Study radiolabeling of urea-based PSMA inibitor with 68-gallium comparative evaluation of authomated and not authomated methods

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.The methods for clinical diagnosis of prostate cancer include rectal examination and the dosage of the prostatic specific antigen (PSA). However, the PSA level is elevated in about 20 to 30% of cases related to benign pathologies, resulting in false positives and leading patients to unnecessary biopsies. The prostate specific membrane antigen (PSMA), in contrast, is over expressed in prostate cancer and founded at low levels in healthy organs. As a result, it stimulated the development of small molecule inhibitors of PSMA, which carry imaging agents to the tumor and are not affected by their microvasculature. Recent studies suggest that the HBED-CC chelator intrinsically contributes to the binding of the PSMA inhibitor peptide based on urea (Glu-urea-Lys) to the pharmacophore group. This work describes the optimization of radiolabeling conditions of PSMA-HBED-CC with 68Ga, using automated system (synthesis module) and no automated method, seeking to establish an appropriate condition to prepare this new radiopharmaceutical, with emphasis on the labeling yield and radiochemical purity of the product. It also aimed to evaluate the stability of the radiolabeled peptide in transport conditions and study the biological distribution of the radiopharmaceutical in healthy mice. The study of radiolabeling parameters enabled to define a non-automated method which resulted in high radiochemical purity (> 95 %) without the need for purification of the labeled peptide. The automated method has been adapted, using a module of synthesis and software already available at IPEN, and also resulted in high synthetic yield (≥ 90%) specially when compared with those described in the literature, with the associated benefit of greater control of the production process in compliance with Good Manufacturing Practices. The study of radiolabeling parameters afforded the PSMA-HBED-CC-68Ga with higher specific activity than observed in published clinical studies (≥ 140,0 GBq/μmol), with a sufficiently long stability, which will enable transport to clinics for use in diagnostic imaging. Biodistribution and pharmacokinetic profiles of the radiolabeled peptide were consistent with those founded in the literature. We concluded that PSMA-HBED-CC-68Ga, important diagnostic tool for prostate cancer imaging with PET, can be produced by either automated or not automated method with high radiochemical purity, high synthetic yield and stability of the radiopharmaceutical