Radiofarmacja

1
Radiofarmacja
2
Radiofarmacja
ligand
biomolekula
lacznik
Chemia organiczna
Radiochemia
Chemia koordynacyjna
Biologia molekularna
3
Rodzaje rozpadow

• Rozpad przyklad zastosowanie
• g, EC 99mTc diagnostyczne
• a 211At terapeutyczne
• b- 90Y terapeutyczne
• b 18F
  diagnostyczne
• (PET)
• Auger 125I terapeutyczne

4
(No Transcript)
5
Radionuklidy w medycynie
6
Otrzymywanie radionuklidów
Naturalne np. 226Ra
Reaktor jadrowy
Cyklotron
Generatory radionuklidów
7
Reaktor jadrowy

• Reaktor jadrowy jest zródlem neutronów

- termicznych - wolnych - niskoenergetycznych
59Co n ? 60Co
- szybkich - wysokoenergetycznych
47Ti n ?47Sc p
8
rozszczepienie 235U
90Sr, 99Mo, 103Ru
235U
131I,
9
Akcelerator
Bombardowanie protonami
18O p ? 18F n
Bombardowanie czastkami a
209Bi a ? 211At 2n
10
Generatory radionuklidów
99Mo
99mTc
99Tc
Dojenie radionuklidów
11
Radionuklidy diagnostyczne
Radioizotop T1/2 Typ rozpadu E(g) keV Reakcja jadrowa syntezy
131I 8 dni b- 364 235U(n,f)
67Ga 3,26 d EC (100) 93, 185 68Zn(p,2n)
99Mo (generator) 99mTc 2,75 d 6,0 h b- (100) EC (100) EC(100) 181,740 141 235U(n,f) 98Mo(n,g)
111In 2,8 d EC (100) 173, 247 112Cd(p,2n)
123I 13,2 h EC (100) 159 123Te(p,n)
201Tl 3,06 d EC (100) 69-82 203Tl(p,3n)201Pb(EC) 201Tl
12
Diagnostyczna medycyna nuklearna
13
Chemia technetu
Gamma
99mTcO4- 99TcO4-
redukcja
redukcja
99mTcO4-
99mTcO3
99mTc3
Tc -cysteina
14
Nowe chelaty Tc/Re M(I) tricarbonylkowe
Tc(I) konfiguracja 4d6 (niskospinowa)
15
1
TBI
MIBI
TBI pozostaje w miesniu sercowym przez ponad 1
godz.
16
Skany miesnia sercowego
17
Jak dziala pozytonowa tomografia emisyjna (PET)
W PET wykorzystuje sie nuklidy z niedomiarem
neutronów rozpadajace sie wedlug rozpadu b.
Pozyton emitowany przez nuklid jest natychmiast
anihilowany z elektronem e e-? 2x 511 keV

18
(No Transcript)
19
Diagnostyczne - PET
Radioizotop T1/2 Typ rozpadu E(g) keV Reakcja jadrowa syntezy
11C 20,4 min b (99.8) EC (0.2) 511 14N(p,a)
13N 10,0 min b (100) 511 16O(p,a)
150 2.0 min b (99.9) EC (0.1) 511 14N(d,n) 15N(p,n)
18F 109.6 min b (97) EC (3) 511 18O(p,n) 20Ne(d,a)
68Ge (generator) 68Ga 271 dni 68 min EC (100) b (90) EC (10) 511 1077 RbBr(p,spall)
82Sr (generator) 82Rb 25 d 1.3 min EC (100) b (96) EC (4) 511 776 Mo(p,spall) 85Rb(p,4n)
20
2-Deoxyglucose
C2
21
2-Deoxyglucose
H
Glucose
2-Deoxyglucose (DG)
Hexokinase
Hexokinase
Glucose-6-PO4
2-DG-6-PO4
spulapkowana
glycogen
Cykl Krebsa
22
Metabolizm glukozy
glycolysis TCA cycle (36-38 ATP)
C6H12O6
HEXOKINASE
C6H11O6-6-PO4
glycogen
Glucose-6-PO4
Glucose
pentose shunt
C6H12O5F
HEXOKINASE
C6H11O5F-6-PO4
X
spulapkowana
18Ffluoro- deoxyglucose FDG
18Ffluoro- deoxyglucose-6-PO4 FDG
23
Podstawienie nukleofilowe 18F
O
O
O
FDG
24
Bioscan FDG aparat do automatycznej syntezy
25
ACTIVATION STUDIES WITH FDG-PET
26
Metabolizm glukozy w róznym wieku
27
FDG diagnostyka nowotworów

• Ze wzgledu na szybki metabolizm komórki
  nowotworowe konsumuja znacznie wiecej glukozy niz
  zdrowe komórki

CT
FDG - PET
28
67Ga - cytryniany

• W komórkach nowotworowych jest wiecej receptorów
  transferyny niz w zdrowych
• Fe3/Fe2 Ga3
• O ile Fe3(z transferyna) jest pochlaniany przez
  komórki to jest takze latwo wydalany w postaci
  Fe2
• Ga nie ma stopnia utl 2 i nie moze byc wydalony

29
Terapeutyczne
Emitery
Auger 123,125I, 99mTc, 101mRh,
1,7 MeV b-
a 211At, 225Ac, 212,213Bi, 212Pb
0,30-0,60 MeV b-
Miekkie i srednie b- 131I, 153Sm, 169Er, 177Lu,
47Sc, 105Rh, 186Re,
a -5,3 MeV
Elektrony Augera
Twarde b- 90Y, 188Re, 89Sr
Zakres mm
30
(No Transcript)
31
Radionuklidy terapeutyczne
radionuklid T1/2 typ rozpadu (MeV)
max. zasieg
32
Jakie wymagania musi spelnic radionuklid
terapeutyczny?

• 1. odpowiednia energia emitowanej czastki,
• 2. T1/2 miedzy 1 godz. a 10 dni,
• 3. duzy przekrój czynny reakcji jadrowej syntezy,
• 4. dobrze, gdy mozna go otrzymac w reaktorze
  jadrowym,
• 5. latwe wydzielenie z tarczy,
• 6. mozliwosc otrzymania w formie beznosnikowej,
• 7. latwosc wydzielenia z tarczy

33
radionuklidy beznosnikowe
176Lu n ? 177Lu - nosnikowy 176Yb n ?177Yb
?177Lu - beznosnikowy

• Zalety radionuklidów beznosnikowych
• duza aktywnosc wlasciwa,
• znakowanie wszystkich centrów aktywnych
  biomolekuly
• duzy efekt terapeutyczny

34
Emitery elektronów Augera

• 125I, 67Ga, 103mRh
• Ogromna efektywnosc promieniowania, cala energia
  jest lokalizowana w poblizu rozpadu.
• Uszkodzenia podwójnie niciowe DNA
• Radiofarmaceutyk musi polaczyc sie z DNA, np.
  125I DNA prekursor.

Sciana jadra
zerwanie nici
Przylaczenia do DNA
Sciana komórki
35
Emitery a

• 211At otrzymywany w cyklotronie
• 209Bi a? 211At 2n
• 212Bi, 213Bi otrzymane z generatorów
• Bardzo duzy efekt terapeutyczny

36
Emitery b

• Grupa 3 lantanowce
• oraz 105Rh, 186,188Re
• Zasieg od 1 do 12 mm

37
Polaczenia chelatowe lantanowców
Ln3
DOTA
DOTP
38
Radionuklidy w formie prostych jonów

• 131I terapia tarczycy,
• 32PPO4-, 89SrSr2, 90YY3, terapia kosci
• Radionuklidy wbudowuja sie w strukture
  hydroksyapatytów Ca10(PO4)6(OH)2

39
Biomolekuly terapeutyczne
Peptydy
somastatyna
analogi
40
(No Transcript)
41
Znakowane peptydy
2. internalization
1. receptor binding
tumour cell
S
S
i.v.
peptidases
liver hepatobiliary excretion
kidney renal excretion
42
Przeciwcialo monoklonalne z przyczepionym
radioizotopem
43
Terapia wychwytu neutronów Niektóre stabilne
izotopy wykazuja ogromny przekrój czynny dla
neutronów. W medycynie znalazly zastosowanie dwa
izotopy 10B (przekrój czynny 3838 barnów) i 157Gd
(255000 barnów). Przeciwciala znakuje sie tymi
nuklidami i akumuluja sie one w chorej tkance.
Nastepnie naswietla sie organizm strumieniem
neutronów o takiej wielkosci aby glównie byly
pochlaniane przez 10B lub 157Gd. Nastepuja
reakcje
lub 157Gd n?158Gd g Po pochlonieciu neutronu
emitowana jest czastka a i 7Li o duzej sile
niszczacej chore komórki lub wysoenergetyczny
kwant g w przypadku 157Gd. Metoda terapii 157Gd
moze byc polaczona z obrazowaniem NMR co zwieksza
jej efektywnosc.