Optimização e Validação da Produção de [13n]-Nh3 para Estudos Clínicos de Tomografia por Emissão de Positrões na Avaliação da Perfusão Miocárdica

A par das patologias oncológicas, as doenças do foro cardíaco, em particular a doença arterial coronária, são uma das principais causas de morte nos países industrializados, devido sobretudo, à grande incidência de enfartes do miocárdio. Uma das formas de diagnóstico e avaliação desta condição passa pela obtenção de imagens de perfusão miocárdica com radionuclídeos, realizada por Tomografia por Emissão de Positrões (PET). As soluções injectáveis de [15O]-H2O, [82Rb] e [13N]-NH3 são as mais utilizadas neste tipo de exame clínico. No Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde (ICNAS), a existência de um ciclotrão tem permitido a produção de uma variedade de radiofármacos, com aplicações em neurologia, oncologia e cardiologia. Recentemente, surgiu a oportunidade de iniciar exames clínicos com [13N]-NH3 para avaliação da perfusão miocárdica. É neste âmbito que surge a oportunidade do presente trabalho, pois antes da sua utilização clínica é necessário realizar a optimização da produção e a validação de todo o processo segundo as normas de Boas Práticas Radiofarmacêuticas. Após uma fase de optimização do processo, procedeu-se à avaliação dos parâmetros físico-químicos e biológicos da preparação de [13N]-NH3, de acordo com as indicações da Farmacopeia Europeia (Ph. Eur.) 8.2. De acordo com as normas farmacêuticas, foram realizados 3 lotes de produção consecutivos para validação da produção de [13N]-NH3. Os resultados mostraram um produto final límpido e ausente de cor, com valores de pH dentro do limite especificado, isto é, entre 4,5 e 8,5. A pureza química das amostras foi verificada, uma vez que relativamente ao teste colorimétrico, a tonalidade da cor da solução de [13N]-NH3 não era mais intensa que a solução de referência. As preparações foram identificadas como sendo [13N]-NH3, através dos resultados obtidos por cromatografia iónica, espectrometria de radiação gama e tempo de semi-vida. Por examinação do cromatograma obtido com a solução a ser testada, observou-se que o pico principal possuia um tempo de retenção aproximadamente igual ao pico do cromatograma obtido para a solução de referência. Além disso, o espectro de radiação gama mostrou um pico de energia 0,511 MeV e um outro adicional de 1,022 MeV para os fotões gama, característico de radionuclídeos emissores de positrões. O tempo de semi-vida manteve-se dentro do intervalo indicado, entre 9 e 11 minutos. Verificou-se, igualmente, a pureza radioquímica das amostras, correspondendo um mínimo de 99% da radioactividade total ao [13N], bem como a pureza radionuclídica, observando-se uma percentagem de impurezas inferiores a 1%, 2h após o fim da síntese. Os testes realizados para verificação da esterilidade e determinação da presença de endotoxinas bacterianas nas preparações de [13N]-NH3 apresentaram-se negativos.Os resultados obtidos contribuem, assim, para a validação do método para a produção de [13N]-NH3, uma vez que cumprem os requisitos especificados nas normas europeias, indicando a obtenção de um produto seguro e com a qualidade necessária para ser administrado em pacientes para avaliação da perfusão cardíaca por PET.

Hand in hand with oncologic pathologies, cardiac diseases, in particular coronary artery disease, are one of the leading causes of death in industrialized countries, particularly due to the high probability of causing myocardial infarction. A way to diagnose and evaluate this condition is obtaining images of myocardial perfusion with radionuclides, using Positron Emission Tomography (PET). Injectable solutions of [15O]-H2O, [82Rb] e [13N]-NH3 are the topmost used in this type of clinical exams. The existence of a cyclotron at the Institute for Nuclear Sciences Applied to Health (ICNAS) has allowed the production of a variety of radiopharmaceuticals, with applications in the fields of neurology, oncology and cardiology. Recently, an opportunity to start clinical scans to evaluate myocardial perfusion has emerged. In this context arises the opportunity for this work, since it’s necessary to optimize the production and validate all the process, according to Good Radiopharmaceutical Practices (GRRPs). After an optimization of the process, we proceeded to the evaluation of the physicochemical and biological properties of [13N]-NH3, according to specifications of European Pharmacopeia (Ph. Eur.) 8.2. According to European radiopharmaceutical regulations, 3 consecutives batches were performed for validation of [13N]-NH3 production. Results showed a clear and colorless final product for all batches and pH values were within the limit allowed, i.e., between 4,5 e 8,5. The chemical purity of the samples was confirmed by the colorimetric test, since we obtained for the [13N]-NH3 solutions a color tone that was not more intense that the one for the reference solution. The samples were identified as [13N]-NH3, through the results obtained by ionic chromatography, gamma ray spectroscopy and half-life. The examination of the chromatogram obtained with the test solution revealed a principal peak with an approximate retention time as the principal peak of the chromatogram obtained with the reference solution. Besides, the gamma ray spectrum showed a peak of 0,511 MeV and an additional peak of 1,022 MeV for gamma photons, which is characteristic of beta positronic radionuclides. The half-life results were within the specified range, between 9 e 11 minutes. We also confirmed the radiochemical purity of the samples, corresponding a minimum of 99% of total radioactivity to [13N], as well as their radionuclidic purity, for which we observed a percentage of impurities less than 1%, 2 hours after the end of synthesis. Tests for sterility and for presence of bacterial endotoxins in [13N]-NH3 batches were also negative. Thus, results contribute to the validation of the method for production of [13N]-NH3, since they comply with specifications of European regulations for radiopharmaceuticals, and allow the production of a safe product, with the necessary quality to be administrated to patients with suspicion of having coronary artery disease or already diagnosed, in order to evaluate myocardial perfusion by PET.