Rozwój radiofarmaceutyków uznawany jest dziś za jeden z najbardziej obiecujących kierunków nowoczesnej onkologii. Problemem pozostaje jednak skomplikowany i czasochłonny proces produkcji wielu preparatów, szczególnie tych wykorzystujących radioizotopy. Naukowcy z University of Missouri, we współpracy z Cancer Targeted Technology (CTT) oraz Isotherapeutics Group (ITG), opracowali nową metodę automatyzacji produkcji eksperymentalnego leku na raka prostaty. Dzięki temu czas wytwarzania radiofarmaceutyku skrócono z około sześciu godzin do zaledwie 38 minut.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak działa eksperymentalny radiofarmaceutyk CTT1403 stosowany w leczeniu raka prostaty
- Dlaczego tradycyjna produkcja leków z lutetem-177 była tak czasochłonna
- W jaki sposób automatyzacja może zwiększyć bezpieczeństwo i dostępność terapii onkologicznych
- Dlaczego nowy proces może stać się wzorem dla produkcji innych radiofarmaceutyków
Nowe podejście do produkcji radiofarmaceutyków
Badanie typu proof-of-concept zostało przeprowadzone przez naukowców z Centrum Obrazowania Molekularnego i Teranostyki Uniwersytetu Missouri. Zespół pracował pod kierownictwem Meltem Ocak i Carolyn Anderson we współpracy z Bei Langton-Webster z Cancer Targeted Technology oraz Jimem Simónem z Isotherapeutics Group. Rezultaty opublikowano w czasopiśmie „Nuclear Medicine and Biology” pod tytułem: „Opracowanie zautomatyzowanej, jednoetapowej procedury radioznakowania dla radioterapeutyku ukierunkowanego na PSMA w leczeniu raka prostaty”.
Badacze opracowali nową metodę produkcji eksperymentalnego leku przeciwnowotworowego CTT1403, który znajduje się obecnie we wczesnej fazie badań klinicznych u pacjentów z zaawansowanym rakiem prostaty.
Jak działa CTT1403?
Radiofarmaceutyk CTT1403 opiera się na dwóch kluczowych elementach. Pierwszym jest lutet-177 – radioaktywny izotop produkowany w reaktorze badawczym University of Missouri Research Reactor (MURR). Drugim komponentem jest cząsteczka celująca, która rozpoznaje i wiąże białka PSMA obecne na komórkach raka prostaty.
Mechanizm działania terapii jest precyzyjny. Cząsteczka kieruje radioizotop bezpośrednio do komórek nowotworowych, a emitowane promieniowanie niszczy tkankę nowotworową przy ograniczonym uszkodzeniu zdrowych komórek. Tego typu terapie celowane są obecnie jednym z najszybciej rozwijających się obszarów medycyny nuklearnej i teranostyki.
Dlaczego tradycyjna produkcja była problematyczna?
Kluczowym wyzwaniem w produkcji CTT1403 była wyjątkowa wrażliwość cząsteczki celującej na wysoką temperaturę oraz środowisko kwasowe. Dotychczasowy proces wymagał najpierw połączenia lutetu-177 z nośnikiem chemicznym – chelatorem DOTA – w wysokiej temperaturze. Następnie konieczne było schłodzenie całego związku przed połączeniem go z delikatną cząsteczką celującą.
Proces radioznakowania był wieloetapowy, wymagał precyzyjnej pracy manualnej i mógł trwać nawet sześć godzin. Tak długi czas produkcji stanowił istotne ograniczenie zarówno dla badań klinicznych, jak i potencjalnej przyszłej komercjalizacji terapii.
Jednoetapowa automatyzacja zmienia proces produkcji
Nowe rozwiązanie opracowane przez naukowców polegało na wcześniejszym połączeniu cząsteczki celującej z chelatorem DOTA. Następnie badacze ustalili optymalną temperaturę procesu na poziomie 60°C. Pozwoliło to uzyskać równowagę pomiędzy skutecznym wiązaniem lutetu-177 a ochroną wrażliwego składnika terapeutycznego przed uszkodzeniem.
Co szczególnie istotne, cały proces został zautomatyzowany przy wykorzystaniu komercyjnie dostępnego systemu syntezy znajdującego się w MURR. W praktyce oznacza to, że radiofarmaceutyk można obecnie wyprodukować po prostu po uruchomieniu odpowiedniego programu. Czas produkcji skrócono z około sześciu godzin do zaledwie 38 minut.
Automatyzacja zwiększa bezpieczeństwo personelu
Autorzy badania podkreślają, że nowa metoda nie tylko przyspiesza produkcję, ale również znacząco poprawia bezpieczeństwo operatorów pracujących z materiałami radioaktywnymi.
Nowy proces nie tylko zajmuje mniej czasu, ale jest również znacznie bezpieczniejszy, ponieważ operatorzy nie muszą już tak często fizycznie dotykać radioaktywnego leku – powiedział Ocak.
Ograniczenie bezpośredniego kontaktu personelu z radioizotopami ma szczególne znaczenie w medycynie nuklearnej, gdzie bezpieczeństwo radiologiczne stanowi jeden z najważniejszych elementów organizacji pracy.
Wyniki przedkliniczne potwierdziły skuteczność
Zespół naukowców wykazał w modelu przedklinicznym, że nowy zautomatyzowany proces daje efekty terapeutyczne porównywalne z klasyczną metodą produkcji. Oznacza to, że skrócenie i uproszczenie procesu nie wpłynęło negatywnie na skuteczność radiofarmaceutyku. To szczególnie ważny etap w kontekście przyszłych badań klinicznych, ponieważ pokazuje możliwość standaryzacji produkcji przy zachowaniu jakości terapeutycznej preparatu.
Potencjał dla dużych badań klinicznych i szpitali
Badacze zwracają uwagę, że automatyzacja może odegrać kluczową rolę w dalszym rozwoju radiofarmaceutyków.
Aby opracować leki na potrzeby dużych badań klinicznych, kluczowe jest, aby procesy były zautomatyzowane i łatwe do powtórzenia, co pozwoli na standaryzację skali działań. Udowodniliśmy, że ta koncepcja jest możliwa do wdrożenia, jeśli ten kandydat na lek zostanie poddany większym badaniom klinicznym.
Istotnym elementem projektu jest także mobilność zastosowanego systemu syntezy. Maszyna wykorzystywana do produkcji radiofarmaceutyku jest przenośna, co w przyszłości może umożliwić wytwarzanie niektórych terapii bezpośrednio w szpitalach lub ośrodkach medycyny nuklearnej. Takie podejście mogłoby znacząco poprawić dostępność nowoczesnych terapii przeciwnowotworowych dla pacjentów.
Lutet-177 coraz ważniejszy w nowoczesnej onkologii
Lutet-177 odgrywa coraz większą rolę w rozwoju terapii celowanych i teranostyki. Izotop wykorzystywany jest już m.in. w leczeniu wybranych nowotworów neuroendokrynnych oraz raka prostaty. Eksperci podkreślają, że rozwój szybkich i powtarzalnych metod produkcji radiofarmaceutyków będzie kluczowy dla dalszego upowszechniania tych terapii.
Dzięki produkcji lutetu-177 przez MURR i naszemu doświadczeniu w chemii i radiofarmaceutykach, Uniwersytet Missouri jest idealnym miejscem do rozwoju naszych badań – powiedział Anderson. W przyszłości ten protokół, lub coś podobnego, może zostać wykorzystany w diagnostyce lub leczeniu innych nowotworów z wykorzystaniem lutetu-177 produkowanego w MURR.
Automatyzacja może zmienić przyszłość medycyny nuklearnej
Nowe badanie pokazuje, że automatyzacja produkcji radiofarmaceutyków może znacząco przyspieszyć rozwój terapii onkologicznych. Skrócenie czasu wytwarzania z sześciu godzin do 38 minut to nie tylko poprawa efektywności, ale również potencjalny krok w stronę szerszej dostępności nowoczesnych terapii celowanych.
Choć CTT1403 nadal znajduje się na wczesnym etapie rozwoju klinicznego, opracowany model produkcji może stać się punktem odniesienia dla przyszłych radiofarmaceutyków wykorzystywanych w leczeniu różnych nowotworów.
Główne wnioski
- Naukowcy skrócili czas produkcji radiofarmaceutyku CTT1403 z około 6 godzin do 38 minut dzięki zautomatyzowanemu procesowi.
- Nowa metoda wykorzystuje lutet-177 oraz jednoetapowe radioznakowanie w temperaturze 60°C.
- Zautomatyzowany proces okazał się równie skuteczny jak tradycyjna metoda, ale znacznie bezpieczniejszy dla operatorów.
- Technologia może w przyszłości umożliwić produkcję radiofarmaceutyków bezpośrednio w szpitalach i ośrodkach medycyny nuklearnej.
Źródło:
- University of Missouri
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969805126000065
