Name: automation of a positron-emission tomography (pet) radiotracer synthesis protocol for clinical production
Uploaded: 2018-10-26T14:00:00
Duration: 10 min 20 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production at JoVE.com

Ce travail a été soutenu en partie par le National Cancer Institute (R44 CA216539) et la Fondation de UCLA provenant d’un don fait par Ralph et Marjorie Crump pour l’UCLA Crump Institut d’imagerie moléculaire.

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Les régents de l’Université de Californie ont une licence de technologie à SOFIE qui a été inventé par Jeffrey Collins et R. Michael van Dam et ont pris des actions dans SOFIE dans le cadre de l’opération de délivrance de licences. Par ailleurs, R. Michael van Dam est fondateur et consultant de SOFIE. Les conditions de cette entente ont été examinées et approuvées par l’Université de Californie, Los Angeles, conformément à sa politique de conflit d’intérêts. Eric Schopf et Christopher Drake sont employés et actionnaires de SOFIE.

Ce protocole définit les étapes de base qui devraient être prises lors de l’automatisation d’un protocole de synthèse manuelle pour réaliser la production de formulation de traceur de grade clinique. Le cycle de développement complet, y compris le développement du contrôle de la qualité, est illustré par les traceurs radioactifs [18F] CFA (pour l’imagerie de l’activité de dCK). Une attention particulière a été payée à la modification de la synthèse automatisée pour assurer les qualités de traceur pour l’usage clinique. La synthèse implique des procédures de base tels que l’activation de fluorure [18F], radiofluorination de la molécule précurseur, cartouche intermédiaire purification, enlèvement de groupe protecteur et semi-préparative purification HPLC et formulation pour l’injection. Ces procédures de base comprennent un répertoire standard qui est suffisant pour la synthèse de la grande majorité des traceurs 18marqués F PET.
Tout en concevant la synthèse, le choix des réactifs et leur assurance de la qualité est d’une importance particulière pour l’usage clinique. Assurer la programmation correcte et les connexions appropriées en effectuant une synthèse simulacre (solvants uniquement) est indispensable pour éliminer les erreurs inattendues lors de la synthèse est réalisée par la radioactivité. Les optimisations de synthèse subséquente (solvants, volumes, quantités, températures, temps de réaction et des conditions de purification) dépendent du traceur de PET spécifique dans le développement. Au cours de ces expériences, mettant l’accent devrait être brillé sur la pureté chimique et radiochimique du produit final qui peut être atteint, car ceux-ci doivent satisfaire des exigences strictes pour l’usage clinique. Une synthèse qui produit fiable un pur produit des rendements de l’activité plus faible mais suffisante est généralement préférée à un processus à haut rendement qui présente un risque d’échouer de façon sporadique. Une fois que la synthèse a été optimisée de façon adéquate, le processus final doit subir des tests de validation (une exigence réglementaire) pour s’assurer de la pertinence clinique. La méthode validée de synthèse peut ensuite servir pour produire le traceur de PET pour l’usage clinique. Lors synthétisant un traceur PET selon une méthode validée, les modes opératoires normalisés doivent être soigneusement observées. Pour assurer le respect, le logiciel est programmé pour avoir l’opérateur confirme l’achèvement des étapes clés via une liste de contrôle avant exécution après avoir cliqué sur exécuter pour démarrer la synthèse. Alors que le système va effectuer la synthèse de manière automatisée, l’étape de purification nécessite une intervention manuelle. L’opérateur doit, par conséquent, observez bien l’écran par chromatographie en phase au cours de l’étape de purification HPLC et saisir manuellement en temps réel lorsque de début et de fin de collecte de la fraction du produit.
Dans nos efforts d’automatisation et d’optimisation pour la synthèse CFA [18F], nous avons simplifié la méthode de purification HPLC semi-préparative du mélange produit à l’aide d’un système de solvant injectable composé de solution d’acétate d’ammonium et EtOH ; notre méthode précédente impliquait une étape supplémentaire d’échanger le solvant après purification16. Processus de l’élaboration subséquente, ainsi, besoins qu’à réduire la teneur en EtOH de la fraction recueillie aux niveaux autorisés, tout en assurant son isotonicity, qui peuvent être accomplis par dilution. L’étape de la formulation a été réalisée à l’aide d’un deuxième programme consistant en une seule opération d’unité de Formulation pour permettre des ajouts de volume variable de NaCl-solutions pour la fraction de produit purifié le via le module de formulation tenir compte de la variable volume obtenu après purification HPLC. Si le volume de fraction de produits collectés est réglé pour être constant au lieu de cela, l’opération d’unité Formulation pourrait figurer dans le programme principal de synthèse, évitant la nécessité d’un programme indépendant. Une autre approche pour éviter une intervention manuelle serait d’utiliser toutes les fonctionnalités du module formulation (p. ex., diluer le traceur purifié avec de l’eau, piéger sur une cartouche d’extraction en phase solide de C18, lavez-le, il éluer avec un volume fixe de EtOH et enfin, diluez-la avec un volume déterminé de solution saline).
La technique présentée ici pour l’automatisation et la validation d’un protocole de synthèse pour l’usage clinique est destinée à être tout à fait générale. Par le choix de radiosynthèse (ELIXYS), un large éventail de synthèses peut être automatisé et validé. Cela inclut les complexes pot 3 synthèses, ou synthèses impliquant des températures élevées de solvants volatils. Optimisation de la synthèse est possible en changeant les paramètres du logiciel. Le synthétiseur a des caractéristiques à surveiller l’impact des changements, tels que les cuves de réaction pour le prélèvement d’échantillons pour analyse radio-TLC ou radio-HPLC de positionnement. Cependant, sans les modifications du système, le système actuellement ne permet pas pour le traitement des volumes de réactifs très faible (environ 5-20 µL), distillation du produit intermédiaire ou la manipulation de [18F] AlF, 68Ga, ou autres radiometals. Si la synthèse manuelle à automatiser contient les mesures et qu’ils ne puissent être contournées, automatisation et validation par rapport à une autre plate-forme de radiosynthèse peuvent être appropriés.
Bien que ce travail a porté sur l’élaboration d’un protocole pour la production automatisée de [18F] CFA pour l’usage clinique, la synthèse de nombreux autres traceurs TEP pourrait être automatisée d’une manière convenable pour la production de la clinique, suivant la même logique et Méthodes. Suivant la méthode présentée ici, nous avons aussi adapté la synthèse automatisée de 9-(4-[18F] fluoro - 3-[hydroxyméthyl] butyl) guanine ([18F] FHBG) et validé pour l’usage clinique. Protocoles établis à l’utilisateur peuvent être téléchargés vers et téléchargés sur le réseau de sonde SOFIE, un portail web pour le partage de programmes de synthèse et associés documentation parmi radiopharmacie différents sites27. Cela peut éviter une duplication des efforts de la communauté et faciliter des études cliniques multicentriques de TEP.

Une gamme croissante de cibles biologiques peut être visualisée dynamiquement la vie soumet via le système d’imagerie moléculaire PET. PET fournit in vivo des analyses de processus biologiques, biochimiques et pharmacologiques spécifiques en utilisant des radiotraceurs spécifiques (molécules marquées par des radionucléides émetteurs de positrons) qui sont injectées dans l’objet avant l’imagerie1. L’utilisation accrue de PET pour étudier un large éventail de ces processus en science fondamentale et recherche clinique2,3,4et dans la découverte, le développement et l’utilisation clinique des médicaments dans les soins aux patients5, 6, conduit à une demande croissante de radiotraceurs diverse7,8. Pour éviter l’exposition aux radiations à la radiochimiste et d’assurer une production reproductible de ces traceurs de courte durées, ils sont généralement fabriqués en utilisant un radiosynthèse automatisé à l’intérieur d’une cellule « chaude ». Radiosynthesizers ces dernières utilisent une architecture de jetables-cassette/kit pour simplifier la tâche de se conformer à la clinique de qualité fabrication tout en offrant la souplesse nécessaire pour préparer plusieurs types de traceurs radioactifs simplement en échange de cassettes9 . Toutefois, dans les premiers stades cliniques, il n’y a habituellement aucune cassettes/kits disponibles sur le marché pour effectuer la radiosynthèse automatisé ; par conséquent, installations de fabrication de drogue PET luttent pour personnaliser les systèmes à mettre en œuvre des capacités de production cGMP-grade traceur dans un délai approprié et à un coût raisonnable. Ainsi, radiosynthesizers ont été développés qui combinent l’architecture cassette/kit avec des fonctionnalités pour faciliter le développement et l’optimisation des traceurs.
Le FLEX/CHEM ELIXYS (ELIXYS) est un exemple d’un flexible radiosynthèse axée sur la cassette avec une large réaction, solvant et réactif température compatibilité10. Il a trois cuves de réaction et utilise un mécanisme robotique pour configurer dynamiquement la voie fluide tel que requis par n’importe quel protocole de synthèse particulier11. Le logiciel de synthétiseur permet la création de programmes de synthèse (séquences) à traceurs différents par glisser-déplacer des Opérations unitaires tels que Piège Isotope Isotope éluer, Ajouter réactif, réagir, et s’évaporent12. Chaque opération de l’unité a une variété de paramètres programmables disponibles à l’opérateur, comme la durée, la températureou gaz inerte, conduite de pression (pression). En comprenant la nature de chaque opération de l’unité, une synthèse manuelle peut être facilement traduite en une séquence d’opérations unitaires et ensuite être modifiée au cours de l’optimisation du protocole13. En combinaison avec le module ELIXYS PURE/forme, le système intégré peut aussi effectuer une purification automatisée et la formulation du traceur PET. En utilisant cette radiosynthèse, nous avons déjà rapporté la synthèse automatisée de 24 différents 18F marqué traceurs et groupes prosthétiques11,14,15,16, comme ainsi que la radiofluorination enzymatique automatisée des biomolécules17, en changeant simplement les réactifs et pas la configuration du système. D’autres ont montré la synthèse automatisée de [18F] RO6958948 pour l’imagerie du tau neurofibrillaire embrouillent18, la synthèse automatique du groupe prosthétique [18F] F-Py-PTF avec un marquage ultérieur des peptides19 et la synthèse automatisée de [18F] AM580 pour l’imagerie de la phosphodiestérase 10 a (PDE10A)20. En outre, plusieurs groupes ont montré la production des traceurs approprié pour l’usage clinique, y compris 4-[18F] fluorobenzyle-donneurs ([18F] FBnTP) pour l’imagerie de la membrane mitochondriale potentiel21, [ 18 DCFPyL F] pour l’imagerie de membrane prostatique spécifique antigène (LMFP)22et [18F] THK-5351 pour l’imagerie du tau23.
Dans cet article, nous utilisons notre expérience avec [18F] CFA pour illustrer comment une procédure manuelle radiosynthetic peut être carrément et rapidement traduite en une synthèse automatisée convient pour la production systématique suivant les directives GMP cyclique. Le traceur [18F] CFA a été conçu pour l’imagerie de l’activité de dCK. La radiosynthèse Manuel [18F] CFA a été initialement décrite par Shu et al. 24 comme une procédure à l’aide de deux cuves de réaction, purification de cartouche de silice intermédiaire et une purification finale d’HPLC étape (voir Supplementary Material, Section 1 pour plus de détails). Ces dernières in vitro et des études précliniques ont montré la spécificité exceptionnelle de ce traceur à dCK, et première chez l’humain ont démontré la biodistribution favorable25. Il y a un intérêt immédiat dans les études cliniques de plus grande échelle pour confirmer la sensibilité [18F] PET CFA aux variations dans l’activité dCK et un intérêt à plus long terme dans les applications cliniques potentielles de ce traceur26. Il peut être un biomarqueur utile des thérapies qui déclenche l’activation des lymphocytes T, provoquer des dommages à l’ADN ou dépendent des PROMÉDICAMENTS analogue nucléosidique dCK-dépendante. En particulier, [18F] CFA peut permettre la stratification des patients pour une éventuelle réponse au traitement par Clofarabine. [18F] CFA peut également faciliter l’étude et le développement d’inhibiteurs de dCK qui font progresser vers des essais cliniques. Puisque ce traceur a traditionnellement été synthétisé manuellement, faire progresser toutes ces études requiert une synthèse fiable et automatique de [18F] CFA approprié pour l’usage clinique.
Bien que nous avons déjà indiqué une synthèse automatisée de [18F] CFA pour les études précliniques16, ce protocole s’appuie sur ces efforts et décrit les modifications supplémentaires nécessaires à la production clinique de ce traceur, y compris l’intégration de purification entièrement automatisé et la formulation, la validation du protocole et essais de contrôle de la qualité. Les procédures générales décrites ici ne se limitent pas à l’élaboration d’une synthèse automatisée et cliniquement approprié [18F] CFA mais peut être généralisée d’une manière simple d’élaborer des synthèses automatisés appropriés pour l’usage clinique des autres traceurs marqués avec fluor-18.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>ELIXYS FLEX/CHEM</td>
			<td>Sofie (Culver City, CA, USA)</td>
			<td>1010001</td>
			<td>Radiosynthesizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Radiosynthesizer cassette</td>
			<td>Sofie (Culver City, CA, USA)</td>
			<td>1861030400</td>
			<td>Cassette for ELIXYS FLEX/CHEM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ELIXYS PURE/FORM</td>
			<td>Sofie (Culver City, CA, USA)</td>
			<td>1510001</td>
			<td>Radiosynthesizer purification module</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[O-18]H2O</td>
			<td>IBA RadioPharma Solutions (Reston, VA, USA)</td>
			<td>IBA.SP.065</td>
			<td>&#62;90% isotopic purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[F-18]fluoride in [O-18]H2O</td>
			<td>UCLA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Produced in a cyclotron (RDS-112; Siemens; Knoxville, TN, USA) by the (p,n) reaction of [O-18]H2O. Bombardment at 11 MeV using a 1 mL tantalum target with havar foil.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized water</td>
			<td>UCLA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Purified to 18 M&#937; and passed through 0.1 &#181;m filter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile (MeCN)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>271004</td>
			<td>Anhydrous, 99.8%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol (EtOH)</td>
			<td>Decon Laboratories, Inc. (King of Prussia, PA, USA)</td>
			<td>2701</td>
			<td>Anhydrous, 200 proof</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (NaOH) solution</td>
			<td>Merck (Burlington, MA, USA)</td>
			<td>1.09137.1000</td>
			<td>1M solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (HCl) solution</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>SA48-500</td>
			<td>1M solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate (EtAc)</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>E195SK-4</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride (NaCl)</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>S-640-500</td>
			<td>USP grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium acetate</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>A639-500</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium carbonate (K2CO3)</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>P-208-500</td>
			<td>Certified ACS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CFA precursor</td>
			<td>CalChem Synthesis (San Diego, CA, USA)</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Custom synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryptand 222 (K222; Kryptofix 2.2.2)</td>
			<td>ABX Advanced Biochemical Compounds (Radeberg, Germany)</td>
			<td>800.1000</td>
			<td>&#62;99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride (NaCl) solution (saline)</td>
			<td>Hospira (Lake Forest, IL, USA)</td>
			<td>0409-4888-02</td>
			<td>0.9%, for injection, USP grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica cartridge</td>
			<td>Waters (Milford, MA, USA)</td>
			<td>WAT051900</td>
			<td>Sep-pak Classic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quaternary methylammonium (QMA) cartridge</td>
			<td>Waters (Milford, MA, USA)</td>
			<td>WAT023525</td>
			<td>Sep-pak Light Plus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile syringe filter (0.22 &#181;m)</td>
			<td>Millipore Sigma (Burlington, MA, USA)</td>
			<td>SLGSV255F</td>
			<td>Millex-GV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass V-vial (5 mL)</td>
			<td>Wheaton (Millville, NJ)</td>
			<td>W986259NG</td>
			<td>Used for reaction vessels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Septa</td>
			<td>Wheaton (Millville, NJ)</td>
			<td>224100-072</td>
			<td>Used for reagent vials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crimp cap</td>
			<td>Wheaton (Millville, NJ)</td>
			<td>224177-01</td>
			<td>Used for reagent vials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amber serum vial (2 mL)</td>
			<td>Voigt (Lawrence, KS, USA)</td>
			<td>62413P-2</td>
			<td>Used for reagent vials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir bar</td>
			<td>Fisher Scientific (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>14-513-65</td>
			<td>Used for reaction vessels</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automation of a positron-emission tomography (pet) radiotracer synthesis protocol for clinical production

Le développement de nouveaux marqueurs qui seront tomographie par émission de positons (TEP) permet aux chercheurs et cliniciens afin d’imager un plus large éventail de cibles biologiques et les processus. Toutefois, l’augmentation du nombre de traceurs différents crée des défis pour leur production à radiopharmacie. Bien qu’historiquement il est pratique de dédier un radiosynthèse personnalisé et cellule chaude pour la production répétée de chaque traceur individuel, il devient nécessaire de modifier ce flux de travail. Ces dernières radiosynthesizers commerciales basées sur les cassettes/kits jetables pour chaque traceur simplifier la production des traceurs multiples avec un ensemble d’équipements en éliminant le besoin pour des modifications spécifiques à traceurs personnalisées. En outre, certains de ces radiosynthesizers permettent à l’opérateur à développer et optimiser leurs propres protocoles de synthèse en plus d’acheter des kits disponibles sur le marché. Dans ce protocole, nous décrire la procédure générale de comment la synthèse manuelle d’un nouveau traceur PET peut être automatisée sur l’un de ces radiosynthesizers et validé pour la production des traceurs de cliniques de qualité. À titre d’exemple, nous utilisons la radiosynthèse ELIXYS, un outil flexible radiochimie axée sur la cassette qui peut prendre en charge aussi bien les efforts de développement de traceurs TEP, ainsi que fabrication de routine clinique sonde sur le même système, pour produire [18F] Clofarabine ([ 18 F] CFA), un traceur de PET pour mesurer l’activité enzymatique en vivo déoxycytidine kinase (dCK). Traduire une synthèse manuelle consiste à réduire le protocole synthétique dans les processus de base de radiochimie qui sont ensuite traduits en chimie intuitive « opérations unitaires » pris en charge par le logiciel de synthétiseur. Ces opérations peuvent rapidement être converties en un programme de synthèse automatisée par l’assemblage à l’aide de l’interface de glisser-déplacer. Après les tests de base, la procédure de synthèse et purification peut exiger optimisation pour atteindre le rendement désiré et la pureté. Une fois que la performance désirée est obtenue, une validation de la synthèse est réalisée afin de déterminer son aptitude à la production de la traceurs radioactifs pour l’usage clinique.

Une méthode pour automatiser la production de [18F] CFA a été mis au point et trois lots de validation ont été synthétisés. Synthèse, la purification et formulation de [18F] CFA a été atteint en 90 ± 5 min (n = 3) et le rendement radiochimique non corrigées à la désintégration était de 8,0 ± 1,4 % (n = 3). Les rendements de l’activité des trois étaient 3.24 GBq, 2,83 GBq et 3.12 GBq, à partir de 34,3 GBq, 41,8 GBq et 41,1 GBq, respectivement. Les formulations de CFA obtenus [18F] passé tous les tests de contrôle de la qualité (tableau 1). Le protocole automatisé est actuellement utilisé pour la production de qualité clinique [18F] CFA pour appuyer les essais cliniques.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Données de contrôle de la qualité</td>
			<td rowspan="2">Exécution 1 de validation</td>
			<td rowspan="2">Validation, 2e manche</td>
			<td rowspan="2">Exécution 3 de validation</td>
		</tr>
<tr>
<td>[exigence de « Pass »]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Apparence</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
		</tr>
<tr>
<td>[clair, incolore, exempt de particules]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Concentration de radioactivité à EOS</td>
			<td rowspan="2">213 MBq/mL</td>
			<td rowspan="2">210 MBq/mL</td>
			<td rowspan="2">180 MBq/mL</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 740 MBq/mL @ EOS]</td>
		</tr>
<tr>
<td>pH</td>
			<td rowspan="2">6</td>
			<td rowspan="2">5.8</td>
			<td rowspan="2">6</td>
		</tr>
<tr>
<td>[5.0-8.0]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Half-Life</td>
			<td rowspan="2">115 min</td>
			<td rowspan="2">108 min</td>
			<td rowspan="2">112 min</td>
		</tr>
<tr>
<td>[105-115 min]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pureté radiochimique</td>
			<td rowspan="2">99 %</td>
			<td rowspan="2">99 %</td>
			<td rowspan="2">99 %</td>
		</tr>
<tr>
<td>[> 95 %]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Radiochimie identité par temps de rétention relatif (RRT)</td>
			<td rowspan="2">1.01</td>
			<td rowspan="2">1.01</td>
			<td rowspan="2">1.01</td>
		</tr>
<tr>
<td>[1,00 < RRT < 1.10]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Activité molaire</td>
			<td rowspan="2">314 GBq/µmol</td>
			<td rowspan="2">> 370 GBq/µmol</td>
			<td rowspan="2">> 370 GBq/µmol</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≥ 3,7 GBq/µmol]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Masse totale de transporteur dans le produit final</td>
			<td rowspan="2">3,1 µg</td>
			<td rowspan="2">< 1 µg</td>
			<td rowspan="2">< 1 µg</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 50 µg/dose]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Masse totale d’impuretés dans le produit final</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 1 µg / dose]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Volume d’injection admissible maximale basée sur transporteur total masse ≤ 50 µg/dose et impureté total masse ≤ 1 µg/dose</td>
			<td>Lot entier</td>
			<td>Lot entier</td>
			<td>Lot entier</td>
		</tr>
<tr>
<td>Teneur résiduelle en EtOH par GC</td>
			<td rowspan="2">8,90 %</td>
			<td rowspan="2">9,50 %</td>
			<td rowspan="2">9,60 %</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 10 %]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Teneur résiduelle en EtOAc par GC</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 5000 ppm]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Teneur résiduelle en MeCN par GC</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ ppm 410]</td>
		</tr>
<tr>
<td>K222 résiduelle par spot test des couleurs</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
		</tr>
<tr>
<td>[< 50 µg/mL]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Test d’intégrité membranaire filtre</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
		</tr>
<tr>
<td>[bulle point 50psi ≥]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Endotoxines bactériennes</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 175 EU/lot]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pureté radionucléique par spectroscopie gamma</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
		</tr>
<tr>
<td>[> 99,5 %]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Stérilité</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
			<td rowspan="2">Pass</td>
		</tr>
<tr>
<td>[exigences USP < 71 >]</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 1 : données d’essais de contrôle de la qualité (CQ) sommaires pour les trois lots de validation. EOB = fin du bombardement ; EOS = fin de synthèse ; ND = non détecté.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig1.jpg"> Figure 1 : schéma de radiosynthèse CFA [18F]. TEM = Monomethoxytrityl. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig2.jpg"> Figure 2 : traduction d’une synthèse manuelle dans une séquence automatique des opérations unitaires. (A), ce tableau donne un aperçu des étapes principales dans la synthèse manuelle [18F] CFA. (B), ce panneau montre les procédures de base nécessaires pour accomplir chacune des étapes de haut niveau. (C) opérations unitaires de radiosynthèse spécifique utilisées pour effectuer les procédures de base sont affichées sous forme de cartes. Chaque opération de l’unité possède son propre ensemble de valeurs de paramètre (indiqué comme l’a souligné) qui sont configurés par le biais du logiciel. La notation « R1 » et « R2 » indiquent les cuves de réaction #1 et #2, respectivement. Les réactifs correspondant aux numéros de réactif sont identifiés dans la Figure 4. La série d’opérations unitaires est enregistrée sous forme de séquence et exécutée par le logiciel pour effectuer la synthèse automatisée. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig2large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig3.jpg"> Figure 3 : capture d’écran de l’interface du logiciel radiosynthèse (ELIXYS) pour créer un programme de synthèse. Opérations unitaires sont placées dans l’ordre souhaité sur la pellicule à l’aide d’une interface de glisser-déplacer. Cette capture d’écran, une opération d’unité réagir est sélectionnée, et valeurs de ses paramètres modifiables sont indiquées dans la partie principale de l’écran. Dans cet exemple, la réaction de fluoration s’effectuera dans le réacteur #1 (scellé) à 120 ° C pendant 10 min en remuant actif. Le navire est refroidi à 35 ° C une fois écoulé le temps de réaction. Détails des valeurs de paramètre qui peuvent être programmés pour les autres opérations unitaires sont indiqués dans le Matériel supplémentaire, l’article 3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig3large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig4.jpg"> Figure 4 : capture d’écran de l’écran de configuration réactif. Pour la séquence de synthèse [18F] CFA, tous les réactifs sont chargés dans la cassette jetable #1, qui s’affiche en surbrillance dans la zone de sélection de composant. Pour la synthèse CFA [18F] décrite ici, éluant est 1,0 mg de K2CO3 + 5,0 mg de K222 à 0,4 mL de H2O/0.5 mL de MeCN, précurseur est de 6 mg de précurseur de la CFA à 0,6 mL de MeCN et Phase Mobile CLHP est 85:15 v éthanol : / v 25 mM d’ammonium acétate. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig4large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig5.jpg"> Figure 5 : Radiosynthèse Set-up pour la synthèse de [18F] CFA. (A) il s’agit d’un schéma montrant les chemins fluide de la cassette, les connexions aux cartouches et la connexion de transfert final produit brut provenant du module de radiosynthèse au module purification/formulation. (Les deux modules sont contrôlés avec une interface unique de l’ordinateur et des logiciels). (B) il s’agit d’une photographie de la radiosynthèse à l’intérieur d’une cellule chaude après la préparation pour la synthèse de CFA [18F]. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig5large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig6.jpg"> Figure 6 : capture d’écran de l’interface de contrôle de module de purification/formulation. Cet écran est accessible par l’opérateur de contrôler manuellement les sous-systèmes HPLC et formulation lors de l’installation de synthèse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig6large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig7.jpg"> Figure 7 : écran de la liste de contrôle avant exécution. L’opérateur a entré le numéro de série des cassettes installé dans le système et doit cocher chaque point pour s’assurer que le système a été correctement configuré et préparé pour la synthèse. En plus de ces sections, l’opérateur est également invité pour un nom et une description de la synthèse exécutent (Section 1), et beaucoup des numéros pour tous les réactifs utilisés (Section 2) et est invité à vérifier tous les flux vidéo de réacteur fonctionnent correctement (Section 6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig7large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig8.jpg"> Figure 8 : Capture d’écran du logiciel lors de l’exécution de la séquence de synthèse [18F] CFA radiosynthèse. Le logiciel affiche l’ordre des opérations de l’unité dans la zone de la pellicule. Opérations terminées sont grisées et surlignées en blanc, l’opération en cours est affichée en gris et les opérations à venir sont indiquées en gris foncé. La zone centrale de l’écran montre le statut de l’unité active, y compris quel sous-commande est en cours d’exécution, ainsi que le statut courant du système (réacteur flux vidéo et données du capteur). Ce particulier réagir opération unitaire est la réaction de la fluoration. Dans la zone de la température , la température actuelle du réacteur s’affiche à côté de la température de consigne (programmé). Dessous, la zone d’activité affiche les valeurs de capteur de rayonnement par les trois capteurs associées à l’étape de la réaction. Enfin, une vidéo d’alimentation sur la gauche montre une vue en direct de la cuvette de réacteur. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig8large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig9.jpg"> Figure 9 : Capture d’écran de l’interface utilisateur de radiosynthèse lors de l’exécution de l’opération d’unité de Purification au cours de la synthèse [18F] CFA. Détecteur UV the et détecteur de radiations sorties du module purification/formulation sont affichés sur le graphique central en temps réel. Commentaires additionnels des détecteurs et pompe HPLC sont indiqués sur le côté droit de l’écran. L’opérateur collecte le maximum de produit choisi temporairement un produit quand le sommet commence à apparaître, puis de passer à déchets après que le pic complet a été vu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig9large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>

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Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Tomographie par émission de positons (TEP) d’imagerie des sites qui sont impliqués dans plusieurs essais de recherche clinique précoce ont besoin de capacités de fabrication robuste et polyvalent de traceurs radioactifs. En utilisant des traceurs radioactifs [18F] Clofarabine à titre d’exemple, nous illustrons comment automatiser la synthèse d’un radiotraceur utilisant un radiosynthèse souple, axée sur la cassette et valider la synthèse pour l’usage clinique.

Automatisation d’un protocole de synthèse tomographie par émission de positons (TEP) traceurs radioactifs pour la Production de la clinique

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...

Cette méthode peut aider les chercheurs dans les domaines de la biologie, de la radiochimie et de la médecine nucléaire à automatiser la production de traceurs de tomographie à émissions de positons de courte durée pour la recherche fondamentale et les applications cliniques. Les principaux avantages de l’automatisation de la synthèse radiochimique sont de normaliser le processus de synthèse, de permettre la production répétée, d’améliorer la fiabilité de la synthèse et de protéger le chimiste contre l’exposition aux rayonnements. En utilisant un seul radiosynthèse flexible, plusieurs tomographies à émissions de positons différentes, ou traceurs PET, adaptés à un usage clinique, peuvent être produits dans une seule cellule chaude.Pour assurer le succès de la synthèse automatisée, il est essentiel de prendre grand soin pendant la procédure de configuration avant que le radionucléide ne soit introduit dans le radiosynthèse. Pour créer un programme de synthèse automatisé pour le traceur de TEP fluor-18 étiqueté clofarabine, ou CFA, le précurseur est d’abord réagi avec du fluorure activé séché-18 pour former l’intermédiaire suivi de l’enlèvement des groupes protecteurs pour former le composé final. Utilisez un papier et un stylo pour diviser la synthèse manuelle en étapes de haut niveau, et les étapes de haut niveau en processus de base discrets requis, puis cartographiez chaque processus dans les opérations de l’unité individuelle fournies par le logiciel de synthétiseur.À l’aide de l’interface de programmation radiosynthèse, créez un programme vierge en cliquant sur le menu, les séquences et la nouvelle séquence pour programmer chacune des opérations de l’unité identifiées et leurs paramètres dans l’ordre. Pour l’évaporation du fluorure dans le troisième fonctionnement de l’unité, faites glisser l’opération d’évaporation jusqu’à la vue filmtrip et entrez dans le réacteur utilisé, la température, la durée et la pression désirée du flux d’azote. Pour l’ajout de précurseurs dans l’opération de l’unité huit, faites glisser l’opération d’ajout à la vue filmstrip.Pour la réaction de fluoration dans le fonctionnement de l’unité neuf, faites glisser une opération de réaction à la vue filmstrip et ajustez leurs paramètres. Pour configurer la synthèse automatisée, la puissance sur le radiosynthesizer, et en prenant soin que le tube de trempette de chaque nouvelle cassette jetable est pointé directement vers le bas. Installez des cassettes dans les positions numéro un et numéro deux du réacteur.Après avoir inséré des vaisseaux de réaction avec des barres magnétiques, installez les flacons de réaccente dans les cassettes selon le diagramme et installez un flacon vide de récupération d’eau oxygène-18 dans la position W1 de la cassette numéro un. Connectez les cartouches QMA à la cassette numéro un. Et la cartouche de silice entre la cassette numéro un et la numéro deux.Ensuite, connectez la sortie de la cassette numéro deux à la chromatographie liquide haute pression ou au système HPLC du module de purification. Après avoir vérifié que les connexions de tubes de cassette correspondent au schéma, confirmez qu’aucun tube de cassette ne pend à l’intérieur où il peut interférer avec les mouvements robotiques. Connectez la ligne source fluorure-18 du cyclotron à la ligne d’entrée fluorure-18 sur la cassette numéro un.Pour équilibrer le sous-système de formulation de purification avant de commencer la synthèse, sélectionnez HPLC pour entrer dans la page de contrôle du module de formulation de purification. Par défaut, l’onglet purification sera déjà sélectionné. Réglez la vitesse d’écoulement à cinq millilitres par minute à la composition définie du solvant.Et réglez la position de la colonne de purification. Allumez la pompe HPLC en mode isocratique pendant au moins 10 minutes et rincez la gamme de produits et toutes les lignes de collecte de fractions avec la phase mobile pendant une minute chacune. Ensuite, utilisez une seringue pour rincer manuellement chaque boucle d’échantillon HPLC et hplc exemple tube de transfert de boucle avec 10 millilitres de la phase mobile.Pour amorcer le sous-système de formulation, ouvrez l’onglet formulation de la page de contrôle de la formulation de purification. Pour amorcer le chlorure de sodium concentré, ouvrez l’onglet élit. Cliquez sur initialiser pour paraphé la pompe à seringues et distribuer cinq millilitres de chlorure de sodium concentré.Pour amorcer l’onglet salin à 0,9 %, sélectionnez l’onglet reconstitué et distribuez cinq millilitres de solution saline. Ensuite, connectez le produit et les lignes de produits finales à partir de l’avant du sous-système de formulation de purification dans une connexion T. Connectez la sortie de la connexion T à un flacon préassemblé, ventilé, stérile, vide avec des filtres et placez le flacon dans un cochon de plomb blindé.Ensuite, faites pivoter les boutons de l’aile de cassette pour fixer les cassettes en place. Retirez le Dewar de l’instrument. Videz le piège à froid et ajoutez de l’alcool dans le Dewar, suivi de l’ajout lent de glace sèche.Enfin, installez le piège à froid et Dewar de nouveau dans le synthétiseur et fermez la porte de la cellule chaude. Pour exécuter le programme de synthèse, ouvrez l’onglet séquences, sélectionnez le programme de CFA fluorure-18 et cliquez, exécutez. Examinez soigneusement chaque élément de la liste de vérifications pré-exécuté, en cochant chaque élément au fur et à mesure qu’il est terminé.Cliquez ensuite, continuez dans le logiciel pour confirmer que la configuration est complète et pour commencer la synthèse automatisée. Avant de cliquer continuer, examinez attentivement la configuration pour vous assurer que tout est correctement connecté. Une fois que la radioactivité est livrée dans le synthétiseur, aucune autre manipulation manuelle n’est possible en raison du champ de rayonnement dans la cellule chaude.Au cours de l’opération de piégeage du fluorure-18, un pop-up apparaîtra quand il est temps de livrer l’activité du cyclotron. Lorsque cela se produit, livrer le fluorure-18 du cyclotron et surveiller le capteur de rayonnement pour confirmer que le fluorure a été piégé sur la cartouche QMA. Cliquez continuer à poursuivre le programme automatisé et à surveiller la synthèse en temps réel par le biais de commentaires visuels, de lectures de capteurs et de minuteries de compte à rebours.Dans l’unité de fonctionnement trois, le liquide dans le récipient de réaction est évaporé pour sécher et activer le fluorure F-18. La température, le temps restant et le reste du niveau liquide peuvent être surveillés sur l’interface. Dans le fonctionnement de l’unité huit, le flacon de solution précurseur est ramassé et déplacé vers la position de chargement de la cassette numéro un.Sur lequel, le contenu est livré au navire de réaction. Le temps restant et le niveau de liquide dans le récipient de réaction peuvent être surveillés sur l’interface. Dans l’unité de fonctionnement neuf, le navire de réaction est scellé et chauffé pour effectuer la réaction de fluoration.La température et le temps restant, ainsi qu’un flux vidéo en direct du contenu du navire de réaction peuvent être surveillés sur l’interface. Dans le fonctionnement de l’unité 10, le tube de immersion est inséré dans le récipient de réaction et le contenu est transféré par la cartouche de silice pour la purification de l’intermédiaire. Le temps restant, le niveau de liquide restant dans le récipient de réaction et le détecteur de rayonnement adjacent à la cartouche peuvent être surveillés sur l’interface.Au cours de l’étape finale de fonctionnement de l’unité de purification lorsque le pic du produit a commencé à apparaître sur le chromatogramme détecteur de rayonnement, sélectionnez, produit. Une fois que le pic de chromatogramme du détecteur de rayonnement est revenu à la ligne de base, sélectionnez les déchets pour détourner la trajectoire d’écoulement du sous-système HPLC vers le conteneur de déchets. Pour mettre en place le programme de formulation, sous l’onglet séquence, ouvrez le programme de formulation de fluorure-18 CFA et exécutez le programme.Le système diluera la fraction de produit purifié recueillie dans le flacon final du produit stérile à l’aide d’un filtre stérilisant et se diluera avec du chlorure de sodium et de la solution saline pour assurer l’isotonicité de la formulation. Pour récupérer le produit final, ouvrez la porte de la cellule chaude, déconnectez les aiguilles du flacon du produit et retirez le flacon de produit formulé de la cellule chaude. Ensuite, à l’aide de procédures aseptiques, retirez un échantillon pour effectuer les tests de contrôle de la qualité nécessaires.Pour éteindre le synthétiseur, cliquez sur le bouton d’alimentation. Une fenêtre contextée indiquera quand la puissance du système peut être désactivée. Fermez ensuite les vannes d’arrêt appropriées pour éteindre les réserves d’air comprimé et de gaz inerte, ce qui laisse le temps à la radioactivité résiduelle de la cellule chaude de se décomposer à des niveaux sécuritaires avant d’effectuer une autre synthèse.Les formulations de fluor-18 CFA obtenues ont passé tous les tests de contrôle de la qualité. Dans ces séries de validation représentatives, la synthèse, la purification et la formulation ont été réalisées en 110 minutes en moyenne et le rendement radiochimique corrigé de non-décomposition était de près de 8%Tout en utilisant cette procédure pour produire des traceurs à usage clinique, il est nécessaire de créer des procédures d’exploitation écrites et standard qui doivent être soigneusement suivies pour s’assurer qu’aucune étape de configuration ou de préparation n’est manquée. À la suite de cette procédure générale, la synthèse de nombreux autres radiotraceurs peut être facilement automatisée, ce qui facilite la transition vers une production actuelle conforme aux bonnes pratiques de fabrication pour les essais cliniques humains ou les soins cliniques.N’oubliez pas que travailler avec la radioactivité peut être dangereux. Des mesures d’installation telles que la surveillance de l’exposition, un blindage adéquat et des procédures de sécurité doivent être en place. Prenez bien soin de toujours travailler en étroite collaboration avec votre agent de radioprotentique.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

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Chimie

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