この研究は、線維芽細胞活性化タンパク質のPETイメージングのためのiPHASE MultiSynシンセサイザー上で最大1.7GBqの[68Ga]Ga-FAPI-46の自動生成について説明しています。
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この研究は、線維芽細胞活性化タンパク質のPETイメージングのためのiPHASE MultiSynシンセサイザー上で最大1.7GBqの[68Ga]Ga-FAPI-46の自動生成について説明しています。
[68Ga]Ga-FAPI-46は、陽電子放出断層撮影法(PET)による線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)のイメージングのための有望な新しいトレーサーです。標識FAP阻害剤(FAPI)は、乳がん、肺がん、前立腺がん、膵臓がん、結腸直腸がんなど、さまざまな種類のがんへの取り込みが実証されています。FAPI-PETは、絶食や休息が不要なため、FDG-PETよりも実用的な利点もあります。[68ガ]Ga-FAPI-46は、以前に提示された[68Ga]Ga-FAPI-02および[68Ga]Ga-FAPI-04よりも強化された薬物動態特性、改善された腫瘍保持、およびより高いコントラスト画像を示します。[68Ga]Ga-FAPI-46の手動合成プロトコルが最初に記載されましたが、近年、さまざまな商用シンセサイザーを使用した自動化方法が報告されています。
この作業では、臨床応用のためのiPHASE MultiSynシンセサイザーを使用した[68Ga]Ga-FAPI-46の自動合成の開発について説明します。最初に、反応時間の最適化と、最終製品精製のための 4 つの異なる固相抽出(SPE)カートリッジの性能の比較を調査しました。次に、これらの最適化されたパラメータを用いて、0.6-1.7 GBqの[68Ga]Ga-FAPI-46の作製の開発と検証を行った。生成物は89.8±4.8%の崩壊補正収率(n = 6)で25分間で合成されました。最終製品は、推奨されるすべての品質管理仕様を満たし、合成後3時間まで安定していました。
線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)は、がんのイメージングと治療の有力な標的となっています1,2.FAPは、固形がんの微小環境の多くを構成する間質細胞型であるがん関連線維芽細胞(CAF)の特異的マーカーです。CAFは、腫瘍の成長、浸潤、および転移において重要な役割を果たします3.それらは、乳がん、前立腺がん、膵臓がんなど、ほとんどの固形腫瘍に見られます1。診断用または治療用放射性核種で標識された低分子阻害剤でFAPを標的とすることにより、これらのがんの選択的な非侵襲的イメージングと治療が達成される可能性があります4,5,6.FAPI-02、FAPI-04、FAPI-46、FAPI-74 などの FAP阻害剤 (FAPI) 分子は、68 Gaおよび 18F で標識されたキノリンベースの FAP 標的薬のクラスを表しており、ハイデルベルク大学病院およびドイツのドイツがん研究センター (DKFZ) のチームによって開発されました7,8,9,10,11、FAP阻害のための非常に有望なN-(4-キノリノイル)-グリシル-(2-シアノピロリジン)足場を特定した以前の研究を利用しています12,13。最近では、FAP-228614 や 3BP-394015 などの環状ペプチド FAP 阻害剤が、イメージングと治療の両方で開発されました。
[68Ga]Ga-FAPI-04は、乳がん、肺がん、前立腺がん、膵臓がん、結腸直腸がんを含む28種類のがんへの取り込みを示しています16.FAPI-PETは、空腹時や安静><時を必要としないという実用的な利点に加えて、消化器がん、乳がん、卵巣がん、肝臓がん、肺がんの脳転移17、FDG所見が決定的でない場合にFDG-PETよりも診断上の利点(または補完的な役割)を示しています18。68名Ga標識MAPIは、線維症や関節リウマチなどの免疫関連炎症性疾患におけるいくつかの興味深い非腫瘍学的応用も示しています19,20。最近発表された[68Ga]Ga-FAPI-46は、[68Ga]Ga-FAPI-04の変種で、修飾ドデカン四酢酸(DOTA)結合を持ち、[68Ga]Ga-FAPI-02または[68Ga]Ga-FAPI-046,10を使用して得られたものよりも高コントラストの画像を示します。.診断および治療のための標識FAP阻害剤の使用は国際特許の下で行われています21および[68Ga]Ga-FAPI-46の使用は現在ライセンスされています22。
68Ge/68Ga発生器から溶出するサイクロトロン生成68Gaまたは68Gaを使用した[68Ga]Ga-FAPI-46の調製には、手動プロトコルと自動シンセサイザーの両方の使用が含まれます。[68Ga]Ga-FAPI-02 および [68Ga]Ga-FAPI-0423,24 の方法に基づいて、[68Ga]Ga-FAPI-46 の手動ラベリング プロトコルが説明されています。手動ラベリングには特別な機器は必要ありませんが、このアプローチは、オペレーターの放射線量の増加と、production25 内の潜在的な変動につながる可能性があります。そのため、日常的な臨床アプリケーションの生産を自動化する必要があります。また、オートマチックシンセサイザーの使用は、国際的なGMP規制により準拠しています。[68Ga]Ga-FAPI-46 の準備は、さまざまなジェネレータの 68Gaを使用して、さまざまな商用シンセサイザーで開発されました26,27,28,29,30,31,32,33 またはサイクロトロンで製造68Ga34.これらの自動化メソッドの詳細は、補足表S1(補足ファイル1)にまとめられています。近年、他の68Ga標識および177Lu標識FAP阻害剤の自動合成法も発表されています35,36。
Sir Charles Gairdner Hospital RAPID Centreでは、iPHASE MultiSynシンセサイザー(以下、MSシンセサイザーと呼ぶ)での[68Ga]Ga-FAPI-46の準備を開発し、検証しました。このシンセサイザーは、私たちの研究室だけでなく、オーストラリアの他の生産施設でも、68Ga、177Lu、および89Zr標識放射性医薬品の調製に日常的に使用されています37,38,39。MSシンセサイザは、Excelのシーケンスステップリストを内部メモリにダウンロードして操作します。このシーケンスステップリストはユーザーフレンドリーで、簡単に変更できます。さらに、シンセサイザーは、ステップの繰り返し、前のステップに戻る、ステップをスキップする、必要に応じてプロダクションを一時停止するなど、プロダクションの途中での介入を可能にします。戦略的な場所に配置された放射線検出器が装備されているため、ユーザーはリアルタイムで生産プロセスを監視できます。MSシンセサイザーは、すべての市販の68Gaジェネレーターと互換性があり、シングルまたはダブルジェネレーターの溶出が可能です。この作業で説明する手順では、1つまたは2つの68Ge/68Gaジェネレーターから68Gaを使用し、68Gaの前精製と最終製品の後精製の両方を行います。この研究の一環として、3種類の精製後固相抽出(SPE)カートリッジの最適な反応時間と、サプライヤーのカセットに付属しているカートリッジとのパフォーマンスの比較も評価されました。
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注意:このプロトコルでは放射性物質を取り扱います。本作業を行うすべての人員は、開封された放射性同位元素の取り扱いに関する適切なトレーニングを受け、所属機関の放射線安全管理者の承認を得ている必要があります。自動合成装置は、専用の遮蔽ホットセル内に設置してください。手動での実験は、遮蔽ホットセル内または放射線遮蔽物の背後で実施してください。反応時間の最適化および各種SPEカートリッジの検討に関する予備実験は、補足セクション1(補足ファイル1)に記載されています。
1. MSシンセサイザーの準備
2. 試薬の調製
注:[の自動製造に必要な試薬は68[⁶⁸Ga]Ga-FAPI-46(参照 表1)は、製造直前にクリーンルーム環境で調製されました。
3. 合成カセットの調製およびカセットの装着
4. 試薬、ジェネレーターライン、および最終産物バイアルの設置(デュアルジェネレーター溶出を使用する場合は、 Figure 1A、Cおよび Figure 1B、Cを参照)
5. ラジオラベル化前のシンセサイザー予備工程
6. [68Ga]Ga-FAPI-46を調製するための自動放射性標識
注:自動合成はステップ5.2を実行することで開始されます。図1Dに、[68Ga]Ga-FAPI-46を生成するための放射性標識反応を示します。シンセサイザーのインターフェースの代表的なスクリーンショットと典型的な放射能プロファイルを、それぞれ図1A,Bおよび図2に示します。デュアルジェネレーター溶出を用いて製造する場合、最初のジェネレーターの溶出後に、シンセサイザーの指示に従って空のシリンジBを取り外し、2番目のジェネレーターの溶出用に5 mL HCl 0.1 Mを含む別のシリンジをシリンジドライバーに装着してください。
表1:[68Ga]Ga-FAPI-46製造のための試薬調製。 こちらのリンクからこの表をダウンロードしてください。

図 1: 合成装置ユーザーインターフェースの概略図。[68Ga]Ga-FAPI-46の自動放射合成のためのカセットおよび試薬のセットアップ。 (A) シングルジェネレーター製造セットアップ。 (B) デュアルジェネレーター製造セットアップ。 (C) MS放射合成装置を用いた[68Ga]Ga-FAPI-46の自動製造における試薬配置。 (D) [68Ga]Ga-FAPI-46の放射標識スキーム。略語:FAPI = 線維芽細胞活性化タンパク質阻害剤、Mn = マニホールドn、Wn = 廃棄物出口n、Vn = バルブn、R = リアクター真空、Gn = ガス入口n。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
![figure-protocol-2 放射性標識プロセスのグラフ:[68Ga]Ga3+の溶出、SPEでのトラップ、放射能対時間の分析。](/files/ftp_upload/66708/66708fig02.jpg)
図 2: [68Ga]Ga-FAPI-46の自動合成におけるシンセサイザーの典型的な放射能プロファイル。略語:FAPI = 線維芽細胞活性化タンパク質阻害剤、SPE = 固相抽出。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
7. 品質管理および出荷のための[68Ga]Ga-FAPI-46の分注
8. [68Ga]Ga-FAPI-46の品質管理
注:以下に述べる品質管理試験は、欧州薬局方40に記載された手順に従って実施した。
9. 安定性試験
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95 °Cで5分から20分の反応時間における放射標識効率を表2に示す。精製後のSPEカートリッジとしてHLB 30 mg、Strata X 60 mg、およびSep-Pak C18 Plus Short 360 mgを用いたところ、非常に類似した回収率(崩壊補正後 [DC] で94.3 ± 0.5%)であった(表3)。なお、HLB 225 mgを用いた場合の回収率は、それよりも大幅に低い値(63.8 ± 3.5% DC)であった。
表2:反応時間を5、10、15、および20分とした場合の、TLCにより測定した粗反応物の放射化学的変換率のまとめ(n = 3)。略語:TLC = 薄層クロマトグラフィー、Exp. = 実験。こちらのリン...
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この研究では、臨床応用用の MS シンセサイザーでの [68Ga]Ga-FAPI-46 の信頼性が高く収率の高い生産について説明します。このプロトコルの予備的な精密検査では、同じ一連の実験で、[68Ga]Ga-FAPI-46 の合成のための異なる反応時間と、最終生成物の精製のための 4 つの異なる SPE カートリッジをテストしました。(i)オペレーターへの放射線量を減らし、(ii)[68Ga]Ga-FAPI-46の日常的な生産が開発される条件を再現するために、これらの予備実験も可能な限りMS合成装置を使用して実施されました。[68Ga]Ga-PSMA-11および[68 Ga]Ga-DOTA-TATEの製造に使用された同様のパラメータを使用して、[68Ga]Ga-FAPI-46配列を作成しました。このシーケンスは、Excelスプレッドシートでの単純な段階的なプログラミングに基づいており、簡単に編集できます。キットと試薬は、[68Ga]Ga-FAPI-46合成の最初の部分(68...
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著者には、開示すべきこの研究に関連する実際のまたは認識された利益相反をもたらすような商業的パートナーシップや資金源はありません。
著者は、FAPI-46化学前駆体と[natGa]Ga-FAPI-46規格を提供してくれたSOFIE Biosciences Inc.、財政的支援を提供してくれたCharlies Foundation for Research、iPHASE Pty LtdのStan Poniger、そしてSir Charles Gairdner HospitalのMedical Technology and Physics DepartmentのRadiopharmaceuticals Production Team(RAPID)に、科学的および技術的支援に感謝し、感謝しています。また、著者たちは、西オーストラリア州政府とオーストラリア連邦政府とのパートナーシップによるインフラ資金提供により、National Collaborative Research Infrastructure Strategy(NCRIS)機能を通じて支援を受けているWA National Imaging Facility Nodeの支援も認めている。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.1 M 塩酸 (HCl) 超高純度 | ABX 先端生化学化合物 (ドイツ、ラドベルク) | HCl-103-G | ジェネレーター溶出に使用 |
| 酸アンモニウム | Sigma Aldrich Pty Ltd (ニューサウスウェールズ州、オーストラリア) | A1542-250G | iTLC 移動相 |
| C18 SepPak Plus ショート (360 mg) | Waters | WAT020515 | 精製後シリカ SPE |
| クロモリスパフォーマンスRP-18エンドキャップ100-4.6モノリシック | Merck Pty Ltd(ビクトリア州(オーストラリア | )1021290001 | HPLC RP-18エンドキャップカラム、HPLC品質管理に使用 |
| 用量校正器 | Capintec | CRC-15PET | 68Ga活性の校正と測定に使用 |
| デュアルスキャンRAM | LabLogic Limited(VA、米国) | SR-1A | Radio-TLCスキャナーでiTLC紙 |
| FAPI-46前駆体(GMP) | ABX高度な生化学化合物(ラドバーグ、ドイツ) | 3601.0000.050 | 前駆体 |
| 充填容易性滅菌真空バイアル(10mL) | HUAYIヨーソトープ | SVV-10C | 無菌性および保持サンプルに使用 |
| 滅菌真空バイアル(25mL) | HUAYIヨーソトープ | SVV-25A | |
| ジェネレーターによる最終製品のGa68ペプチド放射性標識 | iPHASE Technologies (オーストラリア、メルボルン) | MSR-120G-(RK-3296) | 試薬セット |
| 発電機の事前精製によるGa68放射性標識 | iPHASE Technologies (オーストラリア、メルボルン) | MSH-120 | ハードウェアカセット+補助セット |
| ガスクロマトグラフィー(GC)システム | Agilent technologies(ビクトリア州、オーストラリア) | G2630A | 残留溶媒 |
| GS標準ソース(Ba133) | Global Medical Solutions Pty Ltd(オーストラリア) | D-102-19 | マ分光計GS |
| 標準ソース(Co60) | Global Medical Solutions Pty Ltd(オーストラリア) | 1559-84 | ガンマ分光計 |
| のキャリブレーションに使用高速液体クロマトグラフィー(HPLC)システム | 島津製作所 サイエンティフィック・インスツルメンツ社(オーストラリア、ニューサウスウェールズ州) | LC-20 | HPLC機器 |
| 疎水性通気孔ニードル | ボールドウィン・メディカル社(オーストラリア、ビクトリア州) | 1088 | 最終製品バイアルに使用 |
| IGG100 | エッカート&Zieglerアイソトープ製品 (ドイツ・ベルリン) | IGG100-65M-NT | 68Ge/68Ga generator |
| 5 mL syringe (Injekt luer lock solo syringe) | B Braun (Melsungen, Germany) | 4606710V | ポリプロピレン (PP)/ポリエチレン (PE) シリンジ、ラテックス、PVC、シリコーンオイル不使用 試薬に使用 |
| iTLC-SG paper | Agilent technologies (Vic, Australia) | SGI0001 | iTLC analysis |
| LabLogic software (LAURA) | LabLogic Limited (VA, USA) | LAURAソフトウェアバージョン6.1 | ラジオTLC分析に使用 |
| L-アスコルビン酸 トレース選択 | フルカシグマ | 05878-100G | 反応混合物のラジカルスカベンジャーとして使用 |
| Lichrosolv アセトニトリル(ACN) | Sigma Aldrich Pty Ltd (ニューサウスウェールズ州、オーストラリア) | 1.00030.2500 | HPLC有機移動相の製造に使用 |
| Lichrosolv Water | Sigma Aldrich Pty Ltd (ニューサウスウェールズ州、オーストラリア) | 1.15333.2500 | HPLC水系移動相 |
| メタノール(MeOH) | Sigma Aldrich Pty Ltd(ニューサウスウェールズ州、オーストラリア) | 1060182500 | iTLC移動相 |
| Na+I-検出器 | LabLogic Limited(VA、USA) | 1"NaI / PMT | ラジオHPLC |
| オアシスHLB(30 mg) | Waters(マサチューセッツ州ミルフォード、 米国) | WAT094225 | 精製後共重合体 SPE |
| オアシス HLB プラス ショート (225 mg) | Waters (米国マサチューセッツ州ミルフォード) | 186000132 | 精製後共重合体 SPE |
| pH ストリップ | サーモフィッシャーサイエンティフィック オーストラリア Tty Ltd | 90424 | 製品の |
| pH PS 検出器 | LabLogic Limited (VA, USA) | PS プラスチック/PMT | ラジオ TLC |
| に使用されるラジオ検出器 Safe Lock tube (1.5 mL) | Eppendorf | 0030 120.086 | 品質管理サンプルに使用 |
| (+)-ナトリウム L-アスコルビン酸 | Merck Pty Ltd (ビクトリア州 (オーストラリア) | 11140-250G | 最終製品の安定剤 |
| 塩化ナトリウム(NaCl)溶液(生理食塩水) | ザー | PS111 | 0.9%、注射用、USPグレード |
| ステリカン 100 | B ブラウン(メルズンゲン、ドイツ) | 4667093 | に使用最終製品 |
| 滅菌シリンジフィルター(0.22 & micro;m) | Millipore Sigma (米国マサチューセッツ州バーリントン) | SLGSV255F | Millex-GV |
| Strata SCX (ハードウェアカセットキット内) | Phenomenex in hardware kit from iPHASE Technologies (Melbourne, Australia) | MSH-120 | Prepurification silica SPE inside Hardware Cassette |
| Strata X (in Hardware cassette kit) | Phenomenex inside hardware kit from iPHASE Technologies (Melbourne, Australia) | MSH-120 | 精製後シリカSPE ハードウェアカセット |
| トレースセレクトウォーター 微量分析用 | Honeywell Riedel-de-Haen | 95305-2.5L | 反応混合物および精製前SPEカートリッジのプレコンディショニングに使用 |
| トリフルオロ酢酸(TFA) | Sigma Aldrich Pty Ltd (NSW, Australia) | 302031-10X1mL | HPLC水系移動相 |
| 超微細インスリンシリンジ(0.5 mL) | BD | 326769の製造に使用 | 品質管理サンプルの分注に使用 |
| ベントフィルター Cathivex-GV 0.22 & micro;m、低タンパク質結合性デュラポアPVDF膜 | Merk Millipore(アイルランド、コーク) | SLGV02505 | 最終製品のろ過に使用されます |
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