Abstract: Os exames de diagnóstico por imagem, utilizados em medicina nuclear, com a administração de radiofármacos, apresentam grandes avanços devido a sua alta especificidade e sensibilidade, aumentando a confiabilidade dos resultados. Este trabalho teve como foco estudos anteriores baseados no peptídeo inibidor do receptor de PSMA associado ao quelante bifuncional HBED-CC e radiomarcado com 68Ga, composto que se mostrou com alta capacidade de diagnosticar recidivas e metástases de câncer de próstata quando utilizado nos exames de diagnóstico por imagem, auxiliando também no diagnóstico precoce da doença. Realizou-se estudos de radiomarcação do PSMA-HBED-CC com 68Ga em bancada (método não automatizado) com o objetivo de aumentar o rendimento da marcação, utilizando cromatografia de camada delgada (CCD) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) para análises de pureza radioquímica, avaliando eluatos de 68GaCl3 proveniente de geradores de 68Ge/68Ga de diferentes fabricantes. A partir dos estudos de adequação do tampão e das condições de radiomarcação, obteve-se uma formulação prévia para o desenvolvimento de um kit para pronta marcação com 68Ga, avaliando-se, inclusive, a influência da qualidade do eluato do gerador sobre o rendimento de marcação. Para a avaliação da especificidade biológica do radiofármaco PSMA-HBED-CC-68Ga in vivo, desenvolveram-se estudos de biodistribuição em animais sadios e em animais com crescimento tumoral. Para a avaliação da especificidade do radiofármaco em ensaios in vitro, foram realizados estudos de velocidade de ligação celular e estudo de ligação/saturação. Os estudos in vivo e in vitro evidenciaram a especificidade do radiofármaco por células e tumores de câncer de próstata, contribuindo para consolidar os estudos pré-clínicos necessários para registro do radiofármaco.

Palavras-Chave: carboxypeptidases; glutamic acid; gallium 68; germanium 68; chlorine; radiopharmaceuticals; labelled compounds; radioactive materials; diagnosis; tracer techniques; image processing; prostate; tumor cells; neoplasms; rats; in vivo; in vitro; impurities; performance testing; comparative evaluations; biological effects

VIVALDINI, BIANCA F. Avaliação da especificidade biológica do radiofármaco PSMA-HBED-CC-68Ga em modelos tumorais in vitro e in vivo. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo. 2020. 102 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-02102020-140300. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31524. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Receptores para o peptídeo liberador de gastrina (GRPr) são super expressos em vários tipos de células cancerígenas, incluindo câncer de mama e próstata. A Bombesina é um análogo do peptídeo GRP de mamíferos que se liga com alta especificidade e afinidade aos receptores do peptídeo liberador de gastrina (GRPr). Significantes pesquisas têm sido realizadas para desenvolver e radiomarcar um análogo da bombesina para diagnóstico de tumores de próstata e mama, utilizando-se técnicas de SPECT e PET, com radionuclídeos como 111In e 68Ga. O objetivo deste trabalho foi estudar a marcação com 111In de uma série inédita de peptídeos derivados de bombesina e determinar o potencial de aplicação no diagnóstico de tumores de próstata em modelos animais. Vários estudos foram realizados para padronizar o procedimento de marcação, variando-se temperatura, tempo de marcação, massa do peptídeo e atividade do radionuclídeo. Os resultados demonstraram que os análogos da bombesina estudados podem ser marcados com índio-111 com alto rendimento de marcação e alta atividade específica. Os estudos de biodistribuição em animais normais demonstraram que o derivado de BBN com espaçador aminoacídico Gly5 apresentou captação pancreática e intestinal expressiva, sugerindo ser o melhor derivado. Dois derivados DOTA- conjugados, com espaçador Gly5 foram radiomarcados com gálio-68 e investigados em modelo animal com tumor de próstata humano, indicando o potencial para aplicação do peptídeo radiomarcado no diagnóstico por PET.

Palavras-Chave: indium 111; gallium 68; labelling; tracer techniques; amino acids; diagnosis; neoplasms; prostate; positron computed tomography; single photon emission; chromatography

OLIVEIRA, RICARDO de S. Estudo da marcação com Indio-111 e Gálio-68 de derivados da bombesina e avaliação das propriedades biológicas para aplicação em SPECT e PET. Orientador: Elaine Bortoleti de Araujo. 2014. 76 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2014.tde-08122015-085946. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/25357. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os métodos para o diagnóstico clínico de câncer de próstata incluem o toque retal e a dosagem do antígeno prostático específico (PSA). Entretanto, o nível de PSA encontra-se elevado em cerca de 20 a 30% dos casos relacionados a patologias benignas, o que resulta em falsos positivos e leva os pacientes a realização de biópsias desnecessárias. O antígeno de membrana prostático específico (PSMA), ao contrário, é sobre expresso no câncer de próstata e encontrado em baixos níveis em órgãos saudáveis. Em razão disso, estimulou-se o desenvolvimento de pequenas moléculas inibidoras do receptor de PSMA, que carreguem agentes de imagem ao tumor e que não sejam prejudicadas pela microvasculatura deste. Estudos recentes sugerem que o quelante HBED-CC contribui intrinsicamente para a ligação do peptídeo inibidor de PSMA baseado em ureia (Glu-ureia-Lys) ao grupo farmacofórico. Este trabalho descreve os estudos de otimização das condições de radiomarcação do PSMA-HBED-CC com 68Ga, utilizando sistema automatizado (módulo de síntese) e método não automatizado, buscando estabelecer uma condição adequada de preparação deste novo radiofármaco, com ênfase no rendimento da marcação e na pureza radioquímica do produto. Também objetivou avaliar a estabilidade do peptídeo radiomarcado em condições de transporte e estudar a distribuição biológica do radiofármaco em camundongos sadios. O estudo dos parâmetros de radiomarcação possibilitou definir um método não automatizado que resultou em alta pureza radioquímica (> 95%), sem a necessidade de purificação do radiomarcado. Já o método de marcação automatizado foi adaptado para utilizar módulo de síntese e software já disponíveis no IPEN, e também resultou em rendimento de síntese elevado (≥ 90%) e superior aos descritos em literatura, com a vantagem associada de maior controle do processo produtivo em atendimento aos requisitos de Boas Práticas de Fabricação. O estudo dos parâmetros de radiomarcação permitiu a obtenção do PSMA-HBED-CC-68Ga com atividade específica superior à utilizada em estudos clínicos publicados (≥ 140,0 GBq/μmol), com estabilidade suficientemente longa, que permitirá o transporte às clínicas para aplicação na obtenção de imagens diagnósticas. Os perfis de biodistribuição e farmacocinético do peptídeo radiomarcado foram compatíveis com os encontrados na literatura. Conclui-se que o PSMA-HBED-CC-68Ga, é uma importante ferramenta de diagnóstico do câncer de próstata por imagem PET, pode ser produzido tanto por método automatizado ou não automatizado, com alta pureza radioquímica, alto rendimento de síntese e estabilidade do radiofármaco.

Palavras-Chave: radiotherapy; neoplasms; prostate; diagnosis; gallium 68; peptides; labelled compounds; statistics; programming; radiopharmaceuticals; impurities; synthetic materials; stability; quality control; radioisotope scanning; computer-aided design

ALCARDE, LAIS F. Estudo de radiomarcação com gálio-68 do inibidor de PSMA baseado em ureia - avaliação comparativa de método automatizado e não automatizado. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo. 2016. 145 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-30112016-103604. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26945. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Uma grande variedade de moléculas já foi identificada por apresentar alta afinidade por receptores superexpressos em células tumorais, e a radiomarcação dessas moléculas oferece a possibilidade de novos compostos com aplicações diagnósticas e terapêuticas em medicina nuclear. Dentre essas moléculas, a bombesina (BBN) é uma das que despertam maior interesse, uma vez que um de seus receptores BB2 são superexpressos em células de tumores de próstata, mama, cólon, pâncreas e pulmão, além de glioblastomas e neuroblastomas. Derivados da bombesina, agonistas e antagonistas dos receptores BB2 já foram propostos para essa finalidade e apresentaram resultados promissores em estudos pré-clínicos. Entretanto, a maioria deles apresenta o incoveniente da alta captação em tecidos sadios, como pâncreas e intestino, o que pode prejudicar a eficiência diagnóstica e causar efeitos adversos na terapia. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a marcação de uma nova série de derivados da bombesina com índio-111 (111In) e gálio-68 (68Ga), de modo a avaliar seu potencial para diagnóstico de tumores que superexpressam BB2 por tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) ou por emissão de pósitrons (PET). Os peptídeos estudados apresentam estrutura genérica YGn-BBN(6-14)-Q, em que Q é o grupamento quelante, n é o número de aminoácidos glicina do espaçador YGn e BBN(6-14) é a sequência original de aminoácidos da BBN do aminoácido 6 ao 14. Estudou-se também o derivado em que a metionina (Met) terminal da sequência da bombesina foi substituída pela norleucina (Nle). A avaliação experimental dos derivados da bombesina foi dividida em quatro etapas: estudos computacionais, marcadores moleculares para SPECT, marcadores moleculares para PET e estudos toxicológicos. Os estudos computacionais consistiram na determinação dos coeficientes de partição (log P) e distribuição (log D) teóricos dos derivados da bombesina conjugados ao quelante DTPA (ácido dietileno-triamino-pentacético e DOTA (1,4,7,10-tetraazaciclododecano-tetracético). No desenvolvimento de marcadores moleculares para SPECT os derivados da bombesina de diferentes espaçadores conjugados ao DTPA e radiomarcados com 111In foram avaliados para determinação do melhor espaçador para aplicação in vivo, considerando não apenas as propriedades in vivo, mas também a estabilidade. Uma vez definido o espaçador, o derivado escolhido conjugado ao quelante DTPA ou DOTA foi submetido a estudos comparativos in vitro e in vivo utilizando linhagens tumorais que expressam os receptores BB2 em níveis variados, de modo a determinar o agente quelante mais adequado para aplicação in vivo. Nessa fase experimental, alguns estudos foram realizados também com um derivado da BBN BZH3, amplamente descrito pela literatura. No desenvolvimento de marcadores moleculares para PET, o derivado composto pelo espaçador e quelante escolhido foi radiomarcado com 68Ga e submetido a estudos de biodistribuição in vivo. Por fim, estudos toxicológicos em ratos foram realizados por meio da administração de um excesso dos derivados da BBN, a fim de avaliar a segurança para futura aplicação em estudos clínicos. Todos os derivados conjugados ao DTPA foram radiomarcados com 111In com alta pureza radioquímica e alta atividade específica (174 GBq/μmol). Os marcadores moleculares obtidos apresentaram alta estabilidade frente à reação de marcação e baixa estabilidade à temperatura ambiente, a qual foi aumentada com a adição de agentes estabilizantes. A análise em soro humano indicou degradação tempo-dependente dos marcadores moleculares pelas enzimas do soro e aumento da estabilidade com o acréscimo de aminoácidos glicina no espaçador, bem como pela substituição da Met terminal pela Nle. Os estudos em CLAE e de log P confirmaram os resultados de log P teórico e indicaram que os marcadores moleculares apresentam baixa lipofilicidade, a qual decresce com o aumento do espaçador e aumenta com a substituição do aminoácido terminal. Os estudos in vivo demonstraram que os marcadores moleculares de DTPA-111In apresentam rápido clareamento sanguíneo, excreção primariamente renal e baixo acúmulo abdominal. O marcador molecular que apresentou maior captação tumoral foi aquele com a Nle terminal (YG5N), e esse foi submetido à análise comparativa entre os quelantes bifuncionais DTPA e DOTA. O YG5N-DOTA foi radiomarcado com 111In com alta atividade específica (100 GBq/μmol). Ensaios de saturação em células de tumor de próstata (PC-3 e LNCaP) e mama (T-47D) in vitro demonstraram afinidade semelhante para o peptídeo conjugado a ambos quelantes, mas o YG5N-DOTA-111In se ligou mais às células de tumor de próstata, mas não às células de tumor de mama. Esse marcador molecular também foi mais internalizado pelas células PC-3. Os estudos in vivo indicaram maior estabilidade do marcador molecular conjugado ao DOTA em soro de camundongo, mas captação dos dois peptídeos semelhante pelo tumor de células PC-3 e LNCaP, embora esse último tenha demonstrado uma concentração duas vezes menor do receptor BB2. A imagem SPECT/CT dos tumores foi possível com os dois peptídeos. Em comparação com o derivado BZH3-111In, os marcadores moleculares apresentaram captação tumoral semelhante, mas as imagens foram mais favoráveis devido à menor captação abdominal. O YG5N-DOTA foi então radiomarcado com 68Ga, obtendo-se alta pureza radioquímica, e seu perfil de distribuição foi semelhante ao do derivado radiomarcado com 111In, com significativa captação pelo tumor de células PC-3. Os ensaios de tolerância toxicológica demonstraram que os derivados da bombesina são seguros até a concentração administrada, não apresentando toxicidade hematológica, hepática ou renal. O derivado da BBN YG5N conjugado ao DTPA ou DOTA é uma ferramenta promissora e segura para o diagnóstico de tumores que superexpressam os receptores BB2 por SPECT e PET.

Palavras-Chave: tumor cells; neoplasms; prostate; diagnosis; amino acids; bioassay; gallium 68; mice; positron computed tomography; photon emission; computerized tomography

PUJATTI, PRISCILLA B. Marcadores moleculares derivados da bombesina para diagnóstico de tumores por spect e PET. Orientador: Elaine Bortoleti de Araujo. 2012. 230 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2012.tde-24082012-155302. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10115. Acesso em: $DATA.

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