Radiosíntesis
La radiosíntesis descrita aquí es típica de un nuevo compuesto marcado con 68Ga: tiempo de síntesis corto, con énfasis en el pH adecuado y evitando los metales siempre que sea posible. Para ello, es importante seguir estrictamente el orden en el que se añaden los componentes. En cualquier caso, el valor de pH de la solución de 68Ga debe ajustarse primero a pH 4 con 3 M de NH4OAc; de lo contrario, el nanocuerpo puede degradarse si el pH es demasiado ácido. Los conceptos generales de la síntesis de Ga 68han sido descritos anteriormente16, por lo que no entraremos en detalles aquí. El módulo de síntesis automatizado requiere una mayor optimización en lo que respecta a la reducción de la dosis de radiación. Esto requiere un esfuerzo significativo que está más allá del alcance de la investigación exploratoria en un experimento preclínico típico, como se describe aquí. Además, es poco probable que una síntesis automatizada produzca los pequeños volúmenes que podemos producir con el método actual (< 1 mL), lo que permite concentraciones más altas de 68Ga y una mayor actividad específica.
El control de calidad aún debe realizarse y registrarse con gran detalle. Una excepción a este detalle es el pH: mientras que las mediciones de pH para las síntesis clínicas se realizan con frecuencia con muy precisión utilizando medidores de pH, aquí es suficiente medir el pH con una simple tira de pH, ya que los requisitos para las inyecciones intravenosas lo permiten (cualquier pH entre 6 y 8 está permitido14). Esta sencilla técnica reduce el coste y la posibilidad de contaminar los equipos con material radiactivo.
Formulaciones para modelos animales
La formulación final del trazador es un aspecto crucial del mismo, un aspecto que a menudo se describe mal en la investigación preclínica. Si bien existe una legislación clara para la formulación de productos farmacéuticos para ensayos en humanos, incluidos los radiofármacos, en el ámbito preclínico, solo existen directrices17,18 que no abordan específicamente los solventes o las formulaciones. Estas directrices se utilizan a menudo cuando se redactan o evalúan los protocolos legalmente requeridos para su aprobación por parte de los comités de ética (animal) (en Alemania: LANUV19), pero estos documentos no enfatizan suficientemente la importancia de la formulación. Es probable que las malas formulaciones puedan conducir a resultados falsos (negativos), pero tal afirmación es difícil de verificar considerando el persistente sesgo de publicación que aún existe, también en el campo de la oncología20.
Además de las directrices ARRIVE, optamos por seguir la legislación diseñada para aplicaciones humanas en la medida de lo posible, asumiendo que las formulaciones adecuadas para humanos generalmente también son adecuadas para roedores. La principal diferencia es el tamaño del sujeto y, por lo tanto, la cantidad de volumen que se puede inyectar de manera segura. Para ello, se optó por purificar el compuesto siempre que fuera posible utilizando filtros de corte de peso molecular (MWCO), ya que se ha demostrado su eficacia para purificar compuestos grandes21. Permiten que un trazador típico marcado con 68Ga se disuelva finalmente en una solución de elección y en un pequeño volumen adecuado para ratones (inyección intravenosa máxima típica de 100 a 150 μL).
En Alemania, la GV-SOLAS (Gesellschaft für Versuchstierkunde, en español: Asociación de animales de laboratorio) sirve como intermediario entre la protección animal y la investigación, beneficiando tanto a los seres humanos como a los animales. Por lo tanto, esta asociación ha establecido recomendaciones para múltiples aspectos de la investigación con animales, especialmente en los campos de la oncología y la anestesia, para estandarizar el cuidado de los animales a nivel nacional14. A partir de ahora, la mayoría de las autoridades competentes y los comités nacionales de ética hacen cumplir los protocolos con animales a esas recomendaciones. GV-SOLAS tiene recomendaciones para los volúmenes máximos de la mayoría de las rutas de aplicación. Para la inyección intravenosa, se recomienda un máximo de 5 mL/kg de peso corporal; para un ratón de 25 g, esto equivale a 150 μL. Por esta razón, todas las producciones de trazadores radiactivos se establecen para un volumen máximo de inyección de 150 μL por animal. Exceder este umbral cuando se inyecta por vía intravenosa aumenta el riesgo de insuficiencia cardíaca aguda causada por hipervolemia. Las inyecciones intravenosas repetidas que superan este umbral conducen a un mayor riesgo de fibrosis pulmonar, ya que cada inyección, dependiendo de la velocidad del flujo, causa edema pulmonar menor. Un equivalente humano del ratón IV presentado en este trabajo sería inyectar por vía intravenosa en bolo (dentro de los 10 s) un volumen total de 375 mL para un humano de 75 kg. En la atención clínica estándar, se administran 500 ml de solución de NaCl al 0,9% durante 1 h; esto significa que se administrarían 375 mL durante 45 min para evitar cualquier complicación.
GV-SOLAS recomienda que la carga tumoral no alcance más del 5%; En caso de que el animal esté bajo tratamiento, la carga puede extenderse hasta el 10%22. Esta diferencia entre los grupos tratados y no tratados tiene el potencial de crear un sesgo en la investigación, especialmente en el caso de la supervivencia, ya que los ratones con tumores tratados pueden lograr una mayor carga tumoral que el grupo de control aferente. Para evitar estos casos, también se debe fijar la carga tumoral del 5% para los animales de tratamiento; Sin embargo, esto puede conducir a dilemas éticos para matar animales de investigación antes de alcanzar el llamado punto final humanitario, o (preferiblemente) argumentar que el aumento al 10% en el caso de los grupos de control aferentes tiene una base ética para evitar sesgos.
Dado que la carga tumoral debe calcularse todos los días de forma no invasiva, aplicamos un factor de corrección (es decir, 0,82) para convertir el volumen tumoral calculado diariamente en un peso tumoral. Calculamos este factor midiendo los diámetros de los tumores con un calibrador digital antes de que los animales fueran sacrificados según el protocolo y posteriormente el peso real del tumor utilizando una báscula. Este factor de corrección es diferente de la densidad del tejido tumoral, ya que el volumen tumoral medido también incluye la piel. Por lo tanto, es probable que este factor sea < 1,0, ya que el volumen tumoral medido es mayor que el volumen tumoral real. Como los tumores que pesamos eran relativamente grandes, debido a que la evaluación se realizó el último día del experimento, este factor sobreestima el peso de los tumores pequeños. Solo debe utilizarse en la evaluación de la carga tumoral.
Otro aspecto de las recomendaciones de GV-SOLAS es que, para los ratones, se establece un diámetro tumoral fijo de 15 mm como criterio de valoración humanitario17. Con frecuencia, el tumor tiende a crecer rápidamente a lo largo del canal de la aguja formado por la inyección subcutánea si no se inyecta aire o tapón después de la solución que contiene células tumorales. Por lo tanto, los 15 mm se alcanzan más rápido a ciertas vías de aplicación. Dado que, según la experiencia, algunos tumores crecen en forma elíptica, adaptamos y utilizamos la fórmula de volumen tumoral mencionada anteriormente para hacer comparaciones imparciales entre las diferentes vías de aplicación.
Los modelos animales que utilizamos están diseñados siguiendo las directrices ARRIVE17 y PREPARE18 , lo que permite una fácil reproducción experimental. El modelo está sujeto a un cierto grado de variación, ya que la tasa de crecimiento tumoral varía entre diferentes ratones, lo que dificulta el manejo de la estandarización y la interpretación. Sin embargo, estas variaciones reflejan la heterogeneidad intra e intertumoral presente en los pacientes oncológicos23.
Este protocolo no está exento de limitaciones. Los animales deben estar sedados durante la inyección, especialmente durante la PET/CT. La sedación, particularmente con isoflurano, afecta el flujo sanguíneo y los animales pueden sufrir hipotermia, lo que requiere el uso de una estera térmica y el control de la profundidad de la sedación. Este problema se puede evitar escaneando animales despiertos; Sin embargo, esto requiere software interno especializado y experiencia, que a menudo no están disponibles.
Otra limitación es la dosis de radiación. Aunque la dosis recibida por los animales es insignificante para una sola exploración, la realización de múltiples exploraciones (es decir, especialmente si hay más de 10) puede resultar en una dosis acumulativa significativa, lo que podría afectar el crecimiento del tumor. Cuando el crecimiento tumoral es un parámetro de lectura, es esencial que todos los animales reciban el mismo número de exploraciones y dosis para garantizar grupos comparables, lo que aumenta la carga de trabajo de todo el proyecto. El uso de un sistema PET/MRI en lugar de un sistema PET/CT podría reducir la exposición a la radiación. Sin embargo, este enfoque implica tiempos de escaneo más largos, costos adicionales y un método diferente de obtener información anatómica.
Al adherirnos a las recomendaciones de organizaciones de bienestar como GV-SOLAS en Alemania y seguir las pautas establecidas como ARRIVE y PREPARE, nos esforzamos por estandarizar los modelos animales y minimizar la variabilidad en los protocolos experimentales. Estos esfuerzos son cruciales para garantizar la fiabilidad y la reproducibilidad de los estudios preclínicos, lo que en última instancia facilita la traslación de radiofármacos prometedores del laboratorio a la cabecera del paciente.