Набор для мечения радиоактивными изотопами
Группа изобретений относится к мечению нацеливающего агента галлием-68. Раскрыт набор для мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента радиоактивным изотопом, содержащий подходящее количество ацетатной соли или ацетатного солевого буфера для нейтрализации элюата с кислым pH из генератора галлия-68 до значения pH в диапазоне от 3 до 5, когда указанный генератор элюируют; функционализированный хелатом нацеливающий агент, причем указанная хелатная функциональная группа способна хелатировать галлий-68 при условиях мечения радиоактивным изотопом; и ингибитор металлов, способный дезактивировать металлические примеси без препятствования хелатированию между галлием-68 и указанным функционализированным хелатом нацеливающим агентом при условиях реакции мечения радиоактивным изотопом, причем указанный ингибитор металлов выбран из группы, содержащей: DOTA, DTPA, моносахариды и дисахариды. Также раскрыты применение указанного набора для мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68 и способы мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68. Группа изобретений обеспечивает увеличение эффективности мечения. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Область техники
Настоящее изобретение относится к набору для мечения радиоактивными изотопами.
Уровень техники
Недавно были опубликованы и представлены некоторые очень интересные клинические результаты на основании меченных радиоактивным изотопом галлия-68 молекул для изображения in vivo при помощи PET (позитронно-эмиссионной томографии). Эти радиоактивные метки обычно получают соединением хелатообразующего средства с нацеливающим агентом, обычно функционализированными DOTA нацеливающими агентами, обеспечивая, соответственно, реакцию с металлическим радиоизотопом или радиометаллом и биологическую/метаболическую активность радиоактивной метки. Однако, из-за малого периода полураспада галлия-68 (68 минут) радиоактивная метка, т.е. меченный радиоактивным изотопом функционализированный хелатом нацеливающий агент, на основе этого радиоизотопа не подходит для дальнего распределения и требует производства на месте и подходящего оборудования для производства, такого как автоматические синтезаторы, для процесса введения радиоактивных изотопов, что делает его сложным для широкого использования в обычной медицинской радиологии.
Реакцию мечения при помощи галлия-68 проводят путем хелатирования радиоактивного металла с подходящим хелатообразующим средством в подходящей реакционной среде, обычно в буферной среде, для обеспечения оптимального рН как для реакции хелатирования, так и растворимости галлия.
Сам по себе галлий-68 получают из генератора. Указанный генератор является альтернативой получению in situ при помощи циклотрона или ежедневной доставке радиоизотопов. Систему изначально разрабатывали для технеция-99. Принцип основан на радиохимическом разделении исходного элемента с большим периодом полураспада (или нерадиоактивных элементов, таких как германий-68), содержащегося в генераторе, и дочернего элемента, который является элементом с малым периодом полураспада, получающимся при разложении исходного элемента. Дочерний элемент извлекают с превосходной радиохимической чистотой и радионуклидными свойствами (т.е. без загрязнения другими радионуклидами или другими радиохимическими примесями) и с хорошей химической чистотой (низкое содержание ионов металлов). Это разделение стало возможным из-за различных химических свойств двух элементов (исходного и дочернего).
Характеристики генератора германия-68/галлия-68 можно подытожить следующим образом:
- элюат получают в кислом растворе (0,05-5М НСl, указанный производителем генератора);
- элюат содержит цинк-68, полученный как от процесса производства германия-68, так и от разложения галлия-68, концентрация которого увеличивается непрерывно в зависимости от времени, прошедшего с последнего элюирования генератора. Конечно, этот цинк-68 накапливается в генераторе. Это может быть вредным для осуществления мечения радиоактивными изотопами, поскольку этот цинк-68 входит в прямую конкуренцию с галлием-68 для реакций хелатирования, используемых для мечения радиоактивными изотопами;
- элюат также содержит германий-68 («проскок»), выходящий из генератора;
- элюат также содержит разнообразные металлы, выщелачивающиеся из твердой фазы колонки генератора, трубопроводов, но также вносимые с НСl, используемой для элюирования:
- уровень мкг/мл: Fe (III), Zn (II), Al (III),
- уровень пиког/л: Mn (II), Pb (II), Ti (IV), Cr (III), Ni (II) (Sn (IV)).
Эффективность реакции хелатирования зависит от подходящего рН, а также от
возможной конкуренции металлических примесей, указанных выше, с галлием-68 при реакции хелатирования. Кроме того, обычно предполагают, что тепло содействует реакции хелатирования для наиболее часто используемых радиоактивных меток на основе галлия-68.
В данной области техники присутствие ионов металлов, которые конкурируют с галлием-68, обычно снижают путем предваряющей мечение радиоактивным изотопом очистки или фракционирования элюата (как описано в документе WO 2010/092114). Эти дополнительные стадии, однако, означают потерю радиоактивности, получающуюся из-за или потерянного времени, или самого процесса. Эти потери могут достигать 30% всей радиоактивности, соответственно, 10% из-за простоя и 20% из-за самого процесса предварительной очистки.
Возможность частичного хелатирования галлия-68 требует, в общем, конечной очистки после мечения радиоактивным изотопом для получения радиоактивной метки с радиохимической чистотой, которая соответствует фармацевтическим требованиям (радиохимическая чистота >90%). Эти стадии также означают дополнительную потерю активности, которая может доходить до 10% из-за потери времени или из-за самого процесса.
Согласно известным способам в конце мечения радиоактивным изотопом комплексон с особой аффинностью к галлию-68 можно добавлять для хелатирования непрореагировавшей части изотопа. Этот комплекс, образованный комплексоном и непрореагировавшим галлием-68, затем отбрасывают для достижения лучшей радиохимической чистоты после мечения радиоактивным изотопом.
Кроме того, необходимость в этих стадиях очистки до и после мечения радиоактивным изотопом делает этот синтез меченной галлием-68 радиоактивной метки зависимым в некоторой степени от автоматизации и от использования модуля синтеза. Помимо технических знаний, это требует дополнительных затрат времени, нежелательных для общей производительности.
Из-за радионуклида с малым периодом полураспада (68 минут) и ограниченной активности, обеспечиваемой генератором (макс. 100 мКи), любое улучшение для достижения быстрого, прямого и высокоэффективного хелатирования целевых молекул, таким образом, очень желательно.
Для поддержания рН раствора для мечения в диапазоне, где можно обеспечивать как реакцию хелатирования, так и растворимость галлия-68, обычно используют буферную среду. Желаемый буфер должен быть нетоксичным, должен эффективно поддерживать рН в диапазоне от 3,0 до 5,0, не должен конкурировать с ионами галлия-68 и предпочтительно иметь низкую способность к хелатированию металлов относительно способности хелатообразующего средства при связывании с нацеливающим агентом. Он также должен быть способен выдерживать возможные небольшие изменения объема элюата генератора (и, таким образом, количества НСl), т.е. он должен быть достаточно сильным для поддержания рН в желаемом диапазоне при 10% изменениях объема элюата.
Регулирование конкурирующих металлических примесей является другой задачей. В документе WO 2013024013 было показано, что добавление совместного хелатообразующего средства может обеспечить ингибирование конкурирующих металлических примесей. Конечно, любые частицы, которые будут ингибировать металлические примеси путем предотвращения или ограниченной способности отрицательно влиять на реакцию хелатирования галлия-68, могут выступать в качестве ловушки для этих примесей. Другими словами, это ингибирующее действие придает кажущуюся концентрацию конкурирующему металлу, т.е. уровень концентрации металлических примесей, еще доступный для хелатирования, который обеспечивает высокие выходы и воспроизводимость мечения радиоактивным изотопом. Это совместное хелатообразующее средство по определению отличается от хелатообразующего средства, соединенного с нацеливающим агентом.
В связи с этим ясно, что существует необходимость в улучшенном способе получения комплекса 68Ga, который преодолевает одну или несколько из вышеуказанных проблем. Это включает определение подходящей среды, которая поддерживает рН в допустимом диапазоне для обработки металлической примеси, что предотвращает необходимость нагрева для ускорения реакции хелатирования и обеспечивает выходы хелатирования галлия-68 выше 90%.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к следующим аспектам.
Аспект 1. Набор для мечения радиоактивным изотопом, содержащий:
- подходящее количество ацетатной соли или буфера для нейтрализации, по меньшей мере, элюата с кислым рН из генератора галлия-68 до значения рН в диапазоне от 3 до 5, когда указанный генератор элюируют в набор;
- функционализированный хелатом нацеливающий агент, причем указанная хелатная функциональная группа способна хелатировать галлий-68 при условиях мечения радиоактивным изотопом; и
ингибитор металлов, который представляет собой совместное хелатообразующее средство, способное дезактивировать металлические примеси, отличные от галлия-68, не препятствуя хелатированию между галлием-68 и указанным функционализированным хелатом нацеливающим агентом при условиях реакции мечения радиоактивным изотопом.
Аспект 2. Набор согласно аспекту 1, в котором указанная ацетатная соль, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются (совместно) лиофилизированными.
Аспект 3. Набор согласно аспекту 1, в котором указанный функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются (совместно) лиофилизированными, и в котором указанная ацетатная соль или буфер находятся отдельно и могут быть добавлены последовательно.
Аспект 4. Набор согласно аспекту 1, в котором указанный функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются (совместно) лиофилизированными, причем ацетатный буфер добавлен позже.
Аспект 5. Набор согласно любому из аспектов 1-4, в котором ацетатная соль или ацетатный солевой буфер содержит количество ацетатной соли, отрегулированное относительно типа используемого генератора галлия-68.
Аспект 6. Набор согласно любому из аспектов 1-4, в котором ацетатная соль или ацетатный солевой буфер находится в постоянной концентрации для нейтрализации элюата с кислым рН из генератора галлия-68 до значения рН в диапазоне от 3 до 5, когда указанный генератор элюируют в набор после добавления НСl в набор.
Аспект 7. Набор согласно любому из аспектов 1-6, в котором хелатная функциональная группа нацеливающего агента способна образовывать стабильный комплекс с Ga3+.
Аспект 8. Набор согласно любому из аспектов 1-7, в котором хелатная функциональная группа нацеливающего агента выбрана из группы, содержащей: NOTA и производные, трис(гидроксипиридинон) (ТНР) и производные, хелаторы с открытой цепью, такие как HBED, МРО, EDTA, 6SS, B6SS, PLED, TAME и YM103; NTP (PRHP) 3, H2dedpa и его производные, (4,6-MeO2sal)2-BAPEN, и цитрат, и его производные.
Аспект 9. Набор согласно любому из аспектов 1-8, в котором ацетатная соль находится в количестве от 5 мг до 1000 мг, предпочтительно в количестве от 10 мг до 750 мг, более предпочтительно в количестве от 20 мг до 500 мг.
Аспект 10. Набор согласно любому из аспектов 1-9, в котором ингибитор металлов находится в микромольном количестве, предпочтительно наномольном количестве, более предпочтительно в количестве менее 500 наномоль, еще более предпочтительно в количестве менее 100 наномоль.
Аспект 11. Набор согласно любому из аспектов 1-10, в котором указанный ингибитор металлов выбран из группы, содержащей: DOTA и ее производные, DTPА и ее производные и сахара.
Аспект 12. Набор согласно любому из аспектов 1-11, в котором указанный ингибитор металлов выбран из группы, содержащей: моносахариды и их производные, дисахариды и их производные и полисахариды и их производные.
Аспект 13. Набор согласно любому из аспектов 1-12, в котором указанный ингибитор металлов и указанный функционализированный агент химически связаны.
Аспект 14. Набор согласно любому из аспектов 1-13, в котором указанный ингибитор металлов и указанный функционализированный агент химически связаны посредством линкера, который нестабилен при условиях мечения радиоактивным изотопом.
Аспект 15. Применение набора согласно любому из аспектов 1-14 для мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68, проводимого при температуре около или равной комнатной температуре.
Аспект 16. Способ мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68, включающий элюирование генератора галлия-68 элюентом, содержащим кислоту, в набор согласно любому из аспектов 1-13.
Аспект 17. Способ согласно аспекту 16, в котором кислота представляет собой НСl.
Аспект 18. Способ согласно аспекту 16 или 17, включающий дополнительную стадию добавления НСl в набор перед элюированием.
Аспект 19. Способ согласно любому из аспектов 16-18, в котором мечение радиоактивным изотопом проводят при рН от 3 до 5, предпочтительно от 3,5 до 4,5, более предпочтительно от 3,9 до 4,3.
Аспект 20. Способ согласно любому из аспектов 16-19, в котором реакцию мечения радиоактивным изотопом проводят при температуре ниже 50°С, предпочтительно температуре окружающей среды или комнатной температуре (например, от 20 до 30°С).
Аспект 21. Раствор, получаемый элюированием генератора галлия-68 при помощи элюента, содержащего кислоту, в набор согласно любому из аспектов 1-14.
Аспект 22. Раствор, получаемый элюированием генератора галлия-68 при помощи элюента, содержащего основание, в набор согласно любому из аспектов 1-14.
Аспект 23. Раствор, получаемый элюированием генератора галлия-68 при помощи элюента, который сконцентрирован или очищен перед его переносом в набор согласно любому из аспектов 1-14.
Аспект 24. Раствор согласно любому из аспектов 21-23, имеющий рН от 3 до 5, предпочтительно от 3,5 до 4,5, более предпочтительно от 3,9 до 4,3.
Аспект 25. Способ получения набора для мечения радиоактивным изотопом согласно любому из аспектов 1-14, включающий стадии:
a) получения или обеспечения раствора, содержащего подходящее количество ацетатной соли или буфера для нейтрализации, по меньшей мере, элюата с кислым рН из генератора галлия-68 до значения рН в диапазоне от 3 до 5, получения или обеспечения функционализированного хелатом нацеливающего агента и получения или обеспечения ингибитора металла и
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а).
Аспект 26. Способ получения набора для мечения радиоактивным изотопом согласно любому из аспектов 1-14, включающий стадии:
a) получения или обеспечения раствора, содержащего функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла;
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а), и
c) добавления ацетатной соли в виде порошка в полученный на стадии b) лиофилизированный продукт.
Аспект 27. Способ получения набора согласно любому из аспектов 1-14, включающий стадии:
a) получения раствора, содержащего функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла;
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а), и
c) добавления ацетатного буфера в полученный на стадии b) лиофилизированный продукт.
Аспект 28. Настоящее изобретение также обеспечивает способ получения набора согласно любому из аспектов 1-14, включающий стадии:
a) получения раствора, содержащего ацетатную соль, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла; и
b) необязательно замораживание раствора, полученного на стадии а).
Аспект 29. Способ мечения нацеливающего агента галлием-68, в котором ингибитор металлов включен или в элюат генератора галлия-68, или в раствор НСl, добавляемый перед элюированием генератора галлия-68, причем указанный ингибитор металлов находится в растворе для мечения радиоактивным изотопом.
Подробное описание изобретения
При использовании в настоящем документе формы единственного числа включают ссылки как на единственное, так и множественное число, если контекст явно не указывает иное.
Выражения «содержащий», «содержит» и «состоящий из» при использовании в настоящем документе являются синонимами для выражений «включающий», «включает» или «имеющий», «имеет» и являются включающими или открытыми и не исключают дополнительные, не указанные члены, элементы или стадии способа. Выражения также включают «состоящий из» и «состоящий главным образом из».
Указание численных диапазонов при помощи конечных точек включает все числа и доли, находящиеся в соответствующих диапазонах, а также указанные конечные точки.
Выражение «приблизительно» при использовании в настоящем документе при ссылке на измеряемое значение, такое как параметр, количество, длительность и подобное, подразумевает включение изменений до и после определенного значения, в частности изменений +/-10% или менее, предпочтительно +/-5% или менее, более предпочтительно +/-1% или менее и еще более предпочтительно +/-0,1% или менее до и после определенного значения, до такой степени такие изменения подходят для осуществления в раскрытом изобретении. Следует понимать, что значение, к которому относится модификатор «приблизительно», само по себе также конкретно и предпочтительно раскрыто.
Тогда как выражение «один или несколько», такое как один или несколько членов группы членов, ясно само по себе, посредством дальнейшей иллюстрации примером выражение охватывает, помимо прочего, ссылку на любой один из указанных членов или любые два или более из указанных членов, такие как, например, любые ≥3, ≥4, ≥5, ≥6 или ≥7 и т.д. из указанных членов, и плоть до всех указанных членов.
Все документы, цитируемые в настоящем описании, таким образом включены ссылкой в их полноте.
Если иное не указано, все выражения, используемые при описании настоящего изобретения, включая технические и научные термины, имеют значение, обычно понимаемое специалистом в области техники, к которой это изобретение относится. Посредством дополнительного руководства определения терминов можно включить для лучшей оценки идеи настоящего изобретения.
В следующих параграфах различные аспекты или варианты осуществления настоящего изобретения определены более подробно. Каждый аспект или вариант осуществления, определенный таким образом, можно объединять с каждым из других аспектов или вариантов осуществления, если иное не указано. В частности, любой признак, указанный как предпочтительный или преимущественный в одном варианте осуществления, можно объединять с любым другим вариантом осуществления или вариантами осуществления, указанными как предпочтительные или преимущественные.
Настоящее изобретение преодолевает одну или несколько проблем, указанных и наблюдаемых в данной области техники, и обеспечивает прямое мечение функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68 при температуре ниже 50°С и предпочтительно при комнатной температуре, используя набор, описанный в настоящем документе, причем этот галлий-68 элюируют из генератора германия-68/галлия-68 кислым водным раствором.
Следовательно, в одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает набор, содержащий:
- подходящее количество ацетатной соли для нейтрализации, по меньшей мере, элюата с кислым рН из генератора галлия-68 до значения рН в диапазоне от 3 до 5, когда указанный генератор элюируют в набор; и
- функционализированный хелатом нацеливающий агент, способный хелатировать галлий-68 при условиях мечения радиоактивным изотопом;
- ингибитор металлов, который представляет собой совместное хелатообразующее средство, способное дезактивировать металлы, отличные от галлия-68, не препятствуя хелатированию между галлием-68 и указанным функционализированным хелатом нацеливающим агентом при условиях реакции мечения радиоактивным изотопом. Другими словами, указанный ингибитор металлов выбирают по его способности хелатировать металлические примеси, препятствующие и конкурирующие с хелатированием галлия-68, в то же время он главным образом не способен хелатировать галлий-68 при указанных условиях реакции мечения радиоактивным изотопом в отличие от функционализированного хелатом нацеливающего агента.
Указанный набор подходит для проведения реакции мечения указанного функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68, проводимой при температуре около или равной комнатной температуре, предпочтительно при температуре ниже 50°С и более предпочтительно комнатной температуре.
Настоящее изобретение также относится к набору, в котором ацетатная соль, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются (совместно) лиофилизированными.
Настоящее изобретение также относится к набору, в котором функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются (совместно) лиофилизированными, причем ацетатная соль добавлена позже.
Настоящее изобретение также относится к набору, в котором функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются (совместно) лиофилизированными, причем ацетатный буфер добавлен позже.
Настоящее изобретение также относится к набору, в котором ацетатная соль, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются растворенными и дополнительно замороженными.
Набор, описанный в настоящем документе, может не только обеспечивать оптимальный рН для проведения реакции хелатирования или мечения радиоактивным изотопом, но также позволяет выдерживать или контролировать изменение объема элюата и кислотность, связанную с различными типами генераторов галлия-68, посредством использования подходящего количества ацетатной соли, которая при смешивании с кислым элюатом генератора образует уксусную кислоту/ацетатный буфер с кислым рН, находящимся в интервале 3-5. При этих условиях минимизируется количество нехелатированного галлия-68 из-за слишком низкого или слишком высокого рН, что приводит к соответственно слишком высокому содержанию свободных катионов галлия-68 или гидроксидов галлия-68 (коллоидов галлия).
Кроме того, ацетатный буфер допускается в качестве буфера или в качестве вспомогательного вещества для фармацевтических препаратов.
Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что ингибитор металлов можно использовать в способе мечения радиоактивным изотопом для нейтрализации, по меньшей мере частично, мешающих частиц и позволять галлию-68 реагировать с функционализированным хелатом нацеливающим агентом. Эти ингибиторы металлов могут временно или постоянно удалять металлы, которые конкурируют с галлием-68 для реакции с функционализированным хелатом нацеливающим агентом. Указанный ингибитор металлов, таким образом, не способен хелатировать галлий-68 при указанных условиях реакции мечения радиоактивным изотопом, но хелатирует другие металлы, препятствующие хелатированию галлия-68 функционализированным хелатом нацеливающим агентом. Присутствие ингибитора металлов при реакции мечения радиоактивным изотопом обеспечивает предпочтительную альтернативу существующим подходам для регулирования присутствия металлических примесей, например, увеличению количества функционализированного хелатом нацеливающего агента или предварительной обработке элюата генератора, поскольку эти дополнительные стадии очистки требуют времени (и снижают радиоактивность).
Эти аспекты, описанные в настоящем документе, предпочтительно обеспечивают получение надлежащего выхода хелатирования, в частности приблизительно 90% и выше, и, таким образом, достаточной радиохимической чистоты без какой-либо предварительной или дополнительной конечной очистки.
Присутствие функционализированного хелатом нацеливающего агента, ацетатной соли и ингибитора металлов в наборе предпочтительно обеспечивает непосредственное элюирование генератора галлия-68 в набор и осуществление реакции мечения радиоактивным изотопом без необходимости в какой-либо предварительной или последующей операции.
Кроме того, все компоненты набора, описанные в настоящем документе, могут быть все вместе лиофилизированы или заморожены, что обеспечивает более длительный срок хранения.
Таким образом, основные преимущества набора, раскрытого в настоящем документе, которые отличают указанный набор от уровня техники, представляют собой:
- полностью сухой и замороженный набор, который обеспечивает лучший срок хранения функционализированного хелатом нацеливающего агента;
- возможность мечения радиоактивным изотопом без необходимости в автоматическом синтезаторе;
- возможность мечения радиоактивным изотопом без необходимости в нагревании;
- присутствие ингибитора металлов, что предпочтительно обеспечивает использование меньшего количества функционализированного хелатом нацеливающего агента и обеспечивает выполнение более доступного синтеза радиофармацевтических соединений;
- присутствие ингибитора металлов, что предпочтительно обеспечивает увеличение выходов мечения радиоактивным изотопом;
- тот факт, что генератор любой марки можно использовать с этим набором, обеспечиваемым в виде ацетата или частично нейтрализованным при помощи НСl, так что при смешивании с кислым элюатом генератора получают оптимальный рН для мечения радиоактивным изотопом.
При использовании в настоящем документе «ацетат» относится к анионной молекуле СН3СОО-. Выражение «ацетатная соль» в настоящем документе подразумевает ацетатную соль любого металла. Неограничивающие примеры ацетатных солей включают ацетат натрия, ацетат калия, ацетат алюминия и ацетат аммония. Предпочтительно ацетат натрия используют в наборах, описанных в настоящем документе. Указанная ацетатная соль может находиться в твердой форме или может содержаться в буферном растворе или буфере.
Количество ацетатной соли, находящейся в наборе, описанном в настоящем документе, можно регулировать согласно типу и/или виду генератора галлия-68, в частности количество ацетатной соли, находящейся в наборе, может нейтрализовать рН, т.е. регулировать количество НСl, элюируемой из генератора галлия-68, так что полученный раствор имеет рН от 3 до 5, предпочтительно от 3,5 до 4,7, предпочтительно от 3,9 до 4,5.
Альтернативно, набор, описанный в настоящем изобретении, может содержать постоянное количество ацетатной соли. Величину отклонений количества НСl из элюата генератора (в зависимости от типа и/или марки генератора галлия-68) можно затем регулировать путем добавления подходящего количества НСl в набор, описанный в настоящем документе, перед элюированием. Количество НСl, добавляемое в набор, описанный в настоящем документе, частично нейтрализует ацетатную соль, так что не нейтрализованная ацетатная соль способна нейтрализовать рН количества НСl из элюата генератора, так что полученный раствор имеет рН от 3 до 5, предпочтительно от 3,5 до 4,7, предпочтительно от 3,9 до 4,5.
Предпочтительно ацетатная соль находится в наборе, описанном в настоящем документе, в количестве от приблизительно 1 мг до приблизительно 1000 мг, предпочтительно в количестве от приблизительно 10 мг до приблизительно 750 мг, более предпочтительно в количестве от приблизительно 20 мг до приблизительно 500 мг.
Ингибиторы металлов, используемые в настоящем изобретении, выбирают по их способности ингибировать конкурирующие металлы без (по существу) ингибирования ионов галлия-68 в их реакции хелатирования с функционализированным хелатом нацеливающим агентом. Конечно, эти ингибиторы металлов не будут (по существу) отрицательно влиять на основную реакцию мечения радиоактивным изотопом или приводить к образованию вторичных меченых радиоактивный изотопом частиц. Другими словами, ингибиторы металлов будут иметь ограниченную или не будут иметь способность образовывать комплекс с галлием-68 при условиях, используемых для реакции мечения радиоактивным изотопом, т.е. ниже 50°С, в ацетатном буфере при рН от 3 до 5. Ограниченная способность означает по меньшей мере в 100 раз меньше, чем у хелатообразующего средства, используемого для функционализированного хелатом нацеливающего агента.
Интересно отметить, что функция ингибиторов металлов в настоящем изобретении противоположна функции комплексонов, используемых в уроне техники. Конечно, согласно известным способам, в конце реакции мечения радиоактивным изотопом комплексон с конкретной аффинностью к галлию-68 можно добавлять для хелатирования непрореагировавшей части изотопа, тогда как согласно настоящему изобретению агент, способный снижать конкуренцию металлических примесей, отличных от галлия-68, добавляют в начале реакции.
Кроме того, возможность проведения реакции мечения радиоактивным изотопом при температуре, близкой к комнатной температуре (<50°С), предпочтительно обеспечивает использование ингибиторов металлов, которые будут непригодны при обычных температурах мечения функционализированных DOTA нацеливающих агентов, например, используемых в документе WO 2013024013, поскольку они будут входить в прямую конкуренцию с галлием-68 при таких температурах выше 50°С. Температура, таким образом, также описана в настоящем изобретении как параметр для регулирования реакционной способности ингибитора металлов.
При использовании в настоящем документе «ингибитор металлов» относится к любой молекуле, способной взаимодействовать или конкурировать с металлами, или хелатирующим фрагментом функционализированного хелатом нацеливающего агента, или непосредственно с галлием-68 для полного или частичного ингибирования хелатирования функционализированного хелатом нацеливающего агента указанными конкурирующими металлами и/или обеспечения хелатирования галлия-68 указанным нацеливающим агентом. Такие ингибиторы металлов будут иметь ограниченную или не будут иметь способность образовывать комплекс галлия-68 при условиях, используемых для реакции мечения радиоактивным изотопом, т.е. ниже 50°С, в ацетатном буфере при рН от 3 до 5. Ограниченная способность означает по меньшей мере в 100 раз меньше, чем у хелатообразующего средства, используемого для функционализированного хелатом нацеливающего агента.
Ингибиторы металлов предпочтительно выбирают из группы, состоящей из: DOTA и ее производных, таких как DOTATOC, DOTANOC, DOTATA, TRITA, DO3A-Nprop, BisDO3A и TrisDO3A; DTPA и ее производных, таких как тетра-tBu-DTPA, р-SCN-Bz-DTPA, MX-DTPA и CHX-DTPA; и Сахаров. Сахара, используемые в качестве ингибиторов металлов в наборе настоящего изобретения, могут представлять собой моносахариды или производные моносахаридов, такие как тетрацетоза, пентацетоза, гексацетоза, тетроза, пентоза, гексоза, D-манноза, D-фруктоза и производные; и/или дисахариды и их производные, такие как мальтоза и ее производные; и/или полисахариды и их производные, такие как декстрины, циклодекстрины, целлюлоза и их производные.
Предпочтительно ингибитор металлов находится в наборе, описанном в настоящем документе, в микромольных количествах, предпочтительно в наномольных количествах, предпочтительно в количестве менее 500 наномоль. еще более предпочтительно в количестве менее 100 наномоль.
Важно отметить, что ингибиторы металлов, показанные выше, можно также предпочтительно использовать в реакциях хелатирования, где используют буферы, отличные от буферной уксусной кислоты/ацетата.
Ингибиторы металлов, показанные выше, можно также предпочтительно использовать в реакциях хелатирования, где указанный ингибитор металлов включен в элюент генератора, в раствор НСl или в воду, возможно добавляемую перед элюированием генератора. Указанный ингибитор металлов, таким образом, находится в растворе для мечения радиоактивным изотопом. Ингибитор металлов может быть также химически связан с функционализированным хелатом нацеливающим агентом. Эта химическая связь может быть или может не быть нестабильной связью при условиях мечения радиоактивным изотопом с функционализированным хелатом нацеливающим агентом. Это означает, что при условиях мечения радиоактивным изотопом ингибитор металлов образуется и высвобождается in situ. Примерами таких предпочтительных связей являются...
При использовании в настоящем документе «функционализированный хелатом нацеливающий агент» относится к нацеливающему агенту, способному подвергаться мечению радиоизотопом, таким как, например, галлий-68, посредством хелатообразующего средства, которое связывается с нацеливающей молекулой.
Предпочтительные хелатообразующие средства для функционализирования нацеливающего агента, который следует метить галлием-68, являются такие, которые образуют стабильные хелаты с Ga3+, в частности 68-Ga3+ (генератор радиоизотопов, элюируемых из генератора германия-68/галлия-68 при помощи НСl), по меньшей мере, в течение времени, достаточного для диагностических исследований при помощи таких меченных радиоактивным изотопом нацеливающих агентов. Подходящие хелатообразующие средства включают алифатические амины, линейные или макроциклические, такие как макроциклические амины с третичными аминами. Хотя эти примеры подходящих хелатообразующих средств не ограничены, они предпочтительно включают NOTA и ее производные, такие как TACN, TACN-TM, DTAC, H3NOKA, NODASA, NODAGA, NOTP, NOTPME, PrP9, TRAP, Trappist Pr, NOPO, TETA; трис(гидроксипиридинон) (THP) и производные, хелаторы с открытой цепью, такие как HBED, DFO или десферриоксамин или десферал, EDTA, 6SS, B6SS, PLED, TAME, YM103; NTP (PRHP) 3; H2dedpa и его производные, такие как H2dedpa-1, 2-H2dedpa, H2dp-bb-NCS и H2dp-N-NCS; (4,6-MeO2sal) 2-BAPEN; и цитрат и их производные.
Функционализированный хелатом нацеливающий агент может быть пептидом, например, пептидом, содержащим 2-20 аминокислот, полипептидом, белком, витамином, сахаридом, например, моносахаридом или полисахаридом, антителом и его производными, такими как нанотела, димерные антитела, фрагменты антител, нуклеиновой кислотой, аптамером, антисмысловым олигонуклеотидом, органической молекулой или любой другой биомолекулой, которая способна связываться с некоторой диагностической целью или способна экспрессировать некоторую метаболическую деятельность.
Функционализированные хелатом нацеливающие агенты, описанные в настоящем документе, предпочтительно имеют способность биологического нацеливания. Неограничивающие примеры подходящих нацеливающих агентов включают молекулы, которые нацеливаются на VEGF-рецепторы, аналоги бомбезина или нацеленные на GRP-рецептор молекулы, молекулы, нацеленные на рецепторы соматостатина, RGD-пептиды или молекулы, нацеленные на avβ3 и avβ5, аннексии V или молекулы, нацеленные на апоптический процесс, молекулы, нацеленные на рецепторы эстрогена, биомолекулы, нацеленные на тромбоциты. В более общем смысле, перечень нацеливающих молекул, органических или нет, функционализированных хелатообразующим средством, можно найти в журнале Velikyan et al., Theranostic 2014, Vol. 4, Issue 1 ((Prospective of 68Ga-Radiopharmaceutical Development».
В некоторых вариантах осуществления ингибитор металлов включен в элюент генератора, в раствор НСl или возможно в добавляемую воду перед элюированием генератора. Указанный ингибитор металлов, таким образом, находится в растворе для мечения радиоактивным изотопом.
Различные компоненты набора, описанного в настоящем документе, предпочтительно находятся в контейнере или сосуде, предпочтительно силиконизированном стеклянном сосуде. Однако, также рассматривается набор, в котором отдельные компоненты находятся в отдельных контейнерах или сосудах.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ мечения нацеливающего агента галлием-68, причем указанный способ включает элюирование генератора галлия-68 элюентом, содержащим кислоту, в набор, описанный в настоящем документе, например, содержащий ингибитор металлов, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ацетатную соль.
Как указано выше, когда функционализированный хелатом нацеливающий агент включен в набор, генератор галлия-68 можно элюировать непосредственно в набор. В других вариантах осуществления функционализированный хелатом нацеливающий агент можно добавлять в набор, содержащий ацетатную соль и ингибирующее металл средство, описанное в настоящем документе, перед элюированием.
В некоторых вариантах осуществления генератор галлия-68 элюируют непосредственно в набор. В других вариантах осуществления воду добавляют в раствор перед элюированием.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения подходящее количество НСl добавляют в раствор перед элюирвоанием. Указанную НСl добавляют для частичной нейтрализации ацетата. Количество добавленной НСl предпочтительно частично нейтрализует количество ацетатной соли таким образом, что оставшееся количество ацетатной соли, т.е. не нейтрализованная ацетатная соль, способно нейтрализовать рН указанного количества НСl из элюата генератора (и, таким образом, соответствовать одному типу или марке указанного генератора) так, что рН раствора, получаемого для реакции мечения радиоактивным изотопом или реакции хелатирования, получающегося при добавлении НСl и элюата генератора в набор, описанный в настоящем документе, находится в диапазоне рН от 3 до 5, предпочтительно от 3,5 до 4,5, предпочтительно от 3,9 до 4,3. Указанную НСl можно добавлять непосредственно в раствор или после добавления некоторого количества воды в указанный набор.
Любой генератор галлия-68 можно использовать в способах настоящего изобретения. Обычно коммерческий генератор галлия-68 содержит колонку, на которой закреплен германий-68. Генератор галлия-68 обычно элюируют элюентом, содержащим кислоту, предпочтительно НСl. Таким образом, в предпочтительных вариантах осуществления способа, о котором сообщается в настоящем документе, генератор галлия-68 элюируют элюентом, содержащим НСl.
После элюирования генератора галлия-68 в набор, описанный в настоящем документе, полученный раствор оставляют для реакции мечения радиоактивным изотопом на короткий период времени, в частности от приблизительно 2 минут до приблизительно 60 минут, предпочтительно от приблизительно 2 минут до приблизительно 30 минут, например, на приблизительно 10 минут.
Предпочтительно реакцию мечения радиоактивным изотопом или хелатирование проводят при температуре ниже 50°С, предпочтительно ниже 45°С, ниже 40°С, ниже 35°С или ниже 30°С, наиболее предпочтительно при комнатной температуре, например, от 20 до 25°С.
Предпочтительно реакцию мечения радиоактивным изотопом или хелатирование проводят при рН от приблизительно 3 до приблизительно 5. более предпочтительно от приблизительно 3,5 до приблизительно 4,5, более предпочтительно от приблизительно 3,9 до приблизительно 4,3.
Настоящее изобретение также охватывает раствор, получаемый элюированием генератора галлия-68 при помощи элюента, содержащего кислоту, предпочтительно НСl, в набор, описанный в настоящем документе.
Предпочтительно указанный раствор имеет рН от приблизительно 3 до приблизительно 5, предпочтительно от приблизительно 3,5 до приблизительно 4,5, более предпочтительно от приблизительно 3,9 до приблизительно 4,3.
Настоящее изобретение также раскрывает меченный галлием-68 нацеливающий агент, полученный любым из способов, описанных в настоящем документе.
В одном аспекте настоящее изобретение также обеспечивает способ получения набора, описанного в настоящем документе, причем указанный способ включает стадии:
a) получения раствора, содержащего ацетатную соль, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла; и
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а).
Альтернативно, настоящее изобретение также обеспечивает способ получения набора настоящего изобретения, включающий стадии:
a) получения раствора, содержащего функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла; и
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а),
c) добавления ацетатной соли в виде порошка в полученный на стадии b) лиофилизированный продукт.
Кроме того, альтернативно, настоящее изобретение также обеспечивает способ получения набора настоящего изобретения, включающий стадии:
a) получения раствора, содержащего функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла; и
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а),
c) добавления ацетатного буфера в полученный на стадии b) лиофилизированный продукт.
Наконец, настоящее изобретение также обеспечивает способ получения набора настоящего изобретения, включающий стадии:
a) получения раствора, содержащего ацетатную соль, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла; и
b) необязательно замораживания раствора, полученного на стадии а).
Хотя настоящее изобретение было описано совместно с его конкретными вариантами осуществления, ясно, что множество альтернатив, модификаций и изменений будут очевидны специалистам в данной области техники в свете вышеуказанного описания. Следовательно, оно предназначено для включения всех таких альтернатив, модификаций и изменений, как указано в сущности и широком объеме приложенной формулы изобретения.
Вышеуказанные аспекты и варианты осуществления также подтверждаются следующими неограничивающими примерами.
Примеры
Пример 1: Генератор Е&Z/NODAGA-пептид без ингибитора металлов
Меченые пептида при помощи 68Ga, элюированного 5 мл 0,1 М НСl
Коммерческий генератор галлия-68 1850 МБк (Eckert & Ziegler) элюировали 5 мл 0,1М НСl (сверхчистой марки) непосредственно в колбу, содержащую 150 мг лиофилизированного ацетата натрия (сверхчистой марки), 240 мкл НСl 3М (сверхчистой марки), 760 мкл Milli-Q и 50 мкг лиофилизированной NODAGA-NOC. Колбу оставляли на 10 минут при комнатной температуре. Продукт получали с радиохимической чистотой 64% согласно анализу TLC (тонкослойной хроматографией) реакционной среды.
А = способ получения, включающий стадии:
a) получения раствора, содержащего ацетатную соль, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла; и
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а). В = способ получения, включающий стадии:
а) получения раствора, содержащего функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла; и
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а),
c) добавления ацетатной соли в виде твердого вещества. С = способ получения, включающий стадии:
a) получения раствора, содержащего функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металла; и
b) лиофилизации раствора, полученного на стадии а),
c) добавления ацетатной соли в качестве буферного раствора, приспособленного к используемому генератору.
В заключение, результаты выше ясно показывают повышенный выход мечения галлием-68 приблизительно 90% или более при всех установках, где ингибитор металлов, определенный в настоящем документе, используют в дополнение к функционализированному хелатом нацеливающему агенту. Если указанный агент не добавляют, получают намного более низкие выходы. Выход фактически не зависит от использования ацетата в твердой форме или в форме буфера. Также, когда ацетатная соль совместно лиофилизирована с ингибитором металлов и функционализированным хелатом нацеливающим агентом, получают очень хороший выход.
1. Набор для мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента радиоактивным изотопом, содержащий:
- подходящее количество ацетатной соли или ацетатного солевого буфера для нейтрализации элюата с кислым pH из генератора галлия-68 до значения pH в диапазоне от 3 до 5, когда указанный генератор элюируют;
- функционализированный хелатом нацеливающий агент, причем указанная хелатная функциональная группа способна хелатировать галлий-68 при условиях мечения радиоактивным изотопом; и
- ингибитор металлов, способный дезактивировать металлические примеси без препятствования хелатированию между галлием-68 и указанным функционализированным хелатом нацеливающим агентом при условиях реакции мечения радиоактивным изотопом,
причем указанный ингибитор металлов выбран из группы, содержащей: DOTA, DTPA, моносахариды и дисахариды,
причем указанный функционализированный хелатом нацеливающий агент и указанный ингибитор металлов могут быть химически связаны посредством линкера, который нестабилен при условиях мечения радиоактивным изотопом,
причем указанный нацеливающий агент выбран из группы, содержащей: пептид, пептид, содержащий 2-20 аминокислот, полипептид, антитело, нанотело, димерное антитело, фрагмент антитела, нуклеиновую кислоту, аптамер, антисмысловой олигонуклеотид и органическую молекулу, и
причем указанная хелатная функциональная группа нацеливающего агента выбрана из группы, содержащей: 1,4,7-триазациклононан-N,N',N''-триуксусная кислота (NOTA), трис(гидроксипиридинон) (THP), хелаторы с открытой цепью, такие как моногидрохлорид N,N'-ди(2-гидроксибензил)этилендиамин-N,N'-диуксусной кислоты (HBED), миелопероксидаза (MPO), этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA), N,N’-бис-(2,2-диметил-2-меркаптоэтил)этилендиамин-N,N’-диуксусная кислота (6SS), 1-(4-карбоксиметоксибензил)-N,N’-бис[(2-меркапто-2,2-диметил)этил]-1,2-этилендиамин-N,N’-диуксусная кислота (B6SS), N,N'-дипиридоксилэтилендиамин-N,N'-диуксусная кислота (PLED), 1,1,1-трис(аминометил)этан (TAME) и трис(гидроксипиридинон) гексадентат (YM103); трис-3-гидрокси-4-пиридинон (NTP(PrHP)3), 1,2-[[6-карбоксипиридин-2-ил]метиламино]этан (H2dedpa), (4,6-диметокси)салицилальдимин N,N'-бис(3-аминопропил)этилендиамин ((4,6-MeO2sal)2-BAPEN) и цитрат.
2. Набор по п. 1, в котором указанная ацетатная соль, функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются лиофилизированными раздельно.
3. Набор по п. 1, в котором указанный функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются лиофилизированными раздельно или совместно, и в котором указанная ацетатная соль или ацетатный солевой буфер находятся отдельно.
4. Набор по п. 1, в котором указанный функционализированный хелатом нацеливающий агент и ингибитор металлов являются лиофилизированными раздельно или совместно.
5. Набор по любому из пп. 1-4, в котором ацетатная соль или ацетатный солевой буфер содержит количество ацетатной соли, отрегулированное относительно типа используемого генератора галлия-68.
6. Набор по любому из пп. 1-4, в котором ацетатная соль или ацетатный солевой буфер находятся в постоянной концентрации для нейтрализации элюата с кислым pH из генератора галлия-68 до значения pH в диапазоне от 3 до 5, когда указанный генератор элюируют.
7. Набор по любому из пп. 1-6, в котором хелатная функциональная группа нацеливающего агента способна образовывать стабильный комплекс с Ga3+.
8. Набор по любому из пп. 1-7, в котором ацетатная соль находится в количестве от 5 мг до 1000 мг, предпочтительно в количестве от 10 мг до 750 мг, более предпочтительно в количестве от 20 мг до 500 мг.
9. Набор по любому из пп. 1-8, в котором ингибитор металлов находится в микромольном количестве, предпочтительно наномольном количестве, более предпочтительно в количестве менее 500 наномоль, еще более предпочтительно в количестве менее 100 наномоль.
10. Применение набора по любому из пп. 1-9 для мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68, проводимого при температуре около или равной комнатной температуре.
11. Способ мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68, включающий элюирование генератора галлия-68 элюентом, содержащим кислоту, в сосуд, содержащий:
- подходящее количество ацетатной соли или ацетатного солевого буфера для нейтрализации элюата с кислым pH из генератора галлия-68 до значения pH в диапазоне от 3 до 5;
- функционализированный хелатом нацеливающий агент, причем указанная хелатная функциональная группа способна хелатировать галлий-68 при условиях мечения радиоактивным изотопом; и
- ингибитор металлов, способный дезактивировать металлические примеси без препятствования хелатированию между галлием-68 и указанным функционализированным хелатом нацеливающим агентом при условиях реакции мечения радиоактивным изотопом,
причем указанную реакцию мечения радиоактивным изотопом проводят при температуре около или равной комнатной температуре и при pH от 3 до 5,
причем указанный ингибитор металлов выбран из группы, состоящей из: DOTA, DTPA, моносахаридов и дисахаридов,
причем указанный функционализированный хелатом нацеливающий агент и указанный ингибитор металлов могут быть химически связаны посредством линкера, который нестабилен при условиях мечения радиоактивным изотопом,
причем указанный нацеливающий агент выбран из группы, состоящей из: пептида, пептида, содержащего 2-20 аминокислот, полипептида, антитела, нанотела, димерного антитела, фрагмента антитела, нуклеиновой кислоты, аптамера, антисмыслового олигонуклеотида и органической молекулы, и
причем указанная хелатная функциональная группа нацеливающего агента выбрана из группы, содержащей: 1,4,7-триазациклононан-N,N',N''-триуксусная кислота (NOTA), трисгидроксипиридинон (THP), хелаторы с открытой цепью, такие как моногидрохлорид N,N'-ди(2-гидроксибензил)этилендиамин-N,N'-диуксусной кислоты (HBED), миелопероксидаза (MPO), этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA), N,N’-бис-(2,2-диметил-2-меркаптоэтил)этилендиамин-N,N’-диуксусная кислота (6SS), 1-(4-карбоксиметоксибензил)-N,N’-бис[(2-меркапто-2,2-диметил)этил]-1,2-этилендиамин-N,N’-диуксусная кислота (B6SS), N,N'-дипиридоксилэтилендиамин-N,N'-диуксусная кислота (PLED), 1,1,1-трис(аминометил)этан (TAME) и трис(гидроксипиридинон) гексадентат (YM103); трис-3-гидрокси-4-пиридинон (NTP(PrHP)3), 1,2-[[6-карбоксипиридин-2-ил]метиламино]этан (H2dedpa), (4,6-диметокси)салицилальдимин N,N'-бис(3-аминопропил)этилендиамин ((4,6-MeO2sal)2-BAPEN) и цитрат.
12. Способ по п. 11, в котором кислота представляет собой HCl.
13. Способ по п. 11 или 12, включающий дополнительную стадию добавления HCl в сосуд перед элюированием.
14. Способ по любому из пп. 11-13, в котором мечение радиоактивным изотопом проводят при pH от 3 до 5, предпочтительно от 3,5 до 4,5, более предпочтительно от 3,9 до 4,3.
15. Способ мечения функционализированного хелатом нацеливающего агента галлием-68, включающий элюирование генератора галлия-68 элюентом, содержащим кислоту, причем кислота представляет собой HCl, в сосуд, содержащий набор для мечения по любому из пп. 1-9, в котором ингибитор металлов включен или в элюат генератора галлия-68, или в раствор HCl, добавляемый перед элюированием генератора галлия-68, причем указанный ингибитор металлов находится в растворе для мечения радиоактивным изотопом.
