Autor: Rocío Ramos Membrive, Presidenta Sociedad Española de Radiofarmacia.
El uso de radiofármacos supone uno de los paradigmas con mayor proyección en la práctica clínica. Su uso permite fusionar el diagnóstico, la terapia y el seguimiento personalizado de numerosas patologías con técnicas no invasivas de imagen, en las que se pueden observarse procesos moleculares a tiempo real. Es por ello que el empleo de radiofármacos ayuda al diagnóstico, seguimiento y tratamiento de enfermedades con elevada prevalencia en nuestra sociedad como el cáncer, el Parkinson o el Alzheimer, entre otras.
La Radiofarmacia es la especialidad sanitaria que se encarga de estudiar estos radiofármacos, tanto a nivel químico como farmacéutico, bioquímico, biológico y físico. Es por ello que, los especialistas en Radiofarmacia son los responsables de procesos tales como el diseño, la producción, la preparación, el control de calidad y la dispensación de los radiofármacos, tanto en su vertiente asistencial – diagnóstica y terapéutica – como en investigación. Un radiofármaco (RF) es cualquier producto que, cuando está preparado y listo para su uso con finalidad diagnóstica o terapéutica, contiene uno o más isótopos radioactivos. Los radiofármacos son considerados medicamentos especiales que en función del tipo de emisión del radionucleido (Figura 1) tendrá una aplicación diagnóstica (radionucleido emisores gamma y los emisores de positrones) o terapéutico (emisores alfa y beta).
La imagen molecular con isótopos radioactivos utiliza la energía electromagnética emitida por los radionúclidos presentes en los radiofármacos durante su decaimiento para obtener imágenes diagnósticas (Figura 2).
Los RF según su estructura química pueden ser un radionucleido simple con capacidad de alcanzar la diana biológica por sí mismo (ej. [131I]NaI que penetra en todos aquellos tejidos que cuenten con el transportador NIS mediante bombeo iónico) o un compuesto radiomarcado, es decir, un isótopo radioactivo unido a una molécula capaz de dirigirse a una diana específica en respuesta a condiciones fisiológicas o fisiopatológicas específicas (ej. [99mTc]Tc-HDP que se une al hueso mediante quelación con el calcio de los cristales hidroxipatita permitiendo visualizar la actividad osteoblástica del sistema óseo).
Alrededor del 80 % de los radiofármacos con finalidad diagnóstica están marcados con tecnecio-99m; su extendido uso clínico se debe a las características físicas y químicas que presenta el isótopo, así como la posibilidad de obtener este tipo de RF de forma rápida, fácil y económica, a partir de un generador de 99Mo/99mTc y un equipo reactivo.
La mayoría de los RF, con finalidad diagnóstica, que contienen radionucleidos gamma emplean radionúclidos emisores puros de baja energía (80-200kEv) porque:
- Tienen mayor número fotones disponible para la adquisición de una imagen, lo que aumenta la estadística de contaje y mejora la capacidad diagnóstica de la misma.
- Facilitan el blindaje y la colimación del haz fotónico en el detector, optimizando la resolución espacial sin que haya una pérdida de sensibilidad.
- Disminuyen la dosimetría del paciente en comparación con aquellos que emiten con una energía inferior a 50 KeV o radiaciones corpusculares, ya que la interacción con el cuerpo del sujeto es menor.
En este contexto el tecnecio-99m es un excelente candidato ya que decae a tecnecio-99 con una riqueza fotónica del 90 % y una energía gamma de 140 KeV. Por otro lado, el periodo de semidesintegración (t1/2) es de 6 horas, que es suficiente para realizar la preparación, el transporte y la administración del RF de forma sencilla, pero permite una baja dosis de radiación del paciente tras la finalización del procedimiento diagnóstico.
OBTENCIÓN DEL ISÓTOPO: GENERADOR 99MO/99MTC
El procedimiento más común para obtener este radionucleido sigue siendo a partir de un generador de 99Mo/99mTc. El generador es un sistema que incorpora un isótopo radioactivo, denominado radionucleido padre, que en su desintegración radiactiva origina otro radionucleido, el hijo. El generador de 99Mo/99mTc contiene como padre 99Mo (en forma de [99Mo]MoO4 2-), que decae con un t1/2 = 66 h a [99mTc]TcO4 – (isótopo hijo).
El [99Mo]MoO2- se carga sobre una columna de alúmina acidificada que permite que el anión molibdato se adsorba sobre la fase estacionaria de la columna, mientras la afinidad del [99mTc]TcO4– por la alúmina es menor. Esta diferencia permite que pueda darse un intercambio aniónico con otro ion de la fase móvil. Al ser un producto cuya aplicación es intravenosa, requiere una fase móvil biocompatible, por lo que el proceso de elución se efectúa empleando una solución isotónica de NaCl 0,9 % (Figura 2). El eluido obtenido de la elución contiene una solución de [99mTc]NaTcO4, que como precursor radionucleídico farmacéutico tiene una vigencia de 8-12 horas. La vida útil de los RF, depende no sólo del decaimiento del radionúclido, sino de la vigencia de la solución como inyectable estéril.
El generador de 99Mo/99mTc se comercializa a un bajo coste y con una vigencia aproximada de 15 días, lo que da la posibilidad de obtener el isótopo directamente en el laboratorio durante este periodo, proporcionando mayor flexibilidad en el flujo de trabajo de una Unidad de Radiofarmacia y optimizando el coste de la preparación de los RF.
Los tiempos de vigencia del eluido y el generador no tiene sólo que ver con el decaimiento radiactivo del material sino con que cumpla las especificaciones exigidas como solución inyectable estéril.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DEL TECNECIO-99M
El tecnecio-99m es un metal de transición con ocho estados de oxidación posibles, comprendidos entre el (-I) y el (VII), de los cuales el cuadrivalente y el heptavalente son los más estables. El único compuesto conocido con un estado de oxidación VII (configuración electrónica d0) es el [99mTc]NaTcO4, que se obtiene en forma de disolución acuosa a partir del generador de 99Mo/99mTc. En este estado de oxidación, su capacidad de unirse directamente a un ligando (L) es negligible, de modo que para obtener un compuesto radiomarcado con tecnecio-99m es necesario reducirlo previamente. El L puede ser el propio farmacóforo del RF o un quelante bifuncional previamente unido a la molécula vehicular.
De los diversos agentes reductores empleados, el más común es el cloruro de estaño (II). Esto se debe a su baja toxicidad, su capacidad de proporcionar elevados rendimientos en un medio acuoso y el amplio rango de pH (3-6) y de temperatura (25-120 ºC) en el pueden reducir el radiometal. La modificación de estas dos variables (pH y temperatura) permiten que, empleando SnCl2, el 99mTc (VII) pueda reducirse a diferentes estados de oxidación (Figura 3), siendo los más comunes el 99mTc (V),99mTc (III) y el 99mTc (I). Sin embargo, una vez obtenidos deben ser estabilizados mediante la formación de un complejo de coordinación con uno o más L; en estos complejos el tecnecio-99m es el centro metálico y el L actúa como una base de Lewis, donándole pares de electrones, que estabilizan el “nuevo” estado de oxidación, evitando que el radiometal pueda sufrir nuevas reacciones de óxido-reducción.
La reducción más habitual del tecnecio-99m cuando se emplea el SnCl2 como reductor, es a un estado de oxidación (V) (Reacción 1) y mediante la reducción de este se obtienen otros estados de oxidación más bajos (Reacción 2).
Tc (VII) + Sn (II) à Tc (V) + Sn (IV) (Reacción 1)
Tc (V) + Sn (II) à Tc (III) + Sn (IV) (Reacción 2)
El punto en que la reacción de reducción se detenga depende de estabilidad del compuesto resultante, que está supeditado a la naturaleza del L y al tipo de átomo donador que este tenga disponible (nitrógeno, oxígeno, fosforo, etc.).
Cuando no se produce la estabilización del radiometal éste tenderá a reoxidarse hasta el estado heptavalente ([99mTc]NaTcO4) o a dismutar en los dos estados de oxidación más estables (Reacción 3). El 99mTc(IV) generalmente forma [99mTc]TcO2, considerado una impureza en el proceso de radiomarcaje.
3 Tc (V) à 2 Tc (IV) + Tc (VII) (Reacción 3)
La combinación del precursor radionucleídico y de la molécula vehicular se produce mediante el uso de equipos reactivos; en el caso de un RF tecneciado la reconstitución se realiza con la solución de [99mTc]NaTcO4 obtenida del generador.
Estos equipos reactivos son preparados industriales que están compuestos por uno o varios viales que contienen:
- El sustrato que se desea radiomarcar (molécula vehicular del RF), que como ya se ha descrito anteriormente, puede constituir en sí misma el L que se unirá al radiometal o tener unido un L adecuado para ello.
- El agente reductor que generalmente es cloruro de estaño (II).
- Diversos excipientes, entre los que se incluyen soluciones tampón para el control del pH de la reacción.
Todos los ingredientes están liofilizados, bajo una atmósfera inerte, que tiene como objetivo minimizar la reoxidación del tecnecio-99m una vez se ha reducido, permitiendo que el rendimiento de la reacción de coordinación entre el isótopo y el sustrato sea el más elevado posible.
La reconstitución de estos equipos reactivos da como resultado una solución isotónica y con un pH cercano al fisiológico. Dado que el proceso de reconstitución permite preparar los RF en un corto periodo de tiempo y con una manipulación mínima, desde hace décadas el sistema de equipos reactivos es el método de elección para la preparación de RF tecneciados en la rutina clínica.
Una vez reconstituido es necesario asegurar la idoneidad del RF, para lo cual se evalúa su porcentaje de pureza radioquímica (% PRQ). Este parámetro, indica el porcentaje del isótopo que se encuentra en una forma química determinada, permitiendo evaluar el porcentaje que se ha unido al vehículo. Este procedimiento es crítico, porque una vez administrado, los focos de radioactividad que se observen en la imagen corresponderán a la emisión gamma del tecnecio-99m como radionucleido, con independencia de la forma química en el que se encuentre el radiometal.
El análisis del %PRQ puede realizarse con diferentes técnicas cromatográficas (planar, exclusión en fase sólida o radioHPLC); la elección de uno u otro depende del RF y de las impurezas producidas en la reconstitución del equipo reactivo. No obstante, todas ellas comparten que como principio de detección se aprovecha la radiación emitida por el radionucleido, en cada uno de los compuestos producidos en el marcaje, para identificar la pureza de la solución preparada.