Preview

Российский журнал персонализированной медицины

Расширенный поиск

Технологии получения тераностических пар радиофармацевтических лекарственных препаратов для диагностики и лечения рака предстательной железы: обзор литературы

https://doi.org/10.18705/2782-3806-2023-3-3-172-185

Аннотация

В настоящее время рак предстательной железы (РПЖ) — одно из наиболее распространенных злокачественных новообразований у мужчин. Ежегодно в мире выявляется свыше 400 000 случаев рака предстательной железы; в ряде стран он занимает в структуре онкологических заболеваний второе или третье место. Перспективной технологией диагностики и лечения онкологических заболеваний в ядерной медицине является радиотераностика — комплексный подход, сочетающий в себе диагностику и терапию с помощью одной химической молекулы, но различных радиоизотопов. Для РПЖ используют диагностический радиоизотоп 68Ga и терапевтические изотопы — 177Lu и 225Ac. В статье рассматриваются современные технологии получения радиофармацевтических препаратов для диагностики и радионуклидной терапии РПЖ с помощью тераностических пар на основе изотопов 68Gа/177Lu, а также перспективы синтеза новых терапевтических радиофармацевтических лекарственных препаратов, меченных изотопом 177Lu.

Об авторах

М. В. Великова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Великова Мария Викторовна, магистрант, лаборант-исследователь НИГ тераностики, НИЛ нейроэндокринных опухолей, научно-исследовательский центр персонализированной онкологии, НЦМУ «Центр персонализированной медицины»,

ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, 197341



В. В. Тимофеев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Тимофеев Василий Владимирович, ведущий консультант циклотронно-радиохимической производственной группы отделения радиологии, младший научный сотрудник НИГ тераностики, НИЛ нейроэндокринных опухолей Научно-исследовательского центра персонализированной онкологии, НЦМУ «Центр персонализированной медицины»

Санкт-Петербург



Д. В. Рыжкова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Рыжкова Дарья Викторовна, д.м.н., профессор РАН, главный научный сотрудник НИО ядерной медицины и тераностики, заведующий кафедрой ядерной медицины и радиационных технологий с клиникой

Санкт-Петербург



Список литературы

1. Ларенков А.А. Получение препаратов 68Ga высокой химической и радиохимической чистоты для позитронно-эмиссионной томографии: дис. … канд. хим. наук: 02.00.14. ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А. И. Бурназяна ФМБА России, Москва, 2015. 154 с.].

2. Velikyan I, Beyer GJ, Långström B. Microwavesupported preparation of 68Ga bioconjugates with high specific radioactivity. Bioconjug Chem. 2004;15(3)554– 60. DOI: 10.1021/bc030078f.

3. Zhernosekov KP, Filosofov DV, Baum RP et al. Processing of generator-produced 68Ga for medical application. J Nucl Med. 2007;48(10):1741–8. DOI: 10.2967/jnumed.107.040378.

4. Asti M, De Pietri G, Fraternali A, et al. Validation of 68Ge/68Ga generator processing by chemical purification for routine clinical application of 68GaDOTATOC. Nucl Med Biol. 2008;35(6):721–4. DOI: 10.1016/j.nucmedbio.2008.04.006.

5. Ocak M, Antretter M, Knopp R, et al. Full automation of 68Ga labelling of DOTA-peptides including cation exchange prepurification. Appl Radiat Isot. 2010;68(2):297–302. DOI: 10.1016/j.apradiso.2009.10.006.

6. Belosi F, Cicoria G, Lodi F, et al. Generator breakthrough and radionuclidic purification in automated synthesis of 68Ga-DOTANOC. Curr Radiopharm. 2013;6(2):72–7. DOI: 10.2174/1874471011306020002.

7. Schultz MK, Mueller D, Baum RP, et al. A new automated NaCl based robust method for routine production of gallium-68 labeled peptides. Applied Radiation and Isotopes. 2013;76:46–54. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2012.08.011.

8. Schuhmacher J, Maier-Borst W. A new 68Ge/68Ga radioisotope generator system for production of 68Ga in dilute HCl. The International Journal of Applied Radiation and Isotopes. 1981;32(1):31–36. DOI:10.1016/0020708x(81)90174-5.

9. Meyer GJ, Mäcke H, Schuhmacher J, et al. 68Galabelled DOTA-derivatised peptide ligands. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2004; 31(8):1097–104. DOI: 10.1007/s00259-004-1486-0.

10. de Blois E, Sze Chan H, Naidoo C et al. Characteristics of SnO2-based 68Ge/68Ga generator and aspects of radiolabelling DOTA-peptides. Appl Radiat Isot. 2011;69(2):308–15. DOI: 10.1016/j.apradiso.2010.11.015.

11. Mueller D, Klette I, Baum RP. Purification and labeling strategies for 68Ga from 68Ge/ 68Ga generator eluate. Recent Results Cancer Res. 2013;194:77–87. DOI: 10.1007/978-3-642-27994-2_5.

12. Антуганов Д.О., Рыжкова Д.В., Тимофеев В.В. и др. Модификация анионообменной методики концентрирования изотопа 68Ga и автоматический синтез радиофармпрепарата [68Ga] Ga-ПСМА-11. Радиохимия. 2019;61(6):523–528].

13. Israeli RS, Powell CT, Fair WR, et al. Molecular cloning of a complementary DNA encoding a prostatespecific membrane antigen. Cancer Res. 1993;53(2):227–30.

14. Ghosh A, Heston WD. Tumor target prostate specific membrane antigen (PSMA) and its regulation in prostate cancer. J Cell Biochem. 2004;91(3):528–39. DOI: 10.1002/jcb.10661.

15. Ross JS, Sheehan CE, Fisher HA, et al. Correlation of primary tumor prostate-specific membrane antigen expression with disease recurrence in prostate cancer. Clin Cancer Res. 2003;9(17):6357–62.

16. Eder M, Schäfer M, Bauder-Wüst U, et al. 68Gacomplex lipophilicity and the targeting property of a urea-based PSMA inhibitor for PET imaging. Bioconjug Chem. 2012;23(4):688–97. DOI: 10.1021/bc200279b.

17. Afshar-Oromieh A, Haberkorn U, Eder M, et al. [68Ga]Gallium-labelled PSMA ligand as superior PET tracer for the diagnosis of prostate cancer: comparison with 18F-FECH. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2012;39(6):1085–6. DOI: 10.1007/s00259-012-2069-0.

18. Afshar-Oromieh A, Malcher A, Eder M, et al. PET imaging with a [68Ga]gallium-labelled PSMA ligand for the diagnosis of prostate cancer: biodistribution in humans and first evaluation of tumour lesions. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2013;40(4):486–95. DOI: 10.1007/s00259012-2298-2.

19. Ajish Kumar KS, Mathur A. Total chemical synthesis of PSMA-11: API for 68Ga-PSMA-11 used for prostate cancer diagnosis. European Journal of Medicinal Chemistry Reports. 2021; 3:100014. https://doi.org/10.1016/j.ejmcr.2021.100014.

20. Benešová M, Schäfer M, Bauder-Wüst U, et al. Preclinical Evaluation of a Tailor-Made DOTA-Conjugated PSMA Inhibitor with Optimized Linker Moiety for Imaging and Endoradiotherapy of Prostate Cancer. J Nucl Med. 2015;56(6):914–20. DOI: 10.2967/jnumed.114.147413.

21. Benešová M, Bauder-Wüst U, Schäfer M, et al. Linker Modification Strategies To Control the ProstateSpecific Membrane Antigen (PSMA)-Targeting and Pharmacokinetic Properties of DOTA-Conjugated PSMA Inhibitors. J Med Chem. 2016;59(5):1761–75. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.5b01210.

22. on Eyben FE, Picchio M, von Eyben R, et al. 68Ga-Labeled Prostate-specific Membrane Antigen Ligand Positron Emission Tomography/Computed Tomography for Prostate Cancer: A Systematic Review and Meta-analysis. Eur Urol Focus. 2018;4(5):686–693. DOI: 10.1016/j.euf.2016.11.002.

23. Baratto L, Jadvar H, Iagaru A. Prostate Cancer Theranostics Targeting Gastrin-Releasing Peptide Receptors. Mol Imaging Biol. 2018; 20(4):501–509. DOI: 10.1007/s11307-017-1151-1.

24. Minamimoto R, Sonni I, Hancock S, et al. Prospective Evaluation of 68Ga-RM2 PET/MRI in Patients with Biochemical Recurrence of Prostate Cancer and Negative Findings on Conventional Imaging. J Nucl Med. 2018;59(5):803–808. DOI: 10.2967/jnumed.117.197624.

25. Minamimoto R, Hancock S, Schneider B, et al. Pilot Comparison of 68Ga-RM2 PET and 68Ga-PSMA-11 PET in Patients with Biochemically Recurrent Prostate Cancer. J Nucl Med. 2016;57(4):557–62. DOI: 10.2967/jnumed.115.168393.

26. Eder M, Schäfer M, Bauder-Wüst U, et al. Preclinical evaluation of a bispecific low-molecular heterodimer targeting both PSMA and GRPR for improved PET imaging and therapy of prostate cancer. Prostate. 2014;74(6):659–68. DOI: 10.1002/pros.22784.

27. Bandari RP, Jiang Z, Reynolds TS, et al. Synthesis and biological evaluation of copper-64 radiolabeled [DUPA-6-Ahx-(NODAGA)-5-Ava-BBN(7-14) NH2], a novel bivalent targeting vector having affinity for two distinct biomarkers (GRPr/PSMA) of prostate cancer. Nucl Med Biol. 2014;41(4):355–63. DOI: 10.1016/j.biopha.2016.12.083.

28. Escudero-Castellanos A, Ocampo-García B, Ferro-Flores G, et al. Synthesis and preclinical evaluation of the 177Lu-DOTA-PSMA(inhibitor)-Lys3-bombesin heterodimer designed as a radiotheranostic probe for prostate cancer. Nucl Med Commun. 2019;40(3):278– 286. DOI: 10.1097/MNM.0000000000000966.

29. Liolios C, Schäfer M, Haberkorn U, et al. Novel Bispecific PSMA/GRPr Targeting Radioligands with Optimized Pharmacokinetics for Improved PET Imaging of Prostate Cancer. Bioconjug Chem. 2016;27(3):737–51. DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00687.

30. Mendoza-Figueroa MJ, Escudero-Castellanos A, Ramirez-Nava GJ, et al. Preparation and preclinical evaluation of 68Ga-iPSMA-BN as a potential heterodimeric radiotracer for PET-imaging of prostate cancer. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2018;318:2097–2105. DOI: 10.1007/s10967-018-6285-3.

31. Casanueva FF, Perez FR, Casabiell X, et al. Correlation between the effects of bombesin antagonists on cell proliferation and intracellular calcium concentration in Swiss 3T3 and HT-29 cell lines. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996;93:1406–1411. DOI: 10.1073/pnas.93.4.1406.

32. Mansi R, Fleischmann A, Mäcke HR, et al. Targeting GRPR in urological cancers — from basic research to clinical application. Nat. Rev. Urol. 2013;10:235–244. DOI: 10.1038/nrurol.2013.42.

33. Abouzayed A, Yim C-B, Mitran B, et al. Synthesis and Preclinical Evaluation of Radio-Iodinated GRPR/ PSMA Bispecific Heterodimers for the Theranostics Application in Prostate Cancer. Pharmaceutics. 2019;11:358. DOI: 10.3390/pharmaceutics11070358.

34. Mitran B, Varasteh Z, Abouzayed A, et al. Bispecific GRPR-Antagonistic Anti-PSMA/GRPR Heterodimer for PET and SPECT Diagnostic Imaging of Prostate Cancer. Cancers (Basel). 2019;11(9):1371. DOI: 10.3390/cancers11091371

35. Lundmark F, Abouzayed A, Mitran B, et al. Heterodimeric Radiotracer Targeting PSMA and GRPR for Imaging of Prostate Cancer-Optimization of the Affinity towards PSMA by Linker Modification in Murine Model. Pharmaceutics. 2020;12(7):614. DOI: 10.3390/pharmaceutics12070614.

36. Lundmark F, Abouzayed A, Rinne SS, et al. Preclinical Characterisation of PSMA/GRPR-Targeting Heterodimer [68Ga]Ga-BQ7812 for PET Diagnostic Imaging of Prostate Cancer: A Step towards Clinical Translation. Cancers (Basel). 2023;15(2):442. DOI: 10.3390/cancers15020442.

37. Qaim SM. Theranostic radionuclides: recent advances in production methodologies. J Radioanal Nucl Chem. 2019;322:1257–1266. DOI: 10.1007/s10967-01906797-y.

38. Velikyan I, Maecke H, Langstrom B. Convenient preparation of 68Ga-based PET-radiopharmaceuticals at room temperature. Bioconjug Chem. 2008;19(2):569–73. DOI: 10.1021/bc700341x.

39. André JP, Maecke HR, Zehnder M, et al. 1,4,7-Triazacyclononane-1-succinic acid-4,7-diacetic acid (NODASA): a new bifunctional chelator for radio galliumlabelling of biomolecules. Chemical Communications. 1998;12:1301–1302. DOI: 10.1039/a801294f.

40. Viola NA, Rarig RS, Ouellette W, et al. Synthesis, structure and thermal analysis of the gallium complex of 1,4,7,10-tetraazacyclo-dodecane-N,N’,N’’,N’’’-tetraacetic acid (DOTA). Polyhedron. 2006;25(18):3457–3462. https:// doi.org/10.1016/j.poly.2006.06.039.

41. Clarke ET, Martell AE. Stabilities of the Fe(III), Ga(III) and In(III) chelates of N,N’,N’’-triazacyclononanetriacetic acid.Inorganica Chimica Acta. 1991;181:273– 280. DOI: 10.1016/S0020-1693(00)86821-8.

42. Ajish Kumar KS, Mathur A. A convenient total synthesis of PSMA-617: A prostate specific membrane antigen (PSMA) ligand for prostate cancer endotherapeutic applications. European Journal of Medicinal Chemistry Reports. 2022;6:100084. https:// doi.org/10.1016/j.ejmcr.2022.100084.

43. Pandey U, Gamre N, Lohar SP, et al. A systematic study on the utility of CHX-A’’-DTPA-NCS and NOTA-NCS as bifunctional chelators for 177Lu radiopharmaceuticals. Appl Radiat Isot. 2017;127:1–6. DOI: 10.1016/j.apradiso.2017.04.028

44. Ahenkorah S, Murce E, Cawthorne C et al. 3p-CNETA: A versatile and effective chelator for development of Al18F-labeled and therapeutic radiopharmaceuticals. Theranostics. 2022;12(13):5971–5985. DOI: 10.7150/thno.75336.

45. Zhuo L, Yang X, Liao W, et al. Comparative cell uptake study of FITC-/177Lu-labeled RM26 monomer, dimer and trimer on PC-3: improving binding affinity of gastrin releasing peptide receptor (GRPR) antagonist via bivalency/trivalency. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2019;319:881–889. DOI: 10.1007/s10967-018-6396-x.


Рецензия

Для цитирования:


Великова М.В., Тимофеев В.В., Рыжкова Д.В. Технологии получения тераностических пар радиофармацевтических лекарственных препаратов для диагностики и лечения рака предстательной железы: обзор литературы. Российский журнал персонализированной медицины. 2023;3(3):172-185. https://doi.org/10.18705/2782-3806-2023-3-3-172-185

For citation:


Velikova M.V., Timofeev V.V., Ryzhkova D.V. Аpproaches to the production of theranostic couples of radiopharmaceuticals for the diagnosis and treatment of prostate cancer: a literature review. Russian Journal for Personalized Medicine. 2023;3(3):172-185. (In Russ.) https://doi.org/10.18705/2782-3806-2023-3-3-172-185

Просмотров: 564


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-3806 (Print)
ISSN 2782-3814 (Online)