Automação de um protocolo de síntese Positron emission Tomography (PET) Radiotracer para produção clínica

Positron-emissão tomografia computadorizada (PET) de imagens locais que são envolvidos em múltiplas tentativas iniciais de pesquisa clínica precisam de recursos de fabricação radiotracer robusto e versátil. Usando o radiotracer [¹⁸F] Clofarabine como um exemplo, ilustramos como automatizar a síntese de um radiotracer usando um radiosynthesizer flexível, baseada em fita e validar a síntese para uso clínico.

Esse método pode ajudar pesquisadores das áreas de biologia, radioquímica e medicina nuclear a automatizar a produção de rastreadores de tomografias de emissão de pósitrons de curta duração para pesquisas básicas e aplicações clínicas. As principais vantagens da automatização da síntese radioquímica são padronizar o processo de síntese, permitir a repetição da produção, melhorar a confiabilidade da síntese e proteger o químico da exposição à radiação. Usando um único radiosintético flexível, várias tomografias diferentes de emissão de pósitrons, ou rastreadores PET, adequados para uso clínico, podem ser produzidos dentro de uma única célula quente.

Para garantir o sucesso da síntese automatizada, é fundamental tomar muito cuidado durante o procedimento de configuração antes que o radionuclídeo seja introduzido no radiosinthesizer. Para criar um programa de síntese automatizada para o roer de fluorina PET-18 rotulado clofarabina, ou CFA, o precursor é primeiro reagido com flúor ativado seco-18 para formar o intermediário seguido pela remoção dos grupos de proteção para formar o composto final. Use um papel e uma caneta para dividir a síntese manual em etapas de alto nível e as etapas de alto nível em processos básicos discretos necessários e, em seguida, mapeie cada processo para as operações individuais da unidade fornecidas pelo software sintetizador.

Usando a interface de programação do radiosintthesizer, crie um programa em branco clicando no menu, sequências e nova sequência, para programar cada uma das operações da unidade identificada e seus parâmetros em sequência. Para evaporação de flúor na operação da unidade três, arraste a operação de evaporação para a visão de tira de filme e entre no reator utilizado, temperatura, duração e pressão desejada do fluxo de nitrogênio. Para a adição precursora na operação da unidade oito, arraste a operação de adição à exibição de filmtrip.

Para reação de fluorinação na operação da unidade nove, arraste uma operação de reação à visualização de tiras de filme e ajuste seus parâmetros. Para configurar a síntese automatizada, ligue o radiosintesinador e torça cuidado para que o tubo de mergulho de cada novo descartável seja apontado diretamente para baixo. Instale nas posições número um e número dois do reator.

Depois de inserir vasos de reação com barras de agitação magnética, instale os frascos de reagente nas fitas de acordo com o diagrama e instale um frasco vazio de recuperação de água de oxigênio-18 na posição W1 do número um. Conecte os cartuchos QMA ao número um. E o cartucho de sílica entre o número um e o número dois.

Em seguida, conecte a saída do número dois à cromatografia líquida de alta pressão ou ao sistema HPLC do módulo de purificação. Depois de verificar se as conexões de tubulação de fita combinam com o esquema, confirme que nenhuma tubulação de paira no interior onde pode interferir com movimentos robóticos. Conecte a linha de origem do flúor-18 do ciclotron à linha de entrada flúor-18 no número um.

Para equilibrar o subsistema de formulação de purificação antes de iniciar a síntese, selecione HPLC para inserir a página de controle do módulo de formulação de purificação. Por padrão, a guia de purificação já será selecionada. Defina a vazão para cinco mililitros por minuto na composição do solvente definido.

E defina a posição da coluna de purificação. Ligue a bomba HPLC no modo isocrático por pelo menos 10 minutos e enxágue a linha do produto e todas as linhas de coleta de frações com a fase móvel por um minuto cada. Em seguida, use uma seringa para enxaguar manualmente cada loop de amostra HPLC e tubo de transferência de loop de amostra HPLC com 10 mililitros da fase móvel.

Para primer o subsistema de formulação, abra a guia de formulação da página de controle de formulação de purificação. Para preparar o cloreto de sódio concentrado, abra a aba elute. Clique em inicializar para inicializar a bomba de seringa e dispensar cinco mililitros de cloreto de sódio concentrado.

Para preparar o soro fisiológico de 0,9%, selecione a guia de reconstituída e dispense cinco mililitros de soro fisiológico. Em seguida, conecte as linhas de produto e produto final da frente do subsistema de formulação de purificação em uma conexão T. Conecte a saída da conexão T a um frasco pré-desmontado, ventilado, estéril e vazio com filtros e coloque o frasco em um porco de chumbo blindado.

Em seguida, gire os botões da asa do para fixar as fitas no lugar. Remova o Dewar do instrumento. Esvazie a armadilha fria, e adicione álcool no Dewar, seguido pela lenta adição de gelo seco.

Finalmente, instale a armadilha fria e Dewar de volta no sintetizador e feche a porta da célula quente. Para executar o programa de síntese, abra a guia sequências, selecione o programa CFA flúor-18 e clique, execute. Revise cuidadosamente cada item na lista de verificação pré-execução, verificando cada item à medida que ele é concluído.

Em seguida, clique, continue no software para confirmar se a configuração está completa e para iniciar a síntese automatizada. Antes de clicar em continuar, revise cuidadosamente a configuração para ter certeza de que tudo está conectado corretamente. Uma vez que a radioatividade é entregue no sintetizador, nenhuma manipulação manual adicional é possível por causa do campo de radiação dentro da célula quente.

Durante a operação de captura de flúor-18, um pop-up aparecerá na hora de entregar atividade do ciclotron. Quando isso ocorrer, entregue o flúor-18 do ciclotron e monitore o sensor de radiação para confirmar que o flúor ficou preso no cartucho QMA. Clique para continuar o programa automatizado e monitorar a síntese em tempo real através de feedback visual, leituras de sensores e temporizadores de contagem regressiva.

Na operação da unidade três, o líquido no vaso de reação é evaporado para secar e ativar o flúor F-18. A temperatura, o tempo restante e o nível líquido restante podem ser monitorados na interface. Na operação da unidade oito, o frasco de solução precursora é recolhido e movido para a posição de carregamento do número um.

Sobre o qual, o conteúdo é entregue à nave de reação. O tempo restante e o nível líquido no vaso de reação podem ser monitorados na interface. Na operação da unidade nove, o vaso de reação é selado e aquecido para realizar a reação de fluoretação.

A temperatura e o tempo restante, bem como uma transmissão de vídeo ao vivo do conteúdo do vaso de reação podem ser monitorados na interface. Na operação da unidade 10, o tubo de mergulho é inserido no vaso de reação e o conteúdo é transferido através do cartucho de sílica para purificação do intermediário. O tempo restante, o nível de líquido restante no vaso de reação e o detector de radiação adjacente ao cartucho podem ser monitorados na interface.

Durante a etapa final de operação da unidade de purificação, quando o pico do produto começou a aparecer no cromatograma do detector de radiação, selecione, produto. Uma vez que o pico do cromatograma do detector de radiação tenha retornado à linha de base, selecione, resíduos para desviar o caminho de fluxo do subsistema HPLC para o recipiente de resíduos. Para configurar o programa de formulação, sob a guia sequência, abra o programa de formulação de flúor-18 CFA e execute o programa.

O sistema diluirá a fração do produto purificado coletado no frasco final do produto estéril através de um filtro esterilizador e diluirá com cloreto de sódio e soro fisiológico para garantir a isotonicidade da formulação. Para recuperar o produto final, abra a porta da célula quente, desconecte as agulhas do frasco do produto e remova o frasco de produto formulado da célula quente. Em seguida, utilizando procedimentos assépticos, remova uma amostra para realizar os testes necessários de controle de qualidade.

Para desligar o sintetizador, clique no botão liga/desliga. Uma janela pop-up indicará quando a energia do sistema pode ser desligada. Em seguida, feche as válvulas de desligamento apropriadas para desligar o ar comprimido e os suprimentos de gás inerte, permitindo que o tempo para a radioatividade residual na célula quente se decomponham a níveis seguros antes de realizar outra síntese.

As formulações de flúor-18 CFA obtidas passaram por todos os testes de controle de qualidade. Nessas corridas representativas de validação, a síntese, purificação e formulação foram alcançadas em média 110 minutos e o rendimento radioquímico corrigido não em decomposição foi de quase 8% Ao utilizar este procedimento para produzir rastreadores para uso clínico, é necessário criar procedimentos operacionais escritos e padrão que devem ser cuidadosamente seguidos para garantir que nenhuma configuração ou etapa de preparação seja perdida. Após este procedimento geral, a síntese de muitos outros radiotracers pode ser facilmente automatizada, facilitando a transição para a produção atual e boa prática de fabricação compatível com a produção para ensaios clínicos em humanos ou cuidados clínicos.

Não se esqueça que trabalhar com radioatividade pode ser perigoso. Medidas de instalação, como monitoramento de exposição, blindagem adequada e procedimentos de segurança devem estar em vigor. Tenha cuidado para sempre trabalhar em estreita colaboração com seu oficial de segurança de radiação.