimento de transferencia
a1
a2
Compartimento
tejido
1
fu
a3
Compartimento
tejido
2
Compartimento
tejido
3
ai
Compartimento
tejido
i
Figura 2. Modelo general para la cinética de los radionúclidos
Excreción
ff
Sin Vejiga
embargo, referirse a una entidad identificable o un compartimento
Modelo discreto
del tractoes
únicamente
el número de
urinariaconceptual. Un modelo compartimental está caracterizado por
Gastrointestinal
compartimentos a por las probabilidades de transición, o velocidades de intercambio, entre los
compartimentos, lo cual puede ser representado matemáticamente como un grupo de
Excreción urinaria
Excreción fecal sistémica
ecuaciones
diferenciales ordinarias acopladas (Fig. 3).
La forma general de la solución para el sistema compartimental puede expresarse
como:
A(t ) = ∑ C i e − ki t
(16)
Ci y ki son constantes las cuales consisten en la suma y productos de las λs en las
ecuaciones diferenciales. El número de exponenciales en cada solución será el mismo
que el número total de compartimentos en el modelo.
λR
λR
λ1
λ3
Bazo
(S)
Spleen
Riñones
(K)
Kidneys
λ2
Hígado (L)
Liver
λR
Bazo:
Hígado:
λ6
Compartimento
Transfer
Compartment
de
transferencia
(TC)
λ4
λR
λ7
λ5
Urine
Orina
(U)
λR
dAS
= λ 1 ATC − (λ 2 + λ R )AS
dt
dAL
= λ 6 ATC − (λ 7 + λ R )AL
dt
lvi
Riñones:
dAK
= λ 3 ATC − (λ 4 + λ 5 + λ R )AK
dt
dAU
= λ 5 AK − (λ R )AU
dt
Orina:
C. Transferencia:
dATC
= − (λ 1 + λ 3 + λ 6 + λ R )ATC + λ 2 AS + λ 4 AK + λ 7 AL
dt
Figura 3. Modelo biocinético compartimental
Los factores que determinan la cantidad de dosis absorbida por un órgano son:
Los parámetros biológicos (modelo biocinético) que describen la captación,
distribución, retención y liberación del radiofármaco en el órgano en particular y en el
cuerpo.
La energía emitida en cada transformación nuclear, que puede provenir de emisiones
penetrantes y no penetrantes.
La fracción de energía emitida que es absorbida en el blanco.
En un tratamiento o estudio de diagnóstico en medicina nuclear, la dosis de radiación
absorbida será precisamente el producto de los factores dependientes del tiempo (biocinéticos)
por aquellos que son independientes del tiempo como el tipo y energía de emisión del
radionucleido. Los factores que no dependen del tiempo pueden por tanto manejarse como
constantes. Sin embargo, para poder evaluar los parámetros dependientes del tiempo, es
necesario realizar cálculos sobre bases individualizadas o personalizadas.
La ecuación genérica para el cálculo de la dosis absorbida en un órgano es:
D=
~ n Eφ
A
∑ i i i
(17)
m
~
.
Donde D = dosis absorbida (Gy); A = es la actividad acumulada (MBq s); ni= número
de partículas con energía Ei emitidas por transición nuclear; Ei= energía por partícula (MeV);
φi = fracción de la energía absorbida en el blanco; m= masa de la región blanco (Kg).
~
El término “actividad acumulada” ( A ) es el área bajo la curva de actividad-tiempo para
un órgano fuente o región. Como la actividad es el número de desintegraciones por unidad de
tiempo, integrando ésta sobre el tiempo da el número total de desintegraciones.
t
~ = A (t )dt ⋅
A
∫ h
(18)
0
La ecuación de la dosis absorbida en el sistema MIRD (“Medical Internal Radiation
Dosimetry”) es una representación simplificada de la ecuación (17) como sigue:
~ S.
(19)
D =A
La actividad acumulada representa el factor biológico como anteriormente se explicó,
mientras que el factor “S” engloba a todos los parámetros físicos involucrados en la evaluación
de la dosis absorbida:
S=
∑n Eφ
i
i i
i
m
(20)
En cualquier problema real de dosis interna, siempre habrá más de un órgano que
concentre la actividad, por tanto, se tienen que considerar muchos blancos para los que se
requiere saber la dosis absorbida. En este caso, la ecuación MIRD necesita ser resuelta para
cada región fuente (rh) y para cada región blanco (rk) como sigue:
~
D (rk ← rh ) = ∑ A h S (rk ← rh )
(21)
h
lvii
Si el área bajo la curva actividad-tiempo para un órgano fuente (actividad acumulada)
es normalizada a la cantidad de actividad administrada (A0), esto es definido como “tiempo de
residencia”.
~
Ah
τh =
A0
(22)
Utilizando esta definición, la ecuación de la dosis puede ser escrita como:
D (rk ← rh ) = A0 ∑ τ h S (rk ← rh )
(23)
h
~
Los valores de actividad acumulada ( A ) o tiempo de residencia ( τ ) deben de ser
calculados para aquellos órganos donde la actividad se concentra (ejem. hígado, riñones, bazo,
tiroides), para los órganos involucrados en la excreción del radiofármaco del cuerpo (ejem.
vejiga e intestinos) y el cuerpo remanente. Así, la dosis absorbida se calcula multiplicando los
valores de
~
A (ó τ ) por los apropiados valores de “S”.
Programas de cómputo para el cálculo de la dosis interna.
El programa de computadora MIRDOSE se desarrolló para realizar el cálculo de dosis a
órganos en medicina nuclear. El código se renombró OLINDA (Organ Level Internal Dose
Assessment), para distinguirlo de las actividades del Comité MIRD y para integrar el nombre
dentro de un nuevo sistema unificado de evaluación de la dosis interna y externa.
La ecuación implementada en el programa MIRDOSE fue:
~ ⋅ S = A ⋅τ ⋅ S
D=A
(24)
0
Donde τ es el tiempo de residencia (el cual es igual a
~ / A , la actividad acumulada
A
0
dividida entre la actividad administrada al paciente [A0] y S está dado por la ecuación (20).
El sistema OLINDA para coincidir con el Comité MIRD, expresa la dosis como:
(25)
D = N × DF
Donde N es el número de desintegraciones que ocurren en un órgano fuente, y DF (el factor
de dosis) es:


DF =  k ∑ ni Eiφi  m
 i

(26)
El DF matemáticamente es el mismo que el valor S. El número de desintegraciones es la
integral de la curva tiempo-actividad para una región fuente. La integral de esta función tiene
unidades de actividad x tiempo (Bq s). Si se usa el número de desintegraciones que ocurren en
una región fuente, se obtiene la dosis total para las regiones blanco seleccionadas. Sin
embargo, si se usa el número de desintegraciones que ocurren en una región fuente por unidad
de actividad administrada, se define N en unidades de Bq-s/Bq administrado. Se puede
introducir el valor de N, en unidades de tiempo. Debido a que el sistema OLINDA pide como
entrada los valores de N en Bq-h/Bq, esto es el valor del tiempo de residencia utilizados por
MIRD.
OLINDA incluye dados de decaimiento para más de 800 radionucleidos y 10 fantomas de
cuerpo donde se pueden variar el tamaño de las masas de los órganos. OLINDA además usa
el valor del factor de peso (wR), como está definido por la Comisión Internacional en Protección
Radiológica (ICRP) y es un programa validado y aprobado por la FDA (“Food and Drug
Administration”) en Estados Unidos para realizar cálculos de dosimetría interna.


DF =  k ∑ ni Eiφi wR  m
 i

(27)
El programa de cómputo SAAM II (SAAM II version 1.2, bajo licencia SAAM Institute, Inc.,
USA), ejecuta rutinas de mínimos cuadrados para optimizar el ajuste de las curvas de actividad
vs. tiempo en cada órgano e iterativamente ajusta los valores de los coeficientes de
transferencia entre compartimentos.
lviii
Dosis en radioterapia de blancos moleculares.
En un tratamiento de radioinmunoterapia la limitante de la actividad a administrar es la dosis
de radiación recibida a médula ósea (no más de 2-3 Gy). Específicamente en el tratamiento de
linfomas donde muchas veces no se encuentran masas visibles, se recomiendan 0.75 Gy a
cuerpo entero (aproximadamente 2 Gy a médula ósea) mediante la administración de
131
aproximadamente 2.22 a 4.44 GBq de I-anti-CD20 (Bexxar).
En el caso de radioterapia con péptidos radiomarcados, la limitante es la dosis recibida por
los riñones, ya que la dosis máxima tolerada por éstos es de 25-30 Gy.
Entre los péptidos más exitosos para radioterapia de blancos moleculares están los
análogos de la somatostatina marcados con Y-90 ó Lu-177: DOTA-Tyr3-octreótido
(DOTATOC), DOTA-lanreótido (DOTALAN) and DOTA-Tyr3-octreotato (DOTATATE). Los
pacientes con tumores neuroendócrinos metastásicos reciben por ejemplo de 1.7 a 27 GBq
durante 1-5 ciclos de 90Y-DOTATOC, depositando dosis de radiación a los riñones de 5.9 –26.9
Gy por ciclo para un total 18.3–38.7 Gy. Otros pacientes han recibido de 3 a 7 ciclos (3.7 a 7.4
77
MBq) de 1 Lu-DOTATATE hasta una actividad final acumulada de 22.2–29.6 GBq,
depositando dosis de radiación renales de 1.8 –7.8 Gy por ciclo y un total de 7.3–26.7 Gy. Las
dosis absorbidas a los tumores han alcanzado hasta 600 Gy. Los resultados muestran una
adecuada regresión del tumor, una duración promedio de 2 años como respuesta a la terapia y
son favorables con las pocas opciones de tratamiento que tienen estos pacientes. Si se logra
optimizar el uso de agentes protectores para los riñones, los efectos secundarios se reducirán
considerablemente.
Referencias
1. Stabin M.G. (2003) Developments in the Internal Dosimetry of Radiopharmaceuticals. Rad.
Prot. Dos. 105, 575-580.
2. Stabin, M.G., Sparks, R.B., Crowe, E. (2005) OLINDA/EXM: the second-generation personal
computer software for internal dose assessment in nuclear medicine. J. Nucl. Med. 46,
1023-1027.
3. Siegel J.A., Thomas SR, Stubbs JB, Stabin MG (1999) MIRD Pamphlet No. 16: Techniques
for quantitative radiopharmaceutical biodistribution data acquisition and analysis for use in
human radiation dose estimates. J. Nucl. Med. 40, 37S-61S. 2719-2728.
4. de Jong M., Kwekkeboom D.J., Valkema R., Krenning E.P. (2004) Tumor therapy with
radiolabelled peptides: current status and future directions, Digestive and Liver Disease 36:
S48-S54.
5. Kwekkeboom D.J., Mueller-Brand J., Paganelli G., Anthony L.B., Pauwels S., Kvols L.K.,
O’Dorisio T.M., Valkema R., Bodei L., Chinol M., Maecke H. R., Krenning E.P. (2005)
Overview of results of peptide receptor radionuclide therapy with 3 radiolabeled
somatostatin analogs, J. Nucl. Med. 46: 62S-66S.
lix
lx
Design of Therapeutic Radiopharmaceuticals
Maria Neves
1. Introduction
Radiopharmaceuticals are extensively used in diagnostic imaging and have seen a rapid
growth in the last few years in a systemic radionuclide therapy modality. This one is based on
the selective uptake of the radiopharmaceutical by a molecular target - also named molecular
targeted radiotherapy (MTR) - and selective delivery of radiation doses to target tissues. 131I as
32
89
iodide, P in the form of orthophosphate and Sr in chloride form have been the first
radiochemicals to be evaluated for radiotherapy purpose, with the first clinical use dating back
to 1939. This recent revival of interest, it is a consequence of improvements in specific
biomolecules and its potential advantages over external radiotherapy, particularly for patients
with inoperable or multi-site diseases. Since MTR requires the administration of significantly
higher activities than for diagnostic applications, a larger number of exigencies are necessary:
high target binding, uniform target distribution, minimum irradiation of critical organs, effective
biologic dose-response, precise estimation of radiation dosimetry, radiation protection, etc.
Being a radiopharmaceutical constituted by three components: targeting vector, radionuclide
and a molecule linking together, substantial efforts in several research areas are required. The
radiation dose delivered to the cancer cells by a radionuclide, should be intrinsically related to
the radiobiology response in terms of the relative ability of different tissues to recover from
radiation damage, and the absolute ability to control concurrent tumour re-growth. As each
human cancer has its own cellular cytoxicity and cytoprotective response to ionizing radiation, a
certain energy threshold has to be surpassed to achieve the cell death. This means that a
“tailored” radionuclide should exist that will be able to provide the desired therapeutic effect.
This energy threshold depends on several chemical/biochemical factors (carrier molecule,
target affinity, cell distribution, biokinetics, route of administration, radiation safety, etc.)
although the radionuclide properties play one of the most important roles.
Basic research in molecular biology, have led to an understanding of the fundamental
mechanisms of biological processes associated to diseases at molecular and cellular levels,
and consequently there are hundreds of molecules that could be considered potential targeting
vectors. Molecular targets are often differently expressed, i. e. show significant increased level
of expression in tumours and normal tissues, offering a ”window” of possibilities to study new
targeted biomolecules. The selective uptake of radiopharmaceuticals by a target, using a
molecular vehicle, which either its located on the surface of cells or is preferentially
accumulated within them, could be considered the basis of two main mechanism: (i)
extracellular specific cell surface receptors and (ii) intracellular metabolic process or metabolic
trapping. Extracellular specific cell surface receptor biomolecules are mostly monoclonal
antibodies, their fragments and peptides, and hormones. Selective uptake of
radiopharmaceuticals by metabolic processes are:
131
131
I (as the thyroid requires about 1 mg of iodine per week, it indicates that I is rapidly
131
incorporated), and m-iodobenzylguanidine ( I-MIBG) (a catecholamine analogue which is
taken in catecholamine storage vesicles).
89
Sr in chloride form, which is taken up into the mineral bone matrix and is selectively
concentrated in areas of osteoblastic activity with a biological behaviour resembling that of
calcium, and radiolabelled bisphosphonates which are also taken by the mineral bone
matrix.
- Ligands that map metabolism pathways and associated with uncontrolled metabolism of
18
cells proliferation - sugars, aminoacids and nucleotides – being F- labelled deoxyglucose
the paradigm ligand.
Ligands that interact with other pathways of cell metabolism as aminoacids, nucleosides,
nitroimidazoles or caspase inhibitors are being explored for radioimaging, but could be
screened for therapy purposes.
lxi
For identified diseases locals, more effective radiation doses may be deposit by nonsystemic locoregional application of therapeutic radiopharmaceuticals. This approach can be
considered as interventional nuclear medicine. Examples are:
-
Intracavitary administration of radiolabelled colloids, chelates or antibodies to treat
malignant effusions, cystic tumours, as well as arthritic diseases (radiosynoviorthesis).
Intraluminal applications, e.g. intracoronary radionuclide therapy of coronary artery disease.
Intraarterial targeting of localised tumours using radiolabelled lipiodol, resin particles and
glass microspheres.
131
Direct intratumoural injection of radiopharmaceuticals, e.g. the use of
I-labelled
90
32
monoclonal antibodies or Y-DOTA-octreotide in glioma and P-colloids in unresectable
pancreatic or hepatic tumours.
The research of therapeutic radiopharmaceuticals for locoregional applications includes two
main approaches. To consider radionuclide labeled substances that bind specifically to over
expressed molecules, as the epidermal growth factor receptor (EGFR) in the case of
glioblastoma multiforme, and to explore the physical properties of the radiopharmaceutical as
lipophilicity and/or particles size adjusting these properties to the physiological tissue binding or
cavity size, as in the case of I-131-lipiodol for hepatocarcinoma and hepatic metastasis, and
radionuclide labelled particles for radiation synovectomy.
The new challenge, is to enhance MTR by combining it with the transfer into tumour cells of
genes encoding specific transporters. The genomic revolution, i.e. sequencing of the human
genome and developments in high-throughput technology, which provide extensive capabilities
for the analysis of a large number of genes or the whole genome, has the potential to enable us
to predict patient responses to radiotherapy. These assays can be carried out in various clinical
samples at the DNA (genome), RNA (transcriptome) or protein (proteome) level. There is a
belief that this genomic revolution, heralds a future of personalised medicine. For clinical
oncology, this progress should also increase the possibility of predicting individual patient
responses to radiotherapy. A better understanding of the radiobiology and mechanism of action
of MRT will facilitate the development of future compounds and the future designs of
prospective clinical trials, and new carrier and targeting agents have engendered great
enthusiasm and are beginning to emerge for clinical use. As additional agents for tumor
targeting imaging become available, one should not lose sight of the effective bound
radionuclides in their therapeutic armamentarium.
2. Targeting vector
The biochemistry of life involves a complex series of interdependent interactions that
comprise homeostasis. These interactions can be envisaged as the interaction of the genome
and the ‘functional’ molecules it encodes through bioenergetically driven chemical interactions.
The main interactive groups of molecules are:
- those arising from expression of the genome, namely, the proteins, including enzymes,
receptors, structural elements, and antibodies,
- those related to the genome, including nucleosides and nucleotides, nucleic acids,
aptamers, and oligonucleotides,
- those providing energy to drive these systems, specifically glucose, acetate, and fatty acids,
and compounds that reflect oxygen-dependent processes.
Radiopharmaceutical chemistry has addressed the issue of biomolecular chemistry, and
radiopharmaceuticals are unique in their ability to monitor receptor binding sites. There are a
growing number of biologically targeted agents that include not only radiolabeled
immunoconstructs, but also radiolabeled peptides, nanoparticles and bisphophonates which
selectively image diseases areas. Major developments in the molecular biology of cancer, have
brought forth the discovery of a number of receptor systems and other cell surface molecules,
that can be utilized as molecular targets for peptide based agents. Many types of tumour over
express cell surface-associated antigens or receptors suitable as targets for radionuclide
therapy, and many types of targeting agent have been suggested or are already being applied
for such therapy. The main problem is that the incorporation of the radionuclides could affect the
lxii
ligand targeting function, and so non-specific uptake my play a greater influence on the overall
biodistribution pattern. Non-specific uptake increases the radiation dose to normal tissues,
limiting the desired therapeutic effect. Recent years have seen an increased effort in the
development of peptide based radiopharmaceuticals for nuclear medicine applications in
therapy, in particular new treatment strategies.
Several nanoscale carriers (nanoparticles, liposomes, water-soluble polymers, micelles and
dendrimers) have shown to be promise for targeted delivery of cancer diagnostic and
therapeutic agents. These carriers can selectively target cancer sites and carry large payloads,
thereby improving cancer detection and therapy effectiveness. Nanocarriers may also used to
deliver therapeutic agents, including radionuclides. The surface of liposomes can be modified
with different functional groups (antibodies, peptides, etc.), enabling radiolabeled liposomes to
be used for molecular imaging and targeted radionuclide therapy. Radiotargeted nanoparticles
are a promising class of new experimental medicines that throughout the enhanced permeability
and retention effect, tend to accumulate within tumors.
Although such strategies are very appealing and shows great potential for application in
humans, there are as yet very few radiopharmaceuticals developed based on these scheme
that have made it into clinical practice. Many different factors contribute to the generation of a
successful radiopharmaceutical. Among these, a thorough and efficient preclinical evaluation
process is necessary to single out those lead compounds that show more promise in clinical
applications. To maximize the efficacy of pre-clinical testing, one must utilize currently available
technology to the best extent possible. Expertise in different areas of drug development is
indispensable for this type of research.
The future of diagnostic and therapeutic nuclear medicine, is focused on the use of
radiolabeled protein fragments, peptide structures and DNA chains. Ribosomes (RNA that acts
as a messenger between DNA and the protein synthesis complexes), offers a highly promising
target for therapeutics. Scientific and technical breakthroughs have significantly advanced, and
several classes of molecules and different approaches have been investigated as RNA
therapeutics, including antisense RNA, ribozymes, RNA decoys, aptamers, small interfering
RNA and microRNA. However, potential applications of RNA drugs in the treatment of human
diseases remain in their infancy. Multiple challenges, such as optimization of selectivity,
stability, delivery and long-term safety, have to be addressed in order for RNA drugs to become
a successful therapeutic category. The advent of gene transfer technology, promises to widen
the scope of MRT by enabling the expression by tumor cells of membrane-bound proteins that
actively accumulate radiopharmaceuticals. Antigene radiopherapy is based on targeting local
damage to specific sites in the genome by using sequence-specific triplex-forming
oligonucleotides to carry Auger electron emitters.
3. Radionuclide selection
For MRT to be successful various physical, physiological and biological parameters
have to be carefully studied in order to optimize the choice of the radionuclide. As uncertainty
risks of internal radiations are often likely to be much greater than for external radiation therapy,
the radionuclide selection is a fundamental key issue. The radionuclide selection is essentially
related to the appropriate radiation absorbed dose which should match the desirable biologic
effect, i.e. deliver a cytotoxic radiation dose and avoid unnecessary radiation dose to
surrounding healthy tissues. Auger electrons, alpha and beta particles differ considerably in
mass, energy and range, and these factors contribute to the different biological effects they
produce and their respective potential for therapeutic use. Auger are very low-energy electrons
with subcellular ranges (nanometers), while alpha particles exhibit high linear energy transfer
(LET) acting directly to disrupt cellular targets, such as DNA, and beta particles with low LET
act indirectly via the generation of free radicals. The radiobiology response to the radiation is
dependent on an essential parameter - the radiation range in tissues. The radiation range in
tissues can vary from 2-500 nm for Auger electrons, to approximately 40-100 µm for alpha
particles, and from 0.05-12 mm for beta particles. Three main categories of decay have been
studied for therapeutic applications. These are beta-particle emitters, alpha-particle emitters,
and Auger and Coster-Kronig electron emitters. Gamma-ray emission may or may not
accompany these decay processes and will contribute little to the therapeutic effectiveness;
lxiii
however, if the gamma-ray energy is in the diagnostically useful range, it may be useful for
scintigraphic imaging and for determinations of in vivo localization of the radiopharmaceutical
The biological response will depend of the radiopharmaceutical hall-life and
pharmacokinetics parameters, such as: uptake, circulation, metabolisation, clearance time,
vascular supply, tumour size, cells radiosensibility, etc. Radionuclide selection should include
an analysis of what would be best in terms of radiobiology, despite of being undoubtedly a
relevant discipline to which little attention has been paid. In general antigen expression is
heterogeneous, but it could be minimized by selecting a radionuclide with energy values that
allows effective use of the called “crossfire effect”, that occurs when ionizing radiation still
reaches a neighboring nonantigen expressing cell. Also, the poor ability of most carriers to
penetrate in sufficient quantities into solid tumors has led to the use of intermediate and highenergy β-emitters (most notable 90Y and 131I), with typical ranges spanning several cell
diameters, which are capable of effectively cross-irradiating tumor cell populations that are not
directly targeted by the radiopharmaceutical. Radiochemicals tagged with low energy electron
emitters are preferred in bone metastases palliative therapy, because they are more likely to
deliver a therapeutic dose to the bone and spare the bone marrow. Auger electron emitting
radionuclides, are ideally fit for targeting radionuclides of genes, providing that they can be
positioned near to the genomic DNA, i.e. the emitted energy should be absorbed maximally
within the DNA of the targeted tumor cells. Since differences in radiosensibility between tumor
cell`s types could decide on the success or failure of MTR, the following aspects have to be
considered:
- The appropriate radiation absorbed dose (which should match the biologic desirable effect),
and consequently the properties of the radionuclides emissions (type of radiation, energy
and half-life);
- The biological response i. e. the response of cells to radiation in terms of radiosensitivity,
repair capacity and proliferation rate or repopulation;
- The continuous refinement of nano- and microdosimetry in order to increase the accuracy
and the dose/response correlations.
Related experience in external radiotherapy, in spite of the similarities but also
profound differences of MRT, could support researchers in a radiobiological selection linking
physics and radiobiology. In external radiotherapy, the absorbed dose can be calculated
relatively straightforwardly from the energy loss in the body from the point where the radiation
enters the body to the target, while in MTR a dynamic metabolic process, both biochemically
and physically within the time interval of the decaying isotope, entails a much more complex
spatial and temporal radiation distribution. Radionuclide therapy provides a low and
continuously decreasing dose rate, while external radiotherapy is a fractionated high dose. A
better understanding of the radiobiology and mechanism of action of MTR, will provide the basis
to develop new radiopharmaceuticals and designs of prospective clinical trials.
References
-
Stephen J. Mather, Design of radiolabelled ligands for the imaging and treatment of cancer,
Molecular BioSystems, 2007, 3, 30-35.
M. Neves, A. Kling and A. Oliveira, Radionuclides used for therapy and suggestion for new
candidates, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2005, 266(3), 377-384.
A. C. Perkins, In vivo molecular targeted radiotherapy, Biomedical Imaging and Intervention
Journal, 2005, 1(2), 1-7.
C. M. L. West, R.M. Elliott and N.G. Burnet, The Genomics Revolution and Radiotherapy
2007, Clinical Oncology, 19(6), 470-480.
D. Murray and A. J. McEwan, Radiobiology of Systemic Radiation Therapy, 2007, Cancer
Biotherapy & Radiopharmaceuticals, 22(1), 1-23.
Y. C. Jeffrey and M. D. Wong, Systemic targeted radionuclide therapy: Potential new
areas, 2006, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 66(2), S74-S78.
R. J. Mairs and M. Boyd, Targeting Radiotherapy to Cancer by Gene Transfer, 2003,
J. Biomed Biotechnol 2003(2), 102-109.
lxiv
Diseño de Radiofármacos Terapéuticos
Maria Neves
Traducción: Ana María Robles
1. Introducción
Los radiofármacos son ampliamente empleados en diagnostico por imágenes y han visto
(experimentado) un rápido crecimiento en los pasados años en la modalidad de Terapia
radionucleídica sistémica. Esta última es basada en la captación selectiva del radiofármaco por
una molécula “target” y se denomina radioterapia molecular (RTM)
131
32
89
I como yoduro, P en la forma de ortofosfato y Sr como cloruro han sido los primeros
radionucleidos en ser evaluados con fines radioterapéuticos con un primer uso clínico en 1939.
Este reciente resurgimiento del interés, es consecuencia del progreso en biomoléculas
específicas y sus potenciales ventajas sobre la radioterapia externa, principalmente en
pacientes con enfermedades inoperables o diseminadas. Ya que la RTM requiere de la
administración de actividades significativamente más elevadas que para las aplicaciones
diagnósticas, un mayor número de requisitos son exigidos: elevada unión a la molécula “target”,
distribución uniforme en la molécula “target”, irradiación mínima en órganos críticos, efectiva
relación dosis biológica-respuesta, estimación precisa de la dosimetría de la radiación,
protección radiológica, etc. Siendo un radiofármaco constituído por tres componentes: molécula
vector, radionucleido y una molécula que enlace los dos, se requieren esfuerzos importantes en
varias áreas de investigación.
La dosis de radiación depositada a la célula cancerosa por un radionucleido, debería ser
intrínsecamente relacionadas con la respuesta radiobiológica en términos de la capacidad
relativa de los diferentes tejidos de recuperarse del daño por radiación y la absoluta capacidad
de controlar el simultaneo re-crecimiento del tumor. Como cada tipo de cáncer humano tiene su
propia citotoxicidad y respuesta cito-reparadora a la radiación ionizante, una energía umbral
dada tiene que ser superada para alcanzar la muerte celular. Esto significa que debería existir
un radionucleido “a medida” que sea capaz de alcanzar el efecto terapéutico deseado. Esta
energía umbral depende de varios factores químicos/bioquímicos (molécula portadora, afinidad
de la molécula “target”, distribución celular, biocinética, vía de administración, seguridad
radiológica, etc.), a pesar de que las propiedades del radionucleido desempeñan uno de los
papeles más importantes.
La investigación básica en biología molecular, ha llevado a una comprensión de los
mecanismos fundamentales de los procesos biológicos asociados a las enfermedades en los
niveles molecular y celular y en consecuencia, hay cientos de moléculas que podrían
considerarse posibles “targets” moleculares. Los “targets” moleculares, a menudo se expresan
diferentemente, por ejemplo, muestran un nivel significativamente incrementado de expresión
tanto en tejido tumoral como sano ofreciendo un espectro de posibilidades para estudiar
nuevas biomoléculas-“targets”. La captación selectiva del radiofármaco por un “target”,
utilizando un vehículo molecular, que es localizado sobre la superficie de la célula o es
acumulado dentro de ella, podría considerarse basada en dos mecanismos principales: (i)
receptores específicos extracelulares de superficie y (ii) procesos metabólicos intracelulares o
captación metabólica. Biomoléculas especificas de receptor de superficie extracelular son en su
mayoría anticuerpos monoclonales, sus fragmentos y péptidos y hormonas. Procesos
metabólicos de captación selectiva de radiofármacos son:
131
131
- I (ya que la tiroides requiere aproximadamente 1 mg de yodo por semana, el I es
rápidamente incorporado), y m-iodobenzylguanidina (131I - MIBG) (un análogo de
catecolaminas, que es captado en las vesículas de almacenamiento de catecolaminas).
89
- Sr en forma de cloruro, que se captado por la matriz mineral ósea y es selectivamente
concentrado en zonas de actividad osteoblástica con un comportamiento biológico que
asemeja al del calcio y bifosfonatos radiomarcados que también son captados por la matriz
mineral ósea.
- Ligandos que siguen rutas metabólicas y se asocian con el metabolismo no controlado de
proliferación celular- azúcares, aminoácidos y nucleótidos- siendo la deoxyglucose marcada
con 18F, la molécula paradigma.
lxv
- Ligandos que interactúan con otras vías de metabolismo celular como aminoácidos,
nucleósidos, los nitroimidazoles o inhibidores de caspasas, están siendo explorados para
radioimagen aunque podrían ser analizados con propósitos terapéuticos.
Para enfermedades localizadas identificadas, dosis de radiación más efectivas pueden ser
depositadas por aplicación locoregional no sistémica de radiofármacos terapéuticos. Este
enfoque puede considerarse como medicina nuclear intervencionista. Ejemplos de ello son:
- Administración intracavitaria de coloides radiomarcados, quelatos o anticuerpos para
tratar derrames malignos, tumores quísticos, así como enfermedades artríticas
(radiosinoviortesis).
- Aplicaciones intraluminales, por ejemplo, terapia radionucleídica intracoronaria para la
enfermedad de la arteria coronaria.
- Aplicaciones intraarterial de tumores localizados utilizando lipiodol radiomarcado,
partículas de resina y microesferas de vidrio.
- Inyección intratumoral directa de radiofármacos, por ejemplo, el uso de anticuerpos
monoclonales marcados con 131I u DOTA-octreotide marcado con 90Y en el glioma y coloides de
32
P en tumores pancreáticos o hepáticos no resecables.
La investigación de los radiofármacos terapéuticos para aplicaciones locorregionales
incluye dos enfoques principales. Considerar sustancias marcadas con radionucleidos que se
unen específicamente a moléculas sobreexpresadas como el receptor del factor de crecimiento
epidérmico (EGFR) en el caso del glioblastoma multiforme, explorar las propiedades físicas del
radiofármaco como lipofilicidad y/o tamaño de las partículas que adaptan estas propiedades a
la unión al tejido fisiológico o al tamaño de la cavidad como en el caso de 131I-lipiodol para
hepatocarcinoma y metástasis hepática, y partículas marcadas con radionucleidos para
radiosinovectomía.
El nuevo desafío, es estimular la RTM combinándola con la transferencia de genes que
codifican “transporters” específicos a las células tumorales. La revolución genómica, es decir, la
secuenciación del genoma humano y desarrollo de tecnología de alto rendimiento, que ofrecen
amplias capacidades para el análisis de un gran número de genes o la totalidad del genoma,
tiene el potencial de permitirnos predecir las respuestas del paciente a la radioterapia. Estos
ensayos pueden ser llevados a cabo en diversas muestras clínicas a nivel de ADN (genómica),
ARN (transcriptosomica) o proteínas (proteómica). Existe la creencia de que esta revolución
genómica, anuncia un futuro de medicina personalizada. En la oncología clínica, este progreso
debería también aumentar la posibilidad de predecir las respuestas individuales de los
pacientes a radioterapia. Una mejor comprensión de la radiobiología y mecanismo de acción de
RTM facilitará el desarrollo de futuros compuestos y futuros diseños de prospectivos ensayos
clínicos y los nuevos agentes portadores y sondas han generado gran entusiasmo y están
comenzando a surgir para uso clínico. A medida que más agentes para imagen de tumores
marcados estén disponibles, no se debería perder de vista los radionucleidos unidos
efectivamente como arsenal terapéutico.
2. Molécula vectora
La bioquímica de la vida supone una compleja serie de interacciones interdependientes
que conforman la homeostasis. Estas interacciones pueden ser vislumbradas como la
interacción del genoma y las moléculas funcionales que codifica a través de interacciones
químicas bioenergeticamente dirigidas. Los principales grupos interactivos de moléculas son:
- Los derivados de la expresión del genoma, es decir, las proteínas, incluyendo las
enzimas, receptores, elementos estructurales, y anticuerpos,
- Aquellos relacionados con el genoma, incluidos nucleósidos y nucleótidos, ácidos
nucleicos, aptámeros, y oligonucleótidos,
- Los que proporcionan la energía para conducir estos sistemas, en particular la glucosa,
acetato, y los ácidos grasos, y los compuestos que reflejan procesos dependientes de oxígeno.
La química radiofarmacéutica ha incorporado la química biomolecular debido a que los
radiofármacos son únicos en su capacidad para monitorear sitios de unión del receptor. Hay un
número creciente de agentes biológicamente dirigidos, que incluyen no sólo
immunoconstructos radiomarcados sino también péptidos, liposomas, nanopartículas y
bisfosfonatos radiomarcados que selectivamente delinean áreas de enfermedad.
lxvi
Enormes desarrollos en la biología molecular del cáncer, han apoyado el descubrimiento
de un número de sistemas receptores y otras moléculas de la superficie celular que podrán ser
utilizados como “targets” moleculares para agentes basados en péptidos. Muchos tipos de
tumores sobreexpresan antígenos asociados a la superficie celular o receptores adecuados
como “target” de la terapia radionucleídica y muchos tipos de agentes radiomarcados se han
sugerido o ya se aplican para este tipo de terapia. El principal problema es que la incorporación
de los radionucleidos podría afectar la afinidad del ligando y así la captación no específica
puede tener una mayor influencia en el patrón general de biodistribución. La captación no
específica aumenta la dosis de radiación a los tejidos normales, lo que limita el efecto
terapéutico deseado. En los últimos años se ha producido un mayor esfuerzo en el desarrollo
de radiofármacos basados en péptidos para aplicaciones en medicina nuclear, en particular,
nuevas estrategias de tratamiento.
Varios portadores a escala nanométrica (nanopartículas, liposomas, polímeros solubles en
agua, micelas y dendrímeros) han mostrado ser prometedores para liberar agentes
diagnósticos y terapéuticos de cáncer. La superficie de los liposomas se pueden modificar con
diferentes grupos funcionales (anticuerpos, péptidos, etc.), lo que les permite, radiomarcados,
ser usados para Imagenología molecular y RTM. También las nanopartículas marcadas
radionucleidicamente son una prometedora nueva clase de medicamentos experimentales que
a través del incremento de su permeabilidad y el efecto de retención, tienden a acumularse
dentro de los tumores.
Aunque estas estrategias son muy atractivas y ofrecen grandes posibilidades de
aplicación en el ser humano, existen aún muy pocos radiofármacos desarrollados en base a
estos esquema que hayan alcanzado la práctica clínica. Diferentes factores contribuyen a la
generación de un radiofármaco exitoso. Entre ellos, un exhaustivo y eficiente proceso de
evaluación preclínica es necesario para seleccionar los compuestos de primer nivel que
muestran mayor promesa de aplicación clínica. Para maximizar la eficacia de la prueba preclínica, se debe utilizar la tecnología disponible en la actualidad en su mayor medida posible.
La experiencia en diferentes áreas del desarrollo de fármacos es indispensable para este tipo
de investigación.
El futuro de la medicina nuclear diagnóstica y terapéutica, se enfoca hacia el uso de
fragmentos proteicos radiomarcados, estructuras peptídicas y cadenas de ADN. Los ribosomas
(secuencia de ARN que actúa como mensajero entre el ADN y los complejos de síntesis de
proteínas), ofrece un muy prometedor objetivo de la terapéutica. Resultados científicos y
técnicos han avanzado significativamente y varias clases de moléculas y enfoques diferentes
se han investigado como ARNterápicos incluyendo RNA-antisentido, ribozimas, RNA-señuelos
(mutantes), aptámeros, ARN interferente y micro ARN. Sin embargo, las potenciales
aplicaciones de ARN-drogas en el tratamiento de enfermedades humanas siguen en sus
comienzos. Múltiples desafíos, como la optimización de la selectividad, la estabilidad, liberación
y seguridad a largo plazo, tiene que estar explicita para que las ARN-drogas para convertirse
en una categoría terapéutica exitosa. El advenimiento de la tecnología de la transferencia
génica, promete ampliar el ámbito de la RTM al permitir la expresión por las células tumorales
de las proteínas de membrana que activamente acumulan radiofármacos. La radioterapia antigen se basa en la marcación localizada de sitios específicos del genoma mediante
oligonucleótidos en triple hélice específicamente secuenciados portadores de emisores de
electrones Auger.
3. Selección del radionucleido
Para que la RTM tenga éxito, diversos parámetros físicos, fisiológicos y biológicos tienen
que ser cuidadosamente estudiados con el fin de optimizar la elección de los radionucleidos. A
medida que la incertidumbre de los riesgos de radiación interna es a menudo más probable de
ser más elevados que los derivados de la terapia de radiación externa, la selección del
radionucleido es un asunto fundamental. La elección del radionucleido está esencialmente
relacionada con la dosis absorbida de radiación que debe ajustarse al efecto biológico
deseado, es decir, entregar una dosis de radiación citotóxica y evitar la dosis de radiación
innecesaria a los tejidos sanos cercanos. Auger, partículas alfa y beta difieren
considerablemente en masa, energía y alcance y estos factores contribuyen a los diferentes
efectos biológicos que ellos producen y sus respectivos potenciales de uso terapéutico. Auger
lxvii
son electrones de muy baja energía con alcances subcelulares (nanómetros), mientras que las
partículas alfa, exhiben una elevada transferencia lineal de energía (LET) actuando
directamente para destruir “targets” celulares tales como el ADN, y las partículas beta, de baja
LET actúan indirectamente a través de la generación de los radicales libres. La respuesta
radiobiológica a la radiación depende de un parámetro esencial- el alcance de la radiación en
los tejidos. El alcance de la radiación en los tejidos puede variar de 2-500 nm para los
electrones Auger, a aproximadamente 40-100 µm para partículas alfa y de 0.05-12 mm para
partículas beta. Tres tipos principales de decaimiento se han estudiado para aplicaciones
terapéuticas. Estos son emisores de partículas beta, emisores de partículas alfa y emisores de
electrones Auger y Coster-Kronig. La emisión gamma puede o no acompañar estos procesos
de decaimiento y contribuirán poco a la eficacia terapéutica; sin embargo, si la energía de la
radiación gamma esta en un intervalo útil desde el punto de vista diagnostico, puede ser
valioso para centellografia por imágenes y para la determinación de la localización in vivo del
radiofármaco.
La respuesta biológica dependerá de la vida media del radiofármaco y de los parámetros
farmacocinéticos tales como: captación, circulación, metabolización, tiempo de depuración
aporte vascular (irrigación), tamaño del tumor, radiosensibilidad celular, etc.. La selección del
radionucleido debería incluir un análisis de que sería mejor en términos de la radiobiología, a
pesar de ser, indudablemente, una disciplina relevante a la que se ha prestado poca atención.
En general la expresión antigénica es heterogénea, pero podría ser minimizada mediante la
selección de un radionucleido con valores de energía que permitieran una utilización eficaz del
llamado "efecto fuego cruzado", que se produce cuando la radiación ionizante aun alcanza a
las células vecinas que no expresan esos antígenos. También, la escasa habilidad de la
mayoría de los portadores de penetrar en cantidad suficiente en tumores sólidos ha conducido
90
131
al empleo de intermediarios y emisores de alta energía (más notables Y y I), con alcances
típicos que abarcan varios diámetros celulares, que son capaces de efectivamente irradiar
colateralmente poblaciones de células tumorales que no son directamente marcadas por el
radiofármaco. Sustancias radioquímicas unidas a emisores de electrones de baja energía son
preferidos para terapia paliativa en metástasis óseas, porque parecen más cercanos a liberar
una dosis terapéutica a los huesos y proteger la médula ósea. Radionucleidos emisores de
electrones Auger, son idealmente ajustados al marcado con radionucleidos de genes, siempre
y cuando se puede colocar cerca del ADN genómico, es decir que la energía debería ser
absorbida al máximo dentro del ADN de la célula tumoral marcada. Ya que diferencias de
radiosensibilidad entre tipos de células tumorales podría decidir sobre el éxito o fracaso de la
RTM, los siguientes aspectos han de ser considerados:
- La dosis adecuada de radiación absorbida (que debe ajustarse al deseable efecto
biológico), y, en consecuencia, las propiedades de las emisiones de radionucleidos (tipo de
radiación, la energía y la vida media);
- La respuesta biológica es decir la respuesta de las células a la radiación en términos de
radiosensibilidad, capacidad de reparación y la velocidad de proliferación o repoblación;
- El continuo perfeccionamiento de la nano o microdosimetria con el fin de aumentar (su) la
exactitud y la correlación dosis/respuesta.
La experiencia relacionada con radioterapia externa, a pesar de las similitudes, pero
también profundas diferencias de RTM, podría apoyar a los investigadores en una selección
radiobiológica que vincule la física y la radiobiología. En la radioterapia externa, la dosis
absorbida se puede calcular relativamente en forma directa a partir de la perdida de energía del
cuerpo desde el punto donde la radiación entra al cuerpo del blanco mientras que en MTR un
proceso metabólico dinámico ambos desde el punto de vista físico y bioquímico en el lapso de
decaimiento radiactivo del isótopo, entraña una distribución espacial y temporal de la radiación
mucho más compleja. La terapia radionucleídica aporta una velocidad de dosis baja y
continuamente decreciente mientras que la radioterapia externa es una dosis alta fraccionada.
Una mejor comprensión. Una mejor comprensión de la radiobiología y mecanismo de acción de
la RTM será la base para desarrollar nuevos radiofármacos y diseños de posibles ensayos
clínicos.
lxviii
Referencias
-
Stephen J. Mather, Design of radiolabelled ligands for the imaging and treatment of cancer,
Molecular BioSystems, 2007, 3, 30-35.
M. Neves, A. Kling and A. Oliveira, Radionuclides used for therapy and suggestion for new
candidates, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2005, 266(3), 377-384.
A. C. Perkins, In vivo molecular targeted radiotherapy, Biomedical Imaging and Intervention
Journal, 2005, 1(2), 1-7.
C. M. L. West, R.M. Elliott and N.G. Burnet, The Genomics Revolution and Radiotherapy
2007, Clinical Oncology, 19(6), 470-480.
D. Murray and A. J. McEwan, Radiobiology of Systemic Radiation Therapy, 2007, Cancer
Biotherapy & Radiopharmaceuticals, 22(1), 1-23.
Y. C. Jeffrey and M. D. Wong, Systemic targeted radionuclide therapy: Potential new
areas, 2006, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 66(2), S74-S78.
R. J. Mairs and M. Boyd, Targeting Radiotherapy to Cancer by Gene Transfer, 2003,
J. Biomed Biotechnol 2003(2), 102-109.
lxix
lxx
FARMACOPEA ARGENTINA
Juan Carlos Furnari
En Argentina, el Instituto Nacional de
Administración Nacional de Medicamentos,
responsable de la Farmacopea Argentina
actualización periódica de su contenido, cuyo
publicado en 2003.
Medicamentos (INAME), dependiente de la
Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT), es
y se ha propuesto realizar un proyecto de
fruto fue el primer tomo de la Séptimas Edición,
Para realizar las revisiones, se han conformado una Comisión de Farmacopea y
subcomisiones que cubren las distintas especialidades medicinales, todas integradas por
especialistas en las distintas ramas. En particular, la Subcomisión de Radiofármacos está
compuesta por profesionales de la Comisión Nacional de Energía Atómica, de la Facultad de
Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires, de las empresas fabricantes de
radiofármacos y del mismo INAME . Todos los integrantes tienen experiencia en el desarrollo,
fabricación, control de calidad, comercialización, fiscalización o empleo de radiofármacos en
Argentina y en el exterior.
Dentro de las tareas encomendadas, se incluye la revisión crítica y actualización de cada
monografía de los radiofármacos existentes en el mercado local basándose en las
farmacopeas más reconocidas, como la europea, la española y la estadounidense, entre otras,
además de los antecedentes nacionales, la experiencia personal antes indicada y
eventualmente la consulta a otros profesionales externos a la subcomisión.
El listado de los radiofármacos ya actualizados, que serán incluidos en los tomos siguientes
de la Séptima Edición, incluyen a:
- Pertecneciato de sodio (Tc-99m)
- Gluconato Tc-99m
- Pentetato Tc-99m
- Medronato Tc-99m
- Succimero Tc-99m
- Albúmina Tc-99m
- Azufre coloidal Tc-99m
- Ioduro de sodio solución (I-131)
- Iobenguano (I-131)
- m-iodobencilguanidina (I-131)
- Ioduro de sodio solución (I-123)
- Iobenguano (I-123)
- Macroagregados de albumina (Tc-99m)
- Clururo de indio (In-111)
- Pentetato de indio (In-111)
- Oxiquinolina (In-111)
- Cloruro de talio (Tl-201)
- Citrato de galio (Ga-67)
- Cianocobalamina (Co-57) solución y cápsulas
- Indio oxina (In-111)
- FDG (F-18)
Los radiofármacos aun en revisión incluyen
- Amonio (N-13)
- Radiofarmacos de Y-90
- Anticuerpos monoclonales marcados con Y-90
- Preparaciones Radiofarmacéuticas de desarrollo y producción nacional, registradas en
ANMAT no contemplados en Farmacopeas internacionales.
lxxi
lxxii
LEGISLACIÓN SANITARIA RELACIONADA CON LA INDUSTRIA
FARMACÉUTICA Y LA FARMACOPEA MEXICANA
Consuelo Arteaga de Murphy - Guillermina Ferro-Flores
LEY GENERAL DE SALUD
La Ley General de Salud Mexicana se promulgó en 1984 y se publicó en el Diario
Oficial de la Federación (DOF 07-11-1984). A partir de entonces ha habido muchas
modificaciones a la Ley con objeto de actualizarla y de incluir leyes, reglamentos, normas,
acuerdos y decretos nuevos o que no estaban satisfactoriamente enunciados.
La lista es grande y algunos son de interés para la farmacia. Por ejemplo, la “Ley
Federal para el Control de Precursores Químicos, Productos Químicos Esenciales y Máquinas
para Elaborar Cápsulas, Tabletas y/o Comprimidos” (DOF 26-XII-1997)” y su reglamentación
(DOF 15-IX-1999).
Otros reglamentos interesantes son los de la “Comisión Federal para la Protección
contra Riesgos Sanitarios”; el de la “Ley General de Salud en Materia de Investigación para la
Salud”, el “Reglamento de la Comisión Interinstitucional del Cuadro Básico de Insumos del
Sector Salud” y otros sobre la seguridad social en salud, sobre publicidad y el de una comisión
para definir los tratamientos y medicamentos asociados a enfermedades que ocasionan gastos
catastróficos. Un inciso lista los medicamentos psicotrópicos de los grupos II, III y IV a los que
se refiere el artículo 245 de la Ley General de Salud.
En cuanto a lo que se refiere a Normas se encuentra la Norma Oficial Mexicana NOM059-SSAI-1993 sobre buenas prácticas de fabricación para establecimientos de la industria
químico farmacéutica dedicados a la fabricación de medicamentos. Otras normas se refieren al
etiquetado de los medicamentos, estabilidad y farmacovigilancia. Otra norma establece las
pruebas y procedimientos para demostrar que un medicamento es intercambiable y los
requisitos que deben tener los terceros autorizados que realicen las pruebas.
Entre los acuerdos está, entre otros muchos, el que establece las reglas de operación
para la fijación o modificación de precios de los medicamentos o de su materia prima.
Otros acuerdos se refieren a los trámites de registro de nuevos medicamentos, a la
importación y exportación; a aditivos; coadyuvantes; empaques; y a medicamentos genéricos,
herbolarios, alopáticos y homeopáticos.
De la Secretaría de Salud depende la Comisión Federal para la Protección contra
Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) que tiene a su cargo, entre otras funciones, el registro
sanitario de medicamentos. Para el registro sanitario de un medicamento o radiofármaco se
especifican las características u ordenamientos (más de 150 y sumamente rigurosos) que
deben cumplir para obtener el registro sanitario. Entre las características se debe especificar
detalladamente el proceso de elaboración o ruta sintética, los componentes, contaminantes,
control de calidad, estabilidad, estudios in vitro, biodistribución, farmacocinética, estudios de
toxicidad, esterilidad e indicaciones (diagnóstico-terapia), entre otros. Un expediente completo
facilita el registro del medicamento. De la dirección COFEPRIS dependen muchas otras
direcciones y comisiones entre las que se encuentran las comisiones de evidencia y manejo de
riesgos sanitarios y la Comisión Permanente de la Farmacopea de los Estados Unidos
Mexicanos (CPFEUM).
Por decreto oficial se creó la CPFEUM que está formada por un consejo directivo, presidido por
el director de la COFEPRIS, por una dirección ejecutiva con funciones operativas, por un consejo
técnico con funciones científicas formado por más de 150 expertos en todas las áreas de la
farmacia, y de un fideicomiso. Entre las muchas funciones del consejo directivo está el de
asesorar a la Secretaría de Salud en materia farmacéutica y el de velar porque la Farmacopea
de los Estados Unidos Mexicanos (FEUM) se actualice y re-edite periódicamente.
Históricamente, en México ha habido catálogos y registros de medicamentos desde la época precolombina. Los panacani o farmacéuticos, preparaban los remedios en forma de infusiones o
ungüentos y los vendían en las calles o en “boticas” especializadas (panamacoyan) pero
legalmente no podían recetarlos. Los tlama o médicos sí recetaban a los enfermos pero no
podían preparar medicamentos. Martín de la Cruz escribió en náhuatl el libro “Hierbas
Medicinales” que fue traducido por Juan Babiano quien lo llevó a Europa inmediatamente
lxxiii
después de la Conquista. En los siglos 17, 18 y 19 hubo muchos tratados de medicamentos y de
plantas medicinales y varias farmacopeas pero hasta 1928, por decreto presidencial, se editó la
primera farmacopea oficial. Por problemas bélicos y políticos la segunda edición se hizo en 1950
y actualmente está en elaboración la novena edición que se expenderá en enero de 2008 y será
parte de las 44 farmacopeas mundiales. Además, se han editado la farmacopea herbolaria y la
farmacopea homeopática. Existe el proyecto de editar una farmacopea latinoamericana tomando
como fundamento a la FEUM.
Legalmente, la FEUM es la norma de calidad para medicamentos y materias primas y es un
instrumento de vigilancia que garantiza la misma calidad de un medicamento con la calidad con
la que fue registrado ante la COFEPRIS.
La preparación y la calidad de los radiofármacos ha sido de interés en Latinoamérica
por lo cual elaboró un programa, patrocinado por la Agencia Internacional de Energía Atómica
(IAEA), sobre Acuerdos Regionales Cooperativos para la promoción de la Ciencia y Tecnología
Nucleares en América Latina (ARCAL XV) incluyó tres reuniones de Coordinadores del
Proyecto sobre Producción y Control de Calidad de Radioármacos llevadas a cabo en
Cartagena de Indias, Colombia (1993), Salvador-Bahía, Brasil (1995) y en Costa Rica (1998).
Durante estos años se llevaron a cabo 63 actividades científicas incluyendo cursos regionales,
cursos nacionales, talleres, capacitaciones, visitas de expertos extranjeros y se editaron dos
Manuales: Manual sobre Recomendaciones para la Aplicación de las Buenas Prácticas de
Manufactura Radiofarmacéutica y el Manual de Control de Calidad de los Radiofármacos.
Uno de los talleres, efectuado en Caracas, Venezuela (7-11 octubre 1996), fue el Taller
de Armonización de Normas para el Registro y Control Sanitario de los Radiofármacos y en él se
discutieron los lineamientos generales para el diseño de un reglamento para el registro sanitario
de los radiofármacos que se presentaría a la autoridad competente y se adaptaría a las
necesidades de cada país Latinoamericano. En México se ha logrado el registro de los
Radiofármacos y su inclusión en la farmacopea nacional
Para el registro de un radiofármaco ante la Comisión Federal para la Protección contra
Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) se debe elaborar un expediente detallado que incluya el mayor
número de las características para el registro de un fármaco y las pertinentes a la radiactividad
de un inyectable. Una vez obtenido este registro se incluye en la Farmacopea y se propone a las
autoridades correspondientes que el radiofármaco sea incluido en el cuadro básico de
medicamentos de los hospitales del Sector Salud. Un expediente completo facilita el registro del
radiofármaco.
FARMACOPEA DE LOS ESTADOS UNIDOS MEXICANOS (FEUM)
En México se utilizó parte de los lineamientos y recomendaciones de los dos Manuales,
además de experiencias nacionales y se escribió un documento que apareció como Capítulo
sobre Radiofármacos en la 8ª Edición de la Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos
(FEUM) en 2004. Actualmente está en revisión el Capítulo de Radiofármacos de la 9ª edición,
que saldrá al mercado en enero de 2008. La responsabilidad por el contenido y redacción del
capítulo recae en los expertos del Comité de Radiofarmacia y la edición de la FEUM recae en
la máxima autoridad sanitaria nacional que es la Secretaría de Salud (SS).
El Capítulo de Radiofármacos se escribió con el formato de la FEUM que es de dos
columnas por página y comprende una introducción, definición de algunos términos específicos
de la materia, generalidades, guía de buenas prácticas de manufactura, guía de actividades
recomendadas para los estudios en los gabinetes de medicina nuclear y las monografías de
diversos radiofármacos de uso general en Medicina Nuclear.
En la introducción se menciona el importante papel del ARCAL XV en este capítulo de
la FEUM: “La radiofarmacia en México se inició en el año 1965 y esta rama de las ciencias
farmacéuticas se ocupa del diseño, preparación, control de calidad y dispensación de los
radiofármacos. Con su desarrollo y apoyando el “Programa de Acuerdos Regionales
Cooperativos para la Promoción de la Ciencia y la Tecnología Nuclear en América Latina”,
ARCAL XV, patrocinado por el Organismo Internacional de Energía Atómica, a través de su
proyecto “Producción y Control de Calidad de Radiofármacos”; la Comisión Permanente de la
Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos junto con un grupo de expertos en
Radiofarmacia, se han dado la tarea de elaborar el capítulo de radiofármacos; relacionando
conceptos como son garantía de calidad, buenas prácticas de manufactura y control de
calidad”.
lxxiv
Entre las definiciones someras de términos utilizados en este capítulo aparecen las de
nucleido, radionucleido, unidades de radiactividad, tiempo de vida media, pureza
radionucleídica, radioquímica y química, detección y medida y espectrometría de las
radiaciones, entre otros. En los requisitos de control de calidad se elabora sobre: la inspección
visual, tamaño y número de partículas; determinación de la actividad y pureza del radiofármaco
inyectable; protocolo de estabilidad; biodistribución; afinidad biológica; etiquetado y
conservación;
radiofarmacocinética
y
aplicaciones
radiofármacodiagnósticas
y
radiofármacoterapéuticas.
Varias metodologías están incluidas en el cuerpo de la farmacopea como son la
cromatografía y la determinación de pirógenos por LAL (MGA 0316) por lo cual no se incluyen
en el texto del capítulo.
Con objeto de estandarizar la actividad administrada por los médicos nucleares en
gabinetes oficiales y particulares se elaboró la guía de niveles de actividades recomendadas de
radiofármacos en pacientes adultos en estudios de medicina nuclear que contiene los estudios,
el radiofármaco utilizado, su forma química y la actividad dada en MBq y está redactada en
forma de tabla con 4 columnas, por ejemplo:
ESTUDIO
RADIONÚCLIDO
FORMA QUÍMICA
ACTIVIDAD
(MBq)
Sistema Óseo
Gammagrama óseo
99m
Tc
Compuestos de fosfonatos
y fosfatos
600
SPECT óseo
99m
Tc
Compuestos de fosfonatos y
fosfatos
800
Médula ósea
99m
Tc
Coloide de azufre
400
Para los radiofármacos terapéuticos se mencionan, en dos columnas, el radionucleido,
y la forma química. Se especifica que la actividad máxima administrada debe ser determinada
en forma individual (radiofármacoterapia personalizada). Para los radionucleidos emisores de
positrones solamente se menciona una actividad de 185 MBq.
La guía de buenas prácticas de manufactura en radiofarmacia incluye las
radiofarmacias hospitalaria, centralizada y la industrializada. En la primera se mencionan
capacitación y características del personal; diseño y requisitos de las instalaciones y del
equipo; procedimientos de trabajo y preparación de los radiofármacos y de los juegos de
reactivos; control de calidad y documentación.
Para la radiofarmacia centralizada, además de todo lo ya mencionado, se hace
hincapié en la documentación, retiro del producto, y manejo de devolución y de queja y se
incluyen auditorías y limpieza y saneamiento para la radiofarmacia industrializada.
Las monografías se presentan, en dos columnas por página, en orden alfabético
comenzando con el fluor-18, galio-67, yodo, indio-111, renio-188, samario-153 hasta los
radiofármacos de 1ª, 2ª y 3ª generación de tecnecio-99m, y terminando con los radiofámacos
99m
terapéuticos de renio y samario. Además del
Tc-HYNIC-octreótido se incluyen otros dos
ejemplos de reciente registro sanitario que son el 188Re-anti-CD20 y el 99mTc-UBI 29-41:
lxxv
99m
Tc–HYNIC-OCTREÓTIDO. SOLUCIÓN
DESCRIPCIÓN. Solución de un complejo de
límpida, incolora, estéril.
99m
Tc-hidrazinonicotínico-Phe1-Tyr3-octreótido,
ENSAYO DE IDENTIDAD. Espectrometría gamma. El espectro de rayos gamma de una
preparación de la muestra presenta un fotopico principal con una energía de 0,140 MeV.
CONTROLES FISICOQUÍMICOS
pH. Entre 6,0 y 7,0.
PUREZA RADIOQUÍMICA. Cromatografía ascendente. Mayor de 90 por ciento.
Soporte
Disolvente
Rf
99m
Tc-HYNIC-octreótido
Rf
99m
TcO4
-
Rf
99m
Tc-reducido-hidrolizado
CCDI-SG
CCDI-SG
2-butanona
Metanol/acetato de amonio 1 M (1:1 v/v)
0,0
0,9-1,0
0,9-1,0
0,9-1,0
0,0
0,0
ACTIVIDAD. Activímetro calibrado. Medir la actividad a inyectar.
ENDOTOXINAS BACTERIANAS. MGA 0316. No más de 175 UE/V.
ESTABILIDAD Y ALMACENAMIENTO. El radiofármaco es estable almacenado entre
4°C a 8°C durante 24 h, salvo indicación contraria del productor.
___________________________________________________________________________
188
Re-ANTI-CD20. SOLUCIÓN
DESCRIPCIÓN. Solución de un anticuerpo monoclonal anti-CD20 marcado con
ó ligeramente opalescente, incolora, estéril.
188
Re, límpida
ENSAYO DE IDENTIDAD. Espectrometría gamma. El espectro de rayos gamma de una
preparación de la muestra presenta un fotopico principal con una energía de 0,155 MeV.
CONTROLES FISICOQUÍMICOS
pH. Entre 5,0 y 7,0.
PUREZA RADIOQUÍMICA. Cromatografía ascendente. Mayor de 90 por ciento.
Soporte
CCDI-SG CCDI-SG impregnada de HSA ó
BSA*
NaCl 0,9 % Acetona Etanol: agua:NH4OH (2:5:1 v/v)
CCDI-SG
Disolvente
Rf 188Re-Anti-CD20
0,0
0,0
0,9-1,0
Rf
188
Re-tartrato
0,9-1,0
0,0
0,9-1,0
Rf
188
ReO4
-
0,9-1,0
0,9-1,0
0,9-1,0
Rf
188
Re-reducido-hidrolizado
0,0
0,0
0,0
*Para este sistema se prepara in situ una solución de seroalbúmina bovina (BSA) ó seroalbúmina humana (HSA) al 5
% y las placas de CCDI se embeben en esta solución por 2 min, posteriormente se sumergen en agua de 2 a 3 s y se
secan al aire a temperatura de 18-20°C. Finalmente se guardan en refrigeración a 4-8°C protegidas de l a humedad.
Estas placas no deben utilizarse después de una semana de su preparación.
ACTIVIDAD. Activímetro calibrado. Medir la actividad a inyectar.
ENDOTOXINAS BACTERIANAS. No más de 175 UE/V.
ESTABILIDAD Y ALMACENAMIENTO. El radiofármaco es estable almacenado a temperatura
ambiente durante 3 h, salvo indicación contraria del productor.
lxxvi
99m
Tc–UBI 29-41. SOLUCIÓN
DESCRIPCIÓN. Solución de un complejo de 99mTc-ubiquicidina 29-41, límpida, incolora, estéril.
ENSAYO DE IDENTIDAD. Espectrometría gamma. El espectro de rayos gamma de una
preparación de la muestra presenta un fotopico principal con una energía de 0,140 MeV.
CONTROLES FISICOQUÍMICOS pH. Entre 7,0-8,0.
PUREZA RADIOQUÍMICA. Cromatografía ascendente. Mayor de 95 por ciento.
Soporte
Disolvente
Rf
99m
Tc-UBI 29-41
Rf
99m
TcO4-
CCDI-SG
NaCl 0,9 %
0,0
0,9-1,0
Adicionalmente la pureza radioquímica se puede determinar utilizando un sistema de
extracción en fase sólida (cartuchos Sep-Pak C-18, Waters) bajo las siguientes instrucciones:
a) Activar el cartucho Sep-Pak C-18 haciendo pasar 10 mL de etanol absoluto grado
reactivo.
b) Pasar a través del cartucho 10 mL de agua destilada.
c) Eliminar los residuos de agua en el cartucho haciendo pasar 10 mL de aire con una
jeringa.
d) Colocar en el cartucho 0,1 mL de la solución de UBI marcada con 99mTc.
e) Extraer el 99mTcO4- del cartucho, pasar 5 mL de agua destilada y colectarlo en un tubo
de ensayo.
99m
f) Extraer el
Tc-UBI 29-41 eluyendo el cartucho con 5 mL de una solución de metanol:
HCl 1 mol/L (80:20). Colectar en un tubo de ensayo.
g) Realizar una segunda extracción del 99mTc-UBI 29-41 eluyendo el cartucho con 5 mL
de una solución de metanol: HCl 1 mol/L (80:20). Colectar en un tubo de ensayo.
h) Colocar el cartucho Sep-Pak en un tubo de ensayo con la misma geometría de
aquellos donde se colectaron las diferentes fracciones, ya que en el cartucho queda
retenido el 99mTc-reducido-hidrolizado.
i) Determinar el por ciento de radiactividad en cada fracción.
99m
j) El por ciento de radiactividad presente en las fracciones donde se extrae el
Tc-UBI
29-41 debe de ser mayor al 90 por ciento.
ACTIVIDAD. Activímetro calibrado. Medir la actividad a inyectar.
ENDOTOXINAS BACTERIANAS. MGA 0316. No más de 175 UE/V.
ESTABILIDAD Y ALMACENAMIENTO. El radiofármaco es estable almacenado entre 4°C a
8°C durante 24 h, salvo indicación contraria del pr oveedor.
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Conclusión:
Se concluye que como instrumento legal La Ley General de Salud cubre todos los
aspectos farmacéuticos y que en la FEUM, que es la norma de calidad para medicamentos y
materias primas, se han insertado los radiofármacos al igual que en el Cuadro Básico de
Insumos del Sector Salud. Esto ha sido de suma importancia para la radiofarmacia nacional.
Siendo la FEUM el documento oficial para normar los radiofármacos es obligatorio
legalmente para todos los miembros que laboren en un gabinete de medicina nuclear leer y
poseer, por lo menos un ejemplar de la FEUM, además de apegarse a los lineamientos allí
inscritos.
Cabe recordar que durante el “Taller de Armonización de Normas para el Registro y
Control Sanitario de los radiofármacos” celebrado en Caracas, Venezuela en 1996 se propuso
que todos los expertos allí reunidos se comprometieran a presentar a la autoridad competente
normas para el diseño de un reglamento para el registro y control sanitario de los
radiofármacos. Este objetivo del ARCAL XV se ha cumplido en México.
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Referencias
i G. Paganelli, P. Riva, G. Delcide et al, Int. J. Cancer Suppl., 1988, 2, 121
ii Goldenberg DM. J Nucl Med 2002; 43: 693-713.
iii Paganelli G et al. Tumor targeting 1998, 3: 96-104.
iv Grana C et al. Tumor targeting 1996,2: 230-239.
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