Radiofarmaceutici

Radiofarmaceutici, radiotraseri su medicinska sredstva (radioaktivni elementi ili jedinjenja obeležena radioizotopima ili radionukleidima) koja se koriste u oblasti nuklearne medicine kao markeri (obeleživači ili traseri) za dijagnozu i lečenje mnogih bolesti. Broj različitih radionuklida koji se koriste u nuklearnoj medicini je relativno mali, dok se sa druge strane, broj jedinjenja označenih (radionuklidom) mnogo veći, i u neprekidnom je porastu, zbog sve uspešnijih i aktivnijih istraživanja u oblasti radiohemije. Zato treba očekivati da će se primena radionuklida u medicini, u budućnosti, biti prisutna, u većem obimu nego danas, bez obzira na razvoj drugih, neradioaktivnih, tehnika. Razlog je, u prvom redu, velika osetljivost zajedno sa mogućnošću praćenja procesa u zatvorenom sistemu kakav je ljudsko telo, spoljnim detektorima. Dok su istovremeno koncentracije radioaktivnih lekova tako male da ne stvaraju nikakav farmakodinamiski učinak.

Opšte informacije

Otkriće radioaktivnosti otvorilo je radionuklidima široku oblast primene u medicini. Formirane su nove naučne disciplinea a poseban značaj za primenu radioaktivnosti ima razvoj radijacione hemije, radijacione biologije i nuklearne medicine. Osim u istraživačke svrhe, radionuklidi se sada redovno primenjuju u medicini, najvećim delom u dijagnostici ali i terapiji.

Razlog za veliku primenu radionuklida u medicinije, je taj, što svako sredstvo uneto u organizam, bilo u cilju dijagnostike ili terapije, mora što manje remetiti njegove funkcije, a radionuklidi su za tu namenu vrlo pogodni. Naime radionuklidi imaju veliku osetljivost a njihova primena zasniva se na izuzetno niskim koncentracijama supstanci tako da se, kod radiofarmaceutika, hemijske osobine obeleženog molekula skoro i ne remete.

„

Zbog toga će i ubuduće, bez obzira narazvoj metoda kod kojih se ne koriste radionuklidni traseri, njihova primena mnogim slučajevima biti neizbežna.[1]

”

Proizvodnja radionukleida

Ciklotron i nuklearni reaktor dva su komplementarna aparata koji se koriste za rutinsku proizvodnju radionuklida. Svaka ima svoje prednosti i nedostatke.

Ciklotroni

Za razliku od reaktora u ciklotronima se koriste snoponi protona i deuterona. Prednost ciklotrona ogleda se u tome što se koriste za proizvodnju kratkoživećih radionuklida a pre svega za dobijanje pozitronskih emitera za Pozitronsku emisionu tomografiju (PET).^[2]

Od ciklotronskih radionuklida primat u proizvodnji imaju ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O i ¹⁸F, koji se koriste za PET i 0,511 MeV SPET. Pored njih od značaja su ⁶⁴Cu, ¹²⁴I i generatorski parovi ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga i ⁸²Sr/⁸²Rb.

U fazi istraživanja je još nekoliko radionuklida kao što su ³⁸K, 45Ti, ⁷³Se, ⁷⁵Br, ⁷⁶Br, ⁸²mRb, ⁹⁴mTc, ¹²⁴I kao i generator ⁶²Zn/⁶²Cu.

Za klinički SPET koriste se ⁶⁷Ge, ¹¹¹In, ¹²³I i ²⁰¹Tl. Komercijalni proizvodi su ¹⁸F, ⁶⁷Ge i ¹⁰³Pd, kao i generatori ⁸¹Rb/⁸¹mKr, 123Xe/¹²³I i ²⁰¹Pb/²⁰¹Tl.

Neki reaktorski radionuklidi za terapiju mogu se dobiti i u ciklotronu: ⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ¹⁰³Pd, ¹⁸⁶Re i ²¹¹At.

Reaktori

U reaktoru se za izazivanje nuklearne reakcije koriste termalni i brzi neutroni za razliku od ciklotrona ge se koriste snoponi protona i deuterona. U nekim slučajevima, kao na primer, kod dobijanja ²¹¹At, koriste se i alfa čestice.

Važna su i dva generatorska sistema: ¹⁶⁶Dy/¹⁶⁶Ho i ¹⁸⁸W/¹⁸⁸Re, kod primene reaktora.

U rutinskoj proizvodnji, reaktor se koristi za dobijanje velikih aktivnosti ³H, ¹⁴C, ³⁵S, ³²P, ⁵¹Cr, ¹²⁵I, ¹³¹I i nekih drugih radionuklida. Naročito je važna reakcija fisije uranijuma kod koje se, izmedju ostalih, iz ozračene mete izdvajaju vrlo bitni radionuklidi ⁹⁹Mo, ¹²⁵I i ¹³¹I.

U mnogim klinikama najveća potražnja u terapiji je za ³²P, ⁶⁷Cu, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Y, ¹⁰³Pd, ¹¹⁷mSn, ¹⁵³Sm, ¹⁶⁵Dy i ¹⁸⁶Re.

Strategije za obeležavanje malih molekula radionuklidima

Danas u nuklearnoj medicini postoje dve različite strategije za obeležavanje malih molekula radionuklidima, a to su; direktna distribucija i kreiranje analoga.

Direktna substitucija

Prvi pristup je, direktna substitucija, stabilni atom u molekulu zamenskim radioaktivnim atomom istog elementa. Na primer zamena ¹²C atoma u glukozi ¹¹C atomom, tako da ovaj radiofarmaceutik prolazi kroz isti metabolički proces u telu kao i neoznačena glukoza.

Kreiranje analoga

Drugi pristup obeležavanju jedinjenja je kreiranje analoga, što uključuje modifikaciju originalnog jedinjenja. Analogna jedinjenja omogućuju korišćenje radioaktivnih izotopa elemenata koji nisu široko rasprostranjeni u prirodi, ali koji imaju odlične karakteristike zaprimenu u nuklearno-medicinskom imidžingu (npr fluor i jod).

Analozi takođe omogućavaju istraživačima da u povoljnom smislu promene biološke osobine molekula, menjajući mu brzinu metabolizma ili apsorpcije. Na primer, zamenom hidroksilne OH grupe na drugom ugljenikuu glukozi sa florom-18, dobija se FDG, analog glukoze. Prednost kreiranja ovog analoga u odnosu na zamenu sa ugljenikom-11, je u tome što se dobija trajniji radioaktivni marker.

Nedostaci analoga

Međutim, FDG ima nedostataka jer u organizmu prati (oponaša) metabolički put glukoze samo do određenog nivoa, a ne u potpunosti. Tako se može reći da je mana analoga u tome što se oni neponašaju potpuno identično kao i originalna jedinjenja.
Ove razlike moraju biti pažljivo proučavane ako se analog koristi za merenje biološke funkcije vezane za originalni molekul.

Podela radiofarmaceutika prema nuklearnomedicinskim tehnikama

Radiofarmaceutici obeleženi gama emiterima za emisionu kompjuterizovanu tomografiju pojedinačnim fotonima (SPECT)

Radiofarmaceutici obeleženi pozitronskim emiteraima za pozitronsku emisionu tomografiju (PET)

Vrste

Niz radiofarmaceutika je baziran na tehnicijumu-99m (Tc-99m) koji poseduje brojna korisna svojstva kao gama-emitujući nuklid. Više od trideset lekova ima Tc-99m osnovu. Oni se koriste za snimanje i funkcionalna ispitivanja mozga, miokardijuma, štitne žlezde, pluća, jetre, žučne kese, bubrega, skeletona, krvi i tumora.^[3]

Izvori

1. Rennie M (1999). An introduction to the use of tracers in nutrition and metabolism. Proc Nutr Soc. 58 (4): 935–44.
2. Fowler J. S. and Wolf A. P. (1982) The synthesis of carbon-11, fluorine-18 and nitrogen-13 labeled radiotracers for biomedical applications. Nucl. Sci. Ser. Natl Acad. Sci. Natl Res. Council Monogr. 1982.
3. Schwochau, Klaus. Technetium. Wiley-VCH (2000). ISBN 3-527-29496-1

Literatura

• M. J. Welch (Editor), Handbook of Radiopharmaceuticals, Wiley, 1st edition, 2002.
• G. B. Saha, Fundamentals of Nuclear Pharmacy, Springer; 5th edition, 2005.
• R. J. Kowalsky, S. W. Falen, Radiopharmaceuticals in Nuclear Pharmacy & Nuclear Medicine, APhA Publications; 2nd edition 2004.
• G. Stöcklin, V.W. Pike (Editors), Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography - Methodological Aspects (Developments in Nuclear Medicine), Springer; 1 edition, 2002.
• N. Vanlić-Razumenić (urednik), Radiofarmaceutici - sinteze, osobine i primena, Velarta, Beograd, 1998.

Spoljašnje veze

• Radiofarmaceutika Архивирано на сајту Wayback Machine (16. март 2020)