Radiosynthèse
La radiosynthèse décrite ici est typique d’un nouveau composé marqué au Ga 68- un temps de synthèse court, en mettant l’accent sur un pH approprié et en évitant les métaux dans la mesure du possible. Pour cela, il est important de suivre strictement l’ordre dans lequel les composants sont ajoutés. Dans tous les cas, la valeur du pH de la solution 68Ga doit d’abord être ajustée à pH 4 avec 3 M NH4OAc ; sinon, le nanocorps peut se dégrader si le pH est trop acide. Les concepts généraux de la synthèse de 68Ga ont été décrits précédemment16, nous n’entrerons donc pas dans les détails ici. Le module de synthèse automatisé nécessite une optimisation supplémentaire en ce qui concerne la réduction de la dose de rayonnement. Cela nécessite un effort important qui dépasse le cadre de la recherche exploratoire dans une expérience préclinique typique, comme décrit ici. De plus, il est peu probable qu’une synthèse automatisée produise les petits volumes que nous pouvons produire avec la méthode actuelle (< 1 mL), ce qui permet des concentrations plus élevées de 68Ga et une activité spécifique plus élevée.
Le contrôle de la qualité doit toujours être effectué et enregistré dans les moindres détails. Une exception à ce détail est le pH : alors que les mesures de pH pour les synthèses cliniques sont souvent effectuées avec une grande précision à l’aide de pH-mètres, il suffit ici de mesurer le pH avec une simple bandelette de pH, car les exigences pour les injections intraveineuses le permettent (tout pH compris entre 6 et 8 est autorisé14). Cette technique simple réduit le coût et le risque de contamination de l’équipement par des matières radioactives.
Formulations pour modèles animaux
La formulation finale du traceur est un aspect crucial du traceur, un aspect qui n’est souvent que mal décrit dans la recherche préclinique. Bien qu’il existe une législation claire pour la formulation de produits pharmaceutiques destinés à des essais sur l’homme, y compris les produits radiopharmaceutiques, en préclinique, il n’existe que des lignes directrices17,18 qui ne traitent pas spécifiquement des solvants ou des formulations. Ces directives sont souvent utilisées lors de la rédaction ou de l’évaluation de protocoles légalement requis pour l’approbation par des comités d’éthique (animale) (en Allemagne : LANUV19), mais ces documents ne soulignent pas suffisamment l’importance de la formulation. Il est probable que de mauvaises formulations puissent conduire à de faux résultats (négatifs), mais une telle affirmation est difficile à vérifier compte tenu du biais de publication persistant qui existe toujours, également dans le domaine de l’oncologie20.
En plus des directives ARRIVE, nous avons choisi de suivre autant que possible la législation conçue pour les applications humaines, en supposant que les formulations adaptées aux humains conviennent généralement aussi aux rongeurs. La différence majeure est la taille du sujet et, par conséquent, la quantité de volume qui peut être injectée en toute sécurité. À cette fin, nous avons choisi de purifier le composé dans la mesure du possible à l’aide de filtres à coupure de poids moléculaire (MWCO), car ceux-ci se sont avérés efficaces pour purifier les composés de grande taille21. Ils permettent de dissoudre finalement un traceur typique marqué au 68Ga dans une solution de choix et dans un petit volume adapté aux souris (injection intraveineuse maximale typique 100 - 150 μL).
En Allemagne, la GV-SOLAS (Gesellschaft für Versuchstierkunde, en français : Association pour les animaux de laboratoire) sert d’intermédiaire entre la protection des animaux et la recherche, au profit des humains et des animaux. Par conséquent, cette association a mis en place des recommandations pour de multiples aspects de la recherche animale, notamment dans les domaines de l’oncologie et de l’anesthésie, afin d’uniformiser les soins aux animaux au niveau national14. Désormais, la plupart des autorités compétentes et des comités nationaux d’éthique veillent à ce que les protocoles relatifs aux animaux soient respectés de ces recommandations. GV-SOLAS a des recommandations pour les volumes maximaux de la plupart des itinéraires d’application. Pour l’injection intraveineuse, un maximum de 5 mL/kg de poids corporel est recommandé ; pour une souris de 25 g, cela équivaut à 150 μL. Pour cette raison, toutes les productions de traceurs radioactifs sont réglées pour un volume d’injection maximal de 150 μL par animal. Le dépassement de ce seuil lors d’une injection intraveineuse augmente le risque d’insuffisance cardiaque aiguë causée par l’hypervolémie. Les injections intraveineuses répétées dépassant ce seuil entraînent un risque accru de fibrose pulmonaire, car chaque injection, en fonction de la vitesse d’écoulement, provoque un œdème pulmonaire mineur. Un équivalent humain de l’IV de souris présenté dans cet article serait d’injecter par voie intraveineuse en bolus (dans les 10 s) un volume total de 375 mL pour un humain de 75 kg. En soins cliniques standard, 500 mL de solution de NaCl à 0,9 % sont administrés pendant 1 h ; cela signifie que 375 mL seraient administrés sur 45 min afin d’éviter toute complication.
GV-SOLAS recommande que la charge tumorale n’atteigne pas plus de 5 % ; Si l’animal est sous traitement, la charge peut être prolongée jusqu’à 10 %22. Cette différence entre les groupes traités et non traités a le potentiel de créer un biais de recherche, en particulier dans le cas de la survie, car les souris tumorales traitées peuvent atteindre une charge tumorale plus élevée que le groupe témoin afférent. Pour éviter de tels cas, soit la charge tumorale de 5 % doit également être fixée pour les animaux de traitement ; Cependant, cela peut conduire à des dilemmes éthiques pour tuer des animaux de recherche avant d’atteindre un critère d’évaluation dit humain, ou (de préférence) faire valoir que l’augmentation à 10 % dans le cas des groupes témoins afférents est fondée sur l’éthique afin d’éviter les biais.
Comme la charge tumorale doit être calculée tous les jours de manière non invasive, nous appliquons un facteur de correction (c’est-à-dire 0,82) pour convertir le volume tumoral calculé quotidiennement en poids tumoral. Nous avons calculé ce facteur en mesurant le diamètre de la tumeur à l’aide d’un pied à coulisse numérique avant que les animaux ne soient tués selon le protocole, puis le poids réel de la tumeur à l’aide d’une balance. Ce facteur de correction est différent de la densité du tissu tumoral, car le volume tumoral mesuré inclut également la peau. Par conséquent, ce facteur est probablement < 1,0, car le volume tumoral mesuré est supérieur au volume tumoral réel. Comme les tumeurs que nous avons pesées étaient relativement grandes, car l’évaluation a été faite le dernier jour de l’expérience, ce facteur surestime en effet le poids des petites tumeurs. Il ne doit être utilisé que dans l’évaluation de la charge tumorale.
Un autre aspect des recommandations GV-SOLAS est que pour les souris, un diamètre tumoral fixe de 15 mm est fixé comme critère d’évaluation humain17. Fréquemment, la tumeur a tendance à se développer rapidement le long du canal de l’aiguille formé par l’injection sous-cutanée si aucun air ou bouchon n’est injecté après la solution contenant des cellules tumorales. Par conséquent, les 15 mm sont atteints plus rapidement sur certaines voies d’application. Étant donné que, du point de vue de l’expérience, certaines tumeurs se développent en forme elliptique, nous avons adapté et utilisé la formule de volume tumoral mentionnée ci-dessus pour effectuer des comparaisons impartiales entre les différentes voies d’application.
Les modèles d’animaux que nous utilisons sont conçus selon les directives ARRIVE17 et PREPARE18 , ce qui permet une reproduction expérimentale facile. Le modèle est sujet à un certain degré de variation car le taux de croissance tumorale varie entre différentes souris, ce qui rend la normalisation et l’interprétation plus difficiles à gérer. Cependant, ces variations reflètent l’hétérogénéité intra- et intertumorale présente chez les patients atteints de cancer23.
Ce protocole n’est pas sans limites. Les animaux doivent être sous sédation pendant l’injection, en particulier lors de la TEP/TDM. La sédation, en particulier avec l’isoflurane, affecte la circulation sanguine et les animaux peuvent devenir hypothermiques, nécessitant l’utilisation d’un tapis chauffant et la surveillance de la profondeur de la sédation. Ce problème peut être évité en scannant les animaux éveillés ; Cependant, cela nécessite des logiciels internes spécialisés et une expertise, qui ne sont souvent pas disponibles.
Une autre limitation est la dose de rayonnement. Bien que la dose reçue par les animaux soit négligeable pour un seul scan, la réalisation de plusieurs scans (c’est-à-dire surtout s’ils sont plus de 10) peut entraîner une dose cumulative significative, pouvant avoir un impact sur la croissance tumorale. Lorsque la croissance tumorale est un paramètre de lecture, il est essentiel que tous les animaux reçoivent le même nombre de scans et de doses pour garantir des groupes comparables, ce qui alourdit la charge de travail de l’ensemble du projet. L’utilisation d’un système TEP/IRM au lieu d’un système TEP/TDM pourrait réduire l’exposition aux rayonnements. Cependant, cette approche implique des temps de balayage plus longs, des coûts supplémentaires et une méthode différente pour obtenir des informations anatomiques.
En adhérant aux recommandations d’organisations de protection sociale telles que GV-SOLAS en Allemagne et en suivant les directives établies telles que ARRIVE et PREPARE, nous nous efforçons de normaliser les modèles animaux et de minimiser la variabilité des protocoles expérimentaux. Ces efforts sont cruciaux pour garantir la fiabilité et la reproductibilité des études précliniques, ce qui facilitera en fin de compte l’application de produits radiopharmaceutiques prometteurs du laboratoire au chevet du patient.