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

Este trabajo ha sido apoyado en parte por el Instituto Nacional del cáncer (R44 CA216539) y la Fundación de la UCLA a una donación realizada por Ralph y Marjorie Crump de la UCLA Crump Institute para la proyección de imagen Molecular.

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Los regentes de la Universidad de California han licenciado la tecnología a SOFIE que fue inventado por Jeffrey Collins y R. Michael van Dam y han tomado acciones en SOFIE como parte de la operación de concesión de licencias. Además, R. Michael van Dam es un fundador y consultor de SOFIE. Los términos de este acuerdo han sido revisados y aprobados por la Universidad de California, Los Ángeles según sus políticas de conflicto de intereses. Eric Schopf y Christopher Drake son empleados y accionistas de SOFIE.

Este protocolo define los pasos básicos que deben tomarse al automatizar un protocolo de síntesis manual para lograr la producción de formulación de tracer grado clínico. El ciclo completo de desarrollo, incluyendo el desarrollo de control de calidad, es ejemplificado por la radiosonda [18F] CFA (para la proyección de imagen de la actividad de dCK). Se prestó especial atención a la modificación de la síntesis automatizada para asegurar la idoneidad del tracer para uso clínico. La síntesis implica procesos básicos tales como la activación de fluoruro [18F], radiofluorination de la molécula precursora, purificación cartucho intermedio, grupo de protección de retiro y semi-preparativa HPLC purificación y formulación para la inyección. Estos procesos básicos comprenden un repertorio estándar que es suficiente para la síntesis de la mayoría de marcadores 18PET F-labeled.
Diseño de la síntesis, la elección de los reactivos y su calidad es de particular importancia para el uso clínico. Garantizar la correcta programación y conexiones adecuadas mediante la realización de una síntesis simulacro (sólo disolventes) es imprescindible para eliminar errores inesperados cuando la síntesis se realiza con radiactividad. Las optimizaciones de síntesis posterior (solventes, volúmenes, cantidades, temperaturas, tiempos de reacción y las condiciones de purificación) dependen del trazador PET específico en el desarrollo. Durante estos experimentos, especial atención debe ser brilló en la pureza radioquímica y química del producto final que se logra, como estos deben cumplir con requisitos rigurosos para el uso clínico. Una síntesis que produce confiablemente un producto puro en rendimientos de actividad baja pero suficiente se prefiere normalmente un proceso de alto rendimiento que tiene un riesgo a fallar esporádicamente. Una vez que la síntesis se ha optimizado adecuadamente, el proceso final debe someterse a pruebas de validación (un requisito reglamentario) para asegurar la idoneidad clínica. El método de síntesis validados puede utilizarse entonces para producir el trazador PET para uso clínico. Al sintetizar un trazador PET según un método validado, los procedimientos de operación deben seguirse cuidadosamente. Para garantizar el cumplimiento, el software está programado para que el operador confirme la realización de pasos clave a través de una lista de verificación de la ejecución después de hacer clic en Ejecutar para iniciar la síntesis. Mientras que el sistema realizará la síntesis de una manera automatizada, el paso de purificación requiere intervención manual. El operador debe, por lo tanto, observar de cerca la pantalla cromatográfica durante la etapa de purificación de HPLC y entrada manualmente en tiempo real cuando al arranque y parada de recogida de la fracción producto.
Dentro de nuestros esfuerzos de optimización y automatización para la síntesis CFA [18F], hemos simplificado el método de purificación de HPLC semi-preparativa de la mezcla de producto utilizando un sistema solvente inyectable que consiste en solución de acetato de amonio y EtOH ; nuestro método anterior requiere un paso adicional al intercambio el solvente después de purificación16. Proceso de la formulación subsecuente, por lo tanto, necesidades solamente a reducir el contenido de la fracción recogida permite niveles y asegurar su isotonicity, que se pueden lograr mediante la dilución de EtOH. La etapa de formulación se realizó mediante un segundo programa consistiendo en una sola operación de unidad de formulación para permitir adiciones de volumen variable de soluciones de NaCl a la fracción de producto purificado mediante el módulo de formulación para tener en cuenta la variable volumen obtenido después de la purificación de HPLC. Si el volumen de la fracción de producto recogido se programó para ser constante, en cambio, la operación de la unidad de formulación podría incluirse en el programa principal de la síntesis, evitando la necesidad de un programa independiente. Sería una alternativa para evitar la intervención manual utilizar la funcionalidad completa del módulo de formulación (por ejemplo, diluir el palpador purificado con agua, trampa en un cartucho de extracción en fase sólida C18, lavarlo, eluir con un volumen fijo de EtOH y por último, diluye con un volumen fijo de solución salina).
La técnica presentada aquí para automatización y validación de un protocolo para el uso clínico de síntesis pretende ser bastante general. A través de la opción de radiosynthesizer (ELIXYS), una amplia gama de síntesis puede ser automatizada y validada. Esto incluye la complejas síntesis de 3-pot, o síntesis que implican temperaturas elevadas de solventes volátiles. Optimización de la síntesis se logra cambiando los parámetros del programa. El sintetizador tiene características para monitorear el impacto de los cambios, como la colocación de los recipientes de reacción para la extracción de muestras para el análisis de radio-TLC o HPLC de la radio. Sin embargo, sin modificaciones del sistema, el sistema actualmente no permite el manejo de volúmenes de reactivo muy baja (~ 5-20 μl), destilación del producto intermedio o el manejo de [18F] AlF, 68Ga, u otros radiometals. Si la síntesis manual a automatizarse contiene las medidas y no pueden eludirse, automatización y validación con otra plataforma de radiosynthesizer pueden ser apropiados.
Aunque este trabajo se ha centrado en el desarrollo de un protocolo para la producción automatizada de [18F] CFA para uso clínico, la síntesis de muchos otros trazadores PET podría automatizarse de manera conveniente para la producción clínica, siguiendo la misma lógica y métodos. Siguiendo el método presentado aquí, también hemos adaptado la síntesis automatizada de 9-(4-[18F] fluoro - 3-[hidroximetil] butil) guanina ([18F] FHBG) y validado para uso clínico. Protocolos establecidos por el usuario pueden cargarse y descargaron de la red de sonda de SOFIE, un portal para compartir programas de síntesis y asociados documentación entre diferentes Radiofarmacia sitios27. Esto puede evitar una duplicación de esfuerzos en la comunidad y facilitar estudios clínicos multicéntricos que implican proyección de imagen de PET.

Una creciente variedad de objetivos biológicos se puede visualizar dinámicamente en la vida de los sujetos a través de la modalidad de proyección de imagen molecular PET. PET proporciona en vivo análisis de procesos biológicos, bioquímicos y farmacológicos específicos utilizando radiotrazadores específicos (marcadas con radionúclidos emisores de positrones de moléculas) que se inyectarán en el tema antes de la proyección de imagen1. El uso creciente del PET para el estudio de una amplia variedad de estos procesos en ciencia básica e investigación clínica2,3,4y en el descubrimiento, desarrollo y uso clínico de medicamentos en la atención al paciente5, 6, está llevando a una creciente demanda de diversos radiotrazadores7,8. Para evitar la exposición a la radiación para el quimico y asegurar una producción reproducible de los marcadores de breve duración, se fabrican típicamente con un radiosynthesizer automatizado de operación dentro de una "celda caliente". Radiosynthesizers recientes utilizan una arquitectura de cassette/kit de desechables para simplificar la tarea de cumplir con la fabricación del grado clínico mientras que también proporciona la flexibilidad para preparar varios tipos de radiotrazadores simplemente por intercambio de cassettes9 . Sin embargo, en etapas clínicas tempranas, no hay generalmente no casetes y kits comercialmente disponibles para llevar a cabo la radiosynthesis automatizado; en consecuencia, instalaciones de fabricación de drogas PET luchan para personalizar sistemas para implementar capacidades de la producción de cGMP-grado trazador dentro de un plazo de tiempo adecuado y a un costo razonable. Así, se han desarrollado radiosynthesizers que combinan la arquitectura de cassette/kit con características para facilitar el desarrollo y optimización de trazadores.
La ELIXYS FLEX/CHEM (ELIXYS) es un ejemplo de un radiosynthesizer flexible cassette-basado con una gran reacción, reactivo y disolvente temperatura compatibilidad10. Tiene tres reactores y utiliza un mecanismo robótico para configurar dinámicamente el camino flúido como exige cualquier síntesis particular protocolo11. El software de sintetizador permite la creación de programas de síntesis (secuencias) para diferentes marcadores arrastrando y soltando Operaciones a unitarias tales como Trampa isótopo Isótopos eluir, Añadir Reactivo, reacciona, y se evaporan12. Cada operación de la unidad tiene una variedad de parámetros programables disponibles para el operador, tales como duración, temperaturao gas inerte conducción de presión (presión). Mediante la comprensión de la naturaleza de cada operación de la unidad, una síntesis manual puede traducirse fácilmente en una secuencia de operaciones unitarias y luego modificarse durante la optimización del protocolo13. En combinación con el módulo ELIXYS/pura de la forma, el sistema integrado también puede realizar una purificación automatizado y formulación del trazador PET. Con este radiosynthesizer, hemos divulgado previamente la síntesis automatizada de 24 diferentes 18F etiquetado marcadores y grupos prostéticos11,14,15,16, como así como el radiofluorination enzimático automatizado de biomoléculas17, simplemente cambiando los reactivos y no la configuración del sistema. Otros han demostrado la síntesis automatizada de [18F] RO6958948 para la proyección de imagen de tau Neurofibrilar enredos18, la síntesis automatizada del grupo de prótesis [18F] F-Py-TFP con una etiqueta posterior de péptidos19 y la síntesis automatizada de [18F] AM580 para la proyección de imagen de la fosfodiesterasa 10a (PDE10A)20. Además, varios grupos han demostrado la producción de trazadores adecuados para uso clínico, incluyendo 4-[18F] fluorobencilo-triphenylphosphonium ([18F] FBnTP) para la proyección de imagen de la membrana mitocondrial potencial21, [ 18 F] DCFPyL para la proyección de imagen de membrana prostático específico antígeno (PSMA)22y [18F] THK-5351 para la proyección de imagen de tau23.
En este trabajo, utilizamos nuestra experiencia [18F] CFA para ilustrar cómo un procedimiento manual radiosynthetic puede ser traducido directamente y rápidamente en una síntesis automática conveniente para la producción rutinaria siguiendo pautas del cGMP. El rastreador [18F] CFA fue diseñada para la proyección de imagen de la actividad del dCK. El manual radiosynthesis [18F] CFA fue descrita originalmente por Shu et al. 24 como un procedimiento que utiliza dos reactores, purificación de cartucho silicona intermedia y una purificación final de HPLC paso (véase el Material suplementario, 1 sección para más detalles). Reciente en vitro y los estudios preclínicos han demostrado la especificidad excepcional de este trazador a dCK y estudios primero en humanos han demostrado biodistribución favorable25. Hay un interés inmediato en estudios clínicos de mayor escala para confirmar la sensibilidad [18F] mascota CFA a variaciones en la actividad de dCK y un interés a largo plazo en las potenciales aplicaciones clínicas de este trazador26. Puede ser un biomarcador útil para terapias que desencadenan la activación del T-cell, inducir daño en el ADN o dependen de prodrogas análogo nucleósido dCK-dependiente. En particular, [18F] CFA puede permitir la estratificación de los pacientes para una respuesta potencial al tratamiento con clofarabina. [18F] CFA también puede facilitar el estudio y desarrollo de inhibidores dCK que avanzan hacia los ensayos clínicos. Puesto que tradicionalmente han sintetizado este rastreador manualmente, avanzar en todos estos estudios requiere una síntesis automatizada, confiable de [18F] CFA conveniente para uso clínico.
Aunque hemos divulgado previamente una síntesis automatizada de [18F] CFA para estudios preclínicos16, este protocolo se basa más en estos esfuerzos y modificaciones necesarios para la producción clínica de este indicador, se describe incluyendo la integración de purificación totalmente automatizada y formulación, validación de protocolo y pruebas de control de calidad. Los procedimientos generales descritos aquí no se limitan a desarrollar una síntesis automatizada y clínicamente conveniente [18F] CFA pero se puede generalizar de una manera sencilla para desarrollar síntesis automáticas convenientes para el uso clínico de otras radiotrazadores marcados con flúor-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

El desarrollo de nuevos trazadores de emisión de positrones la tomografía (PET) está permitiendo a los investigadores y los clínicos a una cada vez más amplia gama de objetivos biológicos y procesos de imagen. Sin embargo, el creciente número de marcadores diferentes crea desafíos para su producción en radiofarmacias. Mientras que históricamente ha sido práctico dedicar un radiosynthesizer personalizado configurado y celda caliente para la producción repetida de cada indicador individual, se hace necesario cambiar el flujo de trabajo. Radiosynthesizers comerciales reciente basados en cintas y kits desechables para cada trazador simplificar la producción de marcadores múltiples con un sistema de equipo eliminando la necesidad de modificaciones de trazador específico personalizados. Además, algunos de estos radiosynthesizers permiten al operador desarrollar y optimizar sus propios protocolos de síntesis además de comprar kits comercialmente disponibles. En este protocolo, describimos el procedimiento general de cómo se puede automatizar la síntesis manual de un nuevo trazador PET en uno de estos radiosynthesizers y validado para la producción de marcadores de tipo clínico. Por ejemplo, utilizamos el radiosynthesizer ELIXYS, una herramienta de radiochemistry cassette-basado flexible que puede soportar esfuerzos de desarrollo de trazadores PET, así como fabricación de sondeo clínico habitual en el mismo sistema, para producir [18F] clofarabina ([ 18 F] CFA), un trazador PET para medir la actividad enzimática en vivo desoxicitidina quinasa (dCK). Traducir una manual síntesis consiste en romper el protocolo sintético en los procesos de radioquímica básica que luego se traducen en química intuitiva "operaciones unitarias" soportadas por el software de sintetizador. Estas operaciones pueden rápidamente se convertirán en un programa de síntesis automatizada montando a través de la interfaz de arrastrar y colocar. Después de las pruebas básicas, el procedimiento de síntesis y purificación puede requerir optimización para lograr el rendimiento deseado y la pureza. Una vez que se obtiene el rendimiento deseado, una validación de la síntesis se lleva a cabo para determinar su idoneidad para la producción de la radiosonda para uso clínico.

Un método para automatizar la producción de [18F] Franco fue desarrollado y se sintetizaron tres lotes de validación. Síntesis, purificación y formulación de [18F] CFA se logró en 90 ± 5 min (n = 3) y el rendimiento radioquímico no corregido por decaimiento 8.0 ± 1,4% (n = 3). Los rendimientos de la actividad de las tres carreras fueron 3.24 GBq, 2,83 GBq y 3.12 GBq, a partir de 34,3 GBq y GBq 41,8 41,1 GBq, respectivamente. Las formulaciones de CFA obtenidos [18F] pasan todas las pruebas de control de calidad (tabla 1). El protocolo automatizado actualmente se utiliza para la producción de grado clínico [18F] CFA para apoyar los ensayos clínicos.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Datos de control de calidad</td>
			<td rowspan="2">Validación de funcionamiento 1</td>
			<td rowspan="2">Validación run 2</td>
			<td rowspan="2">Validación de funcionamiento 3</td>
		</tr>
<tr>
<td>[requisito de "Pass"]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Aspecto</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
		</tr>
<tr>
<td>[claro, incoloro, libre de partículas]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Concentración de radiactividad en EOS</td>
			<td rowspan="2">213 MBq/mL</td>
			<td rowspan="2">MBq/mL 210</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>Pureza radioquímica</td>
			<td rowspan="2">99%</td>
			<td rowspan="2">99%</td>
			<td rowspan="2">99%</td>
		</tr>
<tr>
<td>[> 95%]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Identidad radioquímica por tiempo de retención relativo (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>Actividad molar</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>Masa total de la portadora en producto 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/dosis]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Masa total de la impureza en el producto final</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 1 μg / dosis]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Volumen de inyección admisible máximo basado en portador total masa ≤ 50 μg/dosis y impureza total masa ≤ 1 μg/dosis</td>
			<td>Toda la masa</td>
			<td>Toda la masa</td>
			<td>Toda la masa</td>
		</tr>
<tr>
<td>Contenido residual de EtOH por cromatografía de gases</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>Contenido EtOAc residual por cromatografía de gases</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>Contenido de MeCN residual por cromatografía de gases</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
			<td rowspan="2">< 1 ppm</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 410 ppm]</td>
		</tr>
<tr>
<td>K222 residual por prueba de mancha de color</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
		</tr>
<tr>
<td>[< 50 μg/mL]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Prueba de integridad de membrana de filtro</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
		</tr>
<tr>
<td>[50 psi ≥ punto de burbuja]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Endotoxinas bacterianas</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 175 EU lote]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pureza radionucleídica por espectroscopia gamma</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
		</tr>
<tr>
<td>[> 99.5%]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Esterilidad</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
			<td rowspan="2">Pasar</td>
		</tr>
<tr>
<td>[requisitos de USP < 71 >]</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabla 1: datos de prueba de control de calidad (QC) Resumen para los tres lotes de validación. EOB = final de bombardeo; EOS = fin de síntesis; ND = no detectado.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig1.jpg"> Figura 1: esquema de radiosynthesis CFA [18F]. TMM = Monomethoxytrityl. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig2.jpg"> Figura 2: traducción de una manual síntesis en una secuencia automatizada de operaciones unidad. (A) este panel da una descripción de los pasos en la síntesis manual del [18F] CFA. (B) este panel muestra los procedimientos básicos necesitados para realizar cada uno de los pasos. (C) Radiosynthesizer-operaciones específicas de unidad utilizadas para realizar los procedimientos básicos se muestran como tarjetas. La operación de cada unidad tiene su propio conjunto de valores de parámetro (se muestra como subrayado) que se configuran mediante el software. La notación "R1" y "R2" indican los recipientes de reacción #1 y #2, respectivamente. Los reactivos correspondientes a los números de reactivo se identifican en la figura 4. La serie de operaciones unitarias se guarda como una secuencia y ejecutada por el software para realizar la síntesis automatizada. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig3.jpg"> Figura 3: captura de pantalla de la interfaz de software radiosynthesizer (ELIXYS) para crear un programa de síntesis. Operaciones unitarias se colocan en el orden deseado en la tira de diapositivas mediante una interfaz de arrastrar y colocar. En esta captura de pantalla, se selecciona una operación de la unidad de reacción , y sus valores de parámetro editable se muestran en la parte principal de la pantalla. En este ejemplo, la reacción de fluoración se llevará a cabo en el recipiente de la reacción #1 (sellado) a 120 ° C por 10 min con agitación activa. El buque se haya enfriado a 35 ° C después de transcurrido el tiempo de reacción. Información de valores de los parámetros que pueden programarse para otras operaciones unitarias se muestra en el Material suplementario, sección 3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig4.jpg"> Figura 4: captura de pantalla de la pantalla de configuración de reactivos. Para la secuencia de síntesis CFA [18F], todos los reactivos se cargan en cartucho desechable #1, que se muestra resaltado en el área de selección de componente. Para la síntesis CFA [18F] descrita aquí, eluyente es de 1,0 mg de K2CO3 + 5,0 mg de K222 en 0,4 mL de H2O/0.5 de MeCN, Precursor es de 6 mg de precursor CFA en 0,6 mL de MeCN y Fase móvil de HPLC es 85:15 v acetato de amonio de 25 mM/v: etanol. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig5.jpg"> Figura 5: Configuración de Radiosynthesizer para la síntesis de [18F] CFA. (A) este es un esquema que muestra caminos fluidos cassette, las conexiones a los cartuchos y la conexión para transferir producto crudo final del módulo radiosynthesis al módulo de purificación/formulación. (Ambos módulos son controlados con una sola interfaz de computadoras y software). (B) esta es una fotografía de la radiosynthesizer dentro de una celda caliente después de la preparación para la síntesis CFA [18F]. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig6.jpg"> Figura 6: captura de pantalla de la interfaz de control del módulo de purificación/formulación. Esta pantalla es accesible por el operador para controlar manualmente los subsistemas HPLC y formulación durante la configuración de síntesis. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig6large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig7.jpg"> Figura 7: pantalla de lista de verificación pre-ejecución. El operador ingresa el número de serie de los cartuchos instalados en el sistema y debe marcar cada artículo para garantizar el sistema ha sido correctamente configurado y preparado para la síntesis. Además de estas secciones, el operador también se pedirá un nombre y una descripción de la síntesis de funcionan (sección 1) y números para todos los reactivos utilizados (sección 2) y se le pide que Verifique todos los feeds de reactor video están funcionando correctamente (sección 6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig7large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig8.jpg"> Figura 8: Captura de pantalla del software de radiosynthesizer mientras se ejecuta la secuencia de síntesis CFA [18F]. El software muestra el orden de las operaciones unitarias en la zona de la tira de película. Completadas las operaciones son en gris y resaltadas en blanco, la operación actual se resalta en gris y próximas operaciones se muestran en gris oscuro. La zona centro de la pantalla muestra el estado de la operación de la unidad de activo, incluyendo que subcomando está siendo ejecutado, así como el estado actual del sistema (reactor video feeds y los datos del sensor). Esta particular reacción funcionamiento de la unidad es la reacción de fluoración. En el área de temperatura , la temperatura del reactor se muestra junto a la temperatura deseada (programado). Debajo de este, el área de actividad muestra los valores del sensor de radiación de los tres sensores asociados con el paso de la reacción. Finalmente, un video en el de la izquierda muestra una vista en vivo de la cubeta del reactor. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig8large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig9.jpg"> Figura 9: Captura de pantalla de la interfaz de usuario radiosynthesizer mientras se ejecuta la operación de la unidad de purificación durante la síntesis de [18F] CFA. La UV detector y detector de radiación salidas del módulo de purificación/formulación se muestran en el gráfico central en tiempo real. Comentarios adicionales de los detectores y la bomba HPLC se muestran a la derecha de la pantalla. El operador recoge el pico de producto temporalmente seleccionando el producto cuando el pico comienza a aparecer y luego cambiar a residuos después de que se ha visto el pico completo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig9large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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

Emisión de positrones tomografía (PET) de los sitios que participan en múltiples ensayos de investigación clínica temprana necesitan capacidades de fabricación robusto y versátil del radiotrazador. Con la radiosonda [18F] clofarabina como ejemplo, ilustramos cómo automatizar la síntesis de un radiotrazador utilizando un radiosynthesizer flexible, basada en cassette y validar la síntesis para uso clínico.

Automatización de un protocolo de emisión de positrones la tomografía (PET) radiosonda síntesis de producción clínica

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

Este método puede ayudar a los investigadores en los campos de la biología, la radioquímica y la medicina nuclear, a automatizar la producción de trazadores de tomografías de emisión de positrones de corta duración para la investigación básica y aplicaciones clínicas. Las principales ventajas de automatizar la síntesis radioquímica son estandarizar el proceso de síntesis, permitir la producción repetida, mejorar la fiabilidad de la síntesis y proteger al químico de la exposición a la radiación. Mediante el uso de un solo radiosintógrafo flexible, se pueden producir múltiples tomografías de emisión de positrones diferentes o marcadores PET, adecuados para uso clínico, dentro de una sola célula caliente.Para asegurar el éxito de la síntesis automatizada, es fundamental tener mucho cuidado durante el procedimiento de configuración antes de que el radionúclido se introduzca en el sintetizador de radio. Para crear un programa de síntesis automatizado para el trazador PET fluorina-18 etiquetado clofarabina, o CFA, el precursor se reacciona primero con fluoruro activado seco-18 para formar el intermedio seguido de la eliminación de los grupos protectores para formar el compuesto final. Utilice un papel y un lápiz para dividir la síntesis manual en pasos de alto nivel, y los pasos de alto nivel en procesos básicos discretos requeridos, luego asigne cada proceso en las operaciones individuales de la unidad proporcionadas por el software del sintetizador.Usando la interfaz de programación del radiosintesificador, cree un programa en blanco haciendo clic en el menú, las secuencias y la nueva secuencia, para programar cada una de las operaciones de unidad identificadas y sus parámetros en secuencia. Para la evaporación del flúor en la operación de la unidad tres, arrastre la operación de evaporación a la vista de la tira de película y entre en el reactor utilizado, la temperatura, la duración y la presión deseada de la corriente de nitrógeno. Para la adición de precursores en la operación de unidad ocho, arrastre la operación de adición a la vista de tira de película.Para la reacción de fluoración en la operación de unidad nueve, arrastre una operación de reacción a la vista de tira de película y ajuste sus parámetros. Para configurar la síntesis automatizada, encienda el sintetizador radiotenizador y tenga cuidado de que el tubo de inmersión de cada nuevo casete desechable esté apuntando hacia abajo. Instale casetes en el reactor número uno y en las posiciones número dos.Después de insertar recipientes de reacción con barras de agitación magnéticas, instale los viales de reactivos en los cassettes de acuerdo con el diagrama e instale un vial vacío de recuperación de agua de oxígeno-18 en la posición W1 del cassette número uno. Conecte los cartuchos QMA al cassette número uno. Y el cartucho de sílice entre el cassette número uno y el número dos.A continuación, conecte la salida del cassette número dos a la cromatografía líquida de alta presión o al sistema HPLC del módulo de purificación. Después de verificar que las conexiones de tubo de cassette coinciden con el esquema, confirme que no hay tubos de casete que pende en el interior donde pueda interferir con los movimientos robóticos. Conecte la línea de fuente de fluoruro-18 desde el ciclotrón a la línea de entrada fluoruro-18 en el cassette número uno.Para equilibrar el subsistema de formulación de purificación antes de iniciar la síntesis, seleccione HPLC para entrar en la página de control del módulo de formulación de purificación. De forma predeterminada, la pestaña de purificación ya estará seleccionada. Ajuste el caudal a cinco mililitros por minuto en la composición de disolvente definida.Y establece la posición de la columna de purificación. Encienda la bomba HPLC en modo isocrático durante al menos 10 minutos y enjuague la línea de productos y todas las líneas de recogida de fracciones con la fase móvil durante un minuto cada una. A continuación, utilice una jeringa para enjuagar manualmente cada bucle de muestra HPLC y el tubo de transferencia de bucle de muestra HPLC con 10 mililitros de la fase móvil.Para preparar el subsistema de formulación, abra la pestaña de formulación de la página de control de la formulación de purificación. Para preparar el cloruro de sodio concentrado, abra la pestaña eluda. Haga clic en inicializar para inicializar la bomba de jeringa y dispensar cinco mililitros de cloruro de sodio concentrado.Para preparar el 0,9% de solución salina, seleccione la pestaña reconstituir y prescinda cinco mililitros de solución salina. A continuación, conecte las líneas de producto y producto final desde el frente del subsistema de formulación de purificación en una conexión en T. Conecte la salida de la conexión en T a un vial premontado, ventilado, estéril y vacío con filtros y coloque el vial en un cerdo de plomo blindado.A continuación, gire las perillas del ala del cassette para fijar los cassettes en su lugar. Retire el Dewar del instrumento. Vacíe la trampa fría y agregue alcohol en el Dewar, seguido de la lenta adición de hielo seco.Finalmente, instale la trampa fría y Dewar de nuevo en el sintetizador y cierre la puerta de la celda caliente. Para ejecutar el programa de síntesis, abra la pestaña de secuencias, seleccione el programa CFA fluoruro-18 y haga clic, ejecute. Revise cuidadosamente cada elemento en la lista de comprobación previa a la ejecución, marcando cada elemento a medida que se completa.A continuación, haga clic en continuar en el software para confirmar que la configuración está completa y para comenzar la síntesis automatizada. Antes de hacer clic en continuar, revise cuidadosamente la configuración para asegurarse de que todo está conectado correctamente. Una vez que la radiactividad se entrega en el sintetizador, no es posible realizar más manipulaciones manuales debido al campo de radiación dentro de la célula caliente.Durante la operación de captura de fluoruro-18, aparecerá una ventana emergente cuando llegue el momento de entregar actividad desde el ciclotrón. Cuando esto ocurra, entregue el fluoruro-18 del ciclotrón y monitoree el sensor de radiación para confirmar que el flúor ha quedado atrapado en el cartucho QMA. Haga clic en Continuar para continuar con el programa automatizado y monitorear la síntesis en tiempo real a través de retroalimentación visual, lecturas de sensores y temporizadores de cuenta atrás.En la operación unitaria tres, el líquido del recipiente de reacción se evapora para secar y activar el flúor F-18. La temperatura, el tiempo restante y el nivel de líquido restante se pueden controlar en la interfaz. En el funcionamiento de la unidad ocho, el vial de solución precursora se recoge y se mueve a la posición de carga del cassette número uno.Sobre el cual, el contenido se entrega al recipiente de reacción. El tiempo restante y el nivel de líquido en el recipiente de reacción se pueden controlar en la interfaz. En la operación de la unidad nueve, el recipiente de reacción se sella y se calienta para realizar la reacción de fluoración.La temperatura y el tiempo restante, así como una transmisión de vídeo en directo del contenido del recipiente de reacción se pueden monitorear en la interfaz. En la operación de la unidad 10, el tubo de inmersión se inserta en el recipiente de reacción y el contenido se transfiere a través del cartucho de sílice para la purificación del intermedio. El tiempo restante, el nivel de líquido restante en el recipiente de reacción y el detector de radiación adyacente al cartucho se pueden controlar en la interfaz.Durante el paso de operación de la unidad de purificación final cuando el pico del producto ha comenzado a aparecer en el cromatograma del detector de radiación, seleccione, producto. Una vez que el pico del cromatograma del detector de radiación haya vuelto a la línea de base, seleccione los residuos para desviar la trayectoria de flujo del subsistema HPLC al contenedor de residuos. Para configurar el programa de formulación, en la pestaña de secuencia, abra el programa de formulación CFA de flúor-18 y ejecute el programa.El sistema diluirá la fracción del producto purificado recogido en el vial final del producto estéril a través de un filtro esterilizante y se diluirá con cloruro de sodio y solución salina para garantizar la isotonicidad de la formulación. Para recuperar el producto final, abra la puerta de la célula caliente, desconecte las agujas del vial del producto y retire el vial del producto formulado de la célula caliente. A continuación, mediante procedimientos asépticos, retire una muestra para realizar las pruebas de control de calidad necesarias.Para apagar el sintetizador, haga clic en el botón de encendido. Una ventana emergente indicará cuándo se puede apagar la alimentación del sistema. A continuación, cierre las válvulas de cierre adecuadas para apagar los suministros de aire comprimido y gas inerte, lo que permite que la radiactividad residual en la célula caliente decaiga a niveles seguros antes de realizar otra síntesis.Las formulaciones de FLor con flúor-18 CFA obtenidas pasaron todas las pruebas de control de calidad. En estas ejecuciones de validación representativas, la síntesis, purificación y formulación se lograron en 110 minutos en promedio y el rendimiento radioquímico corregido sin descomposición fue de casi 8%Mientras que el uso de este procedimiento para producir trazadores para uso clínico, es necesario crear procedimientos operativos escritos y estándar que deben seguirse cuidadosamente para asegurarse de que no se pierdan pasos de configuración o preparación. Siguiendo este procedimiento general, la síntesis de muchos otros radiosondas se puede automatizar fácilmente, facilitando la transición a la producción actual, buenas prácticas de fabricación compatibles con la producción para ensayos clínicos en humanos o atención clínica.No olvide que trabajar con radiactividad puede ser peligroso. Deben adoptarse medidas de las instalaciones, como la vigilancia de la exposición, el blindaje adecuado y los procedimientos de seguridad. Tenga mucho cuidado de trabajar siempre en estrecha colaboración con su oficial de seguridad radiológica.

Research

JoVE Journal

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