Productos farmacéuticos - Edición especial sobre el radiofármaco química entre imágenes y Endoradioterapia

Los campos de la biología molecular, inmunología y genética han generado muchos avances importantes que permiten avanzar en la comprensión de la inducción y la progresión de las enfermedades oncológicas, cardiológicas y neurológicas, así como la identificación de moléculas y fármacos asociados a enfermedades que atacan específicamente las células enfermas durante la terapia. Estas ideas han provocado el desarrollo de radiofármacos específicos que abren una nueva dimensión de las ciencias de radiofármacos en medicina nuclear. Radiofármacos, también llamados radiotrazadores, son moléculas marcadas radiactivamente, que llevan una "linterna radiactivo", y utilizados como sondas moleculares para hacer frente a dianas biológicas clínicamente relevantes, tales como receptores, enzimas, sistemas de transporte y otros. La tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) se dieron cuenta de las tecnologías híbridas en-vogue PET / CT, SPECT / CT y PET / RM representan las tecnologías de diagnóstico por imagen del estado de la técnica en la medicina nuclear que se utilizan para seguir el rastro del radiofármaco administrado de manera no invasiva de este modo in vivo la visualización y evaluación de los procesos biológicos a nivel subcelular y molecular de una manera muy sensible.

La imagen molecular no invasiva en estadio temprano permite mirar la biodistribución de sondas moleculares in vivo y facilita para predecir y controlar estrategias de terapia con éxito.

Esquema de una sonda molecular y su interacción con el sitio de destino.

De acuerdo con informes del Comité Científico de las Naciones Unidas sobre los Efectos de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR) más de 33 millones de exámenes de medicina nuclear de diagnóstico se realizan anualmente en todo el mundo. La frecuencia anual de exámenes de diagnóstico de medicina nuclear y de los tratamientos de medicina nuclear han aumentado enormemente, desde el 11 por 1.000 habitantes en 1970-1979 a 19 por 1.000 en 1997-2007 y para los procedimientos terapéuticos en medicina nuclear de 0,17 por cada 1.000 habitantes en 1991-1996 a 0,47 por 1.000 en 1997-2007. Estos datos son consistentes con la tendencia a la creciente importancia de las aplicaciones de diagnóstico y terapéuticos que utilizan radiofármacos correspondientes en los sistemas de atención de salud respectivos.

Para tener éxito en el diseño de los radiofármacos de alta afinidad específicos que pueden medir la alteración de una diana biológica respectiva, varios aspectos deben tenerse en cuenta:

• Razonable comportamiento farmacocinético ajustado a la semivida física del radionucleido utilizado.
• La capacidad para penetrar y atravesar las membranas y barreras de permeabilidad biológica.
• El uso de productos químicos, así como estrategias de amplificación biológica (por ejemplo, la segmentación previa, la captura biológica de ligandos convertidos, el cambio del comportamiento fisicoquímico de la radiofarmacéutica después de la interacción de destino y combinación con biotransporters).
• La disponibilidad de radiofármacos con altas actividades específicas y la estabilidad in vivo.

Dos enfoques se presentan en esta edición especial que apunta a alcanzar los receptores neurológicamente pertinentes en el sistema nervioso central que se enfrenta a la penetración de la barrera hematoencefálica, el ejemplo clave de una barrera de permeabilidad selectiva. Han iniciado un proyecto sobre la orientación del subtipo de receptor cannabinoide 2 (CB2) con un prometedor 2-oxoquinolina 11C-marcado KP23. El receptor CB2 se ha demostrado ser hasta reguladas en microglia activada y por lo tanto juega un papel importante en el proceso neuroinflatorio  y enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis múltiple, amiotrófica esclerosis lateral y la enfermedad de Alzheimer.

PET / CT imágenes de [11C] KP23 en la región del bazo de hígado en ratas. (A) Sección coronal y proyección de intensidad máxima (MIP) de media de 6 a 15 min p.i. (B) TAC de [11C] KP23 en el bazo, el hígado y el flanco.

Idealmente, la estructura molecular del compuesto precursor hecho a medida diseñado para radiomarcaje debería permitir la fijación o bien emisores gamma (por ejemplo, yodo-123) y de positrones (por ejemplo, yodo-124) o de partículas (por ejemplo, yodo-131), respectivamente. Esto da como resultado, ya sea en los radiofármacos de diagnóstico para SPECT / CT (radiotrazadores 123I-marcado), PET / CT y PET / MRI (radiotrazadores 124I-etiquetado, respectivamente), o en un producto radiofarmacéutico terapéutico (marcado con 131I) para terapia con radionúclidos sistémica dirigida con la estructura química idéntica. De manera similar a la alta eficiencia de la combinación de diagnóstico radiológico y la terapia de radiación, esto combinado con el  enfoque teranóstico in vivo con radiotrazadores dirigidos proporcionan el potencial de mejorar significativamente la gestión de muchas enfermedades y la aplicación de estrategias de terapia adaptados individualmente.

El receptor de neurotensina (NTS1) es una diana biológica atractivo para la formación de imágenes y endo radioterapia molecular de los tumores NTS-positivos debido a la sobreexpresión en una gama de tumores malignos. Un ejemplo de un radioligando NTS1 marcado con 177Lu para la radioterapia endo de un modelo de tumor de colon preclínica y la posterior formación de imágenes de éxito de la terapia por μPET utilizando [68Ga] Ga-DOTA-RGD como radiotrazador específico para la angiogénesis de formación de imágenes. Otro receptor atractivo que es importante para la progresión del cáncer representa el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR). En la inmunoterapia del anti-EGFR-anticuerpo Cetuximab se utiliza para el tratamiento de diferentes tumores. EGFR por lo tanto puede ser considerado como un objetivo biológico ideal para enfoques de diagnóstico y terapéuticas combinatorias utilizando correspondientes conjugados radiomarcados cetuximab.

La visualización altamente sensible de cáncer de próstata en imágenes de PET / CT del antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA) ha ganado alto impacto clínico durante los últimos años. El nuevo radioligando PET [68Ga] Ga-PSMA HBED-CC se desarrolló en el DKFZ y es el trazador PET más prometedor para la obtención de imágenes de cáncer de próstata hasta la fecha.

Por último, una de las contribuciones da una visión general de las nanopartículas radiomarcadas y polímeros para la formación de imágenes PET. Nanomedicina ha atraído un gran interés en las últimas décadas como nanopartículas (NP) se han diseñado y utilizado para diversos fines, tales como la resonancia magnética (IRM), tomografía computarizada (TC) y la imagen óptica (OI) o, simplemente, para la administración de fármacos mejorada.

Ilustración de la penetración mejorada y el efecto de retención (EPR) de las estructuras macromoleculares como sistemas de administración de fármacos en el tejido maligno.