Автореферат (Экспериментальное обоснование возможности применения 68Ga - цитрата для визуализации воспалительных процессов методом позитронно-эмиссионной томографии), страница 3

Зависимость доли связывания галлия 68Ga с трансферрином отконцентрации добавляемого раствора цитрата железа (III) in vitroИсследование влияния раствора цитрата железа (III) in vivo,определенной выше концентрации, на распределение 67Ga- и 68Ga-цитрата идоказательство их биоэквивалентности проводили на нелинейных крысах смоделью асептического воспаления мягких тканей в острой фазе (на 3 суткипосле инокуляции ирританта). Наличие воспаления подтверждалиморфологическими и гематологическими исследованиями, а также приаутопсии.

Накопление препаратов в органах и тканях оценивали методомпрямой радиометрии после умерщвления животных и отбора проб органов итканей (табл. 1, 2).10Таблица 1Влияние раствора цитрата железа (III) на накопление-выведение Ga-цитратав организме крыс67Кровь, млМышца, гСодержание препарата, %/орг или %/г (%/мл)Время отбора проб органов и тканей, час0,512524Да 0,55±0,08 0,66±0,09 0,67±0,08 1,05±0,18 0,48±0,08Нет–2,05±0,18*–2,59±0,13* 0,70±0,18Да 0,16±0,05 0,16±0,08 0,16±0,03 0,08±0,01* 0,06±0,01Нет–0,24±0,07–0,36±0,05 0,25±0,12Да 1,71±0,27 1,92±0,13 0,99±0,19 0,92±0,32 1,26±0,13Вв.ЦЖ**Органы итканиОчагвоспаления,НетгСуммарное Давыведение Нет–1,17±0,19*–55,8±6,7–79,0±4,93,9±2,0*92,6±1,3–2,31±0,57* 2,15±0,8395,4±0,46,5±1,3*98,8±0,210,3±1,3** – различие в сравнении с введением цитрата железа (III) значимо по t-критериюСтьюдента (p<0,05)** Примечание: Вв.

ЦЖ – предварительное введение цитрата железа (III)Таблица 2Влияние раствора цитрата железа (III) на накопление-выведение Ga-цитратав организме крыс68Органы и тканиКровь, млМышца, гОчаг воспаления,гСуммарноевыведениеСодержание препарата, %/орг или %/г (%/мл)Время отбора проб органов и тканей, час0,5125**24**0,29±0,06 0,40±0,05 0,35±0,100,540,250,10±0,04 0,16±0,03 0,06±0,030,060,050,69±0,150,86±0,110,52±0,190,410,5768,3±3,487,9±5,497,2±1,698,299,5** аппроксимированные значения от распределенного 67Ga-цитратаПри предварительном в/в введении цитрата железа (III) удалосьдобиться увеличенного клиренса крови и накопления в патологическом очагечерез 30-60 минут после введения 67Ga-цитрата (табл. 1), что предполагаетпроведение быстрой визуализации воспалительных процессов (рис.

2) и,главное,применениепотенциальнойрадиоактивнойметки–короткоживущего изотопа галлия-68 (T½ 67,7 минут), чьи результатыбиораспределения максимально схожи с фармакокинетикой 67Ga-цитрата поКДН: препарат аналогичным образом активно накапливается в очагевоспаления (рис. 2) и интенсивно выводится из организма (табл. 2).Накопление 68Ga-цитрата через 60 минут после введения для остальныхорганов и тканей представлено на рисунке 3.11Ga-68 (+Fe)Ga-67 (+Fe)Ga-68 (+Fe)% от введ. активностиКДН воспаление/кровьGa-67 (-Fe)321*Ga-68 (-Fe)**64*2**00061218Время, часы24Рисунок 2.

Сравнение КДНвоспаление/кровь для цитрата,меченного разными изотопами галлияв присутствии (+Fe) и без (-Fe) цитратажелеза (III)Рисунок 3. Накопление 68Gaцитрата через 60 минут послевведения для остальных органов итканей с и без введения цитратажелеза (III)Для описания и анализа кинетики транспорта 68Ga-цитратаиспользовали математическую камерную модель, представленную на рисунке4А, и идентифицировали значения констант скоростей накопления ивыведения для всех исследуемых камер (табл.

3), согласно решениюуравнений (рис. 4Б) при начальных условиях B(0)=1; I(0)=0; L(0)=0; K(0)=0;C(0)=0; U(0)=0 и далее экспериментальных данных накопления.(А)(Б) dI dt   IB B   BI I dL   B  (   ) LLBBLCL dt dK   KB B  ( BK  UK ) K dt dU   KUK dt dC CL L dt dB  BI I   BL L   BK K  ( IB   LB   KB ) B. dtРисунок 4. Камерная модель кинетики транспорта 68Ga-цитратаСогласно значениям рассчитанных констант скоростей (табл. 3) 68Gaцитрат, введенный без цитрата железа (III), стремительно накапливался впечени. Затем около 80% препарата из печени мигрировало в кишечник ивпоследствии экскретировалось из организма, а 20% попадало обратно вкровь.12Таблица 3Значения исследуемых биологических констант скоростей для камерноймодели кинетики транспорта 68Ga-цитратаВведение68GaцитратаС цитратомжелеза (III)Без цитратажелеза (III)Значения биологических констант скорости λ, ч-1IB*BILB5,595 0,043 0,027BL→0CLKB*BKUKB0,013 6,252→00,030,016→00,0633,853 0,058 0,245 0,044 0,198 7,841 0,022Константа физического распада 68Ga 0,613 ч-1* Резкое накопление в течение 30 минут после введения 68Ga-цитратаНапротив, 68Ga-цитрат, введенный с цитратом железа (III), почти вдевять раз медленнее накапливался в печени и в пятнадцать раз медленнеепокидал ее через желчные протоки в сторону двенадцатиперстной кишки.Препарат на 45% активнее (по времени) аккумулировался в очаге воспаленияи на 25% медленнее выводился из него, что явилось, несомненно,положительным фактором с точки зрения визуализации.

Более активнаяэкскреция с мочой обусловлена, видимо, выведением галлия-68 в составенизкомолекулярных, от части гидролизованных (согласно результатам ТСХ)соединений.Изменение значений констант скоростей для 68Ga-цитрата придополнительном введении цитрата железа (III), несомненно, приводит кизменениюфармакокинетическихпараметровдлябольшинстваинтересующих камер (табл. 4).Таблица 468Значения фармакокинетических параметров для Ga-цитратаКамераКровь BОчагвоспаления IПечень LПочки KВв.ЦЖДаНетДаНетДаНетДаНетПлощадьКлиренспод кривойкБк/мл · чмл/ч11,4±1,5157,3±18,979,4±9,5*22,7±2,7*279,7±33,66,4±0,968,4±8,3*26,3±3,2*70,7±8,425,4±3,1130,3±14,9* 13,8±1,6*399,9±45,64,5±0,51267,6±98,6* 1,4±0,2*Объембиораспред.мл250,0±29,833,5±3,9*9,8±1,239,2±4,7*41,5±5,121,0±2,7*7,0±0,72,2±0,3*Средняяконц-циякБк/мл7,2±0,953,7±6,5*183,5±22,345,9±5,5*43,4±5,285,7±10,3*256,4±30,9819,2±94,1** – различие в сравнении с введением цитрата железа (III) значимо по t-критериюСтьюдента (p<0,05)Так, клиренс крови от галлия-68 в присутствии цитрата железа (III)увеличился почти в семь раз, напротив, клиренс камеры воспаления13уменьшился в 4,1±0,5 раз, что подразумевает визуализацию патологическихочагов в течение длительного времени.

При дополнительном введениицитрата стабильного железа (III) исследуемый препарат примерно в 2-3 разабыстрее покидает камеры печени и почек.При дополнительном введении цитрата железа (III) биологическийпериод полувыведения препарата из крови сократился почти в шесть раз(табл. 5), что примерно коррелирует со значениями клиренса крови отпрепарата (табл.

4). Более быстрое очищение крови от галлия-68 привело кболее активному и быстрому накоплению РФП в очаге воспаления.Таблица 5Биологические и эффективные периоды (в часах) полувыведения 68Gaцитрата (радиоактивности) из органов и тканейС предварительным введениемБез предварительногоцитрата железа (III)введения цитрата железа (III)Орган/тканьБиологический Эффективный Биологический ЭффективныйКровь11,41,0363,01,11Мягкие15,81,0510,21,02тканиВоспаление16,11,0611,91,03Общее5,30,9353,31,11выведениеОднако, согласно полученным данным (табл. 5), дополнительноевведение трехвалентного железа значительно не повлияло на «вымывание»препарата из патологического очага и мягких тканей (мышечной ткани).Очевидно предположить, что дополнительное введение цитрата железа (III)не столько влияет на скорость выведения 68Ga-цитрата из камер, сколько наскорость его накопления (!) в камерах.Глава 4 посвящена исследованию и оценке возможности применения68Ga-цитрата для ранней визуализации смоделированных воспалительныхпроцессов (асептическое воспаление мягких тканей, легочная инфекция,септический остеомиелит, заболевание воспаленного кишечника) напозитронно-эмиссионном томографе PET/X-RAY Genisys4 (SofieBioscience,США) для лабораторных животных PETBox.

Процедуру сканированиявыполняли через 30, 60 и 120 минут после внутривенной инъекции. Времясканирования 10 минут. На рисунках 5-8 представлены изображения,полученные через 60 минут после введения 68Ga-цитрата (А. – без введенияраствора цитрата железа (III), Б. – с предварительным введением растворацитрата железа (III), В. – с трехвалентным железом в составе препарата).Введенный 68Ga-цитрат (без цитрата трехвалентного железа) почтиравномерно распределялся по всему кровотоку тушки мыши с отдельнымилокусами гиперфиксации в сердце, печени и кишечнике, что никак не связанос моделями воспаления.14Рисунок 5.

ПЭТ-изображения мыши Рисунок 6. ПЭТ-изображения мыши сс моделью асептического воспалениямоделью септического воспалениямягких тканейлегкогоРисунок 7. ПЭТ-изображения мышис моделью септическогоостеомиелитаРисунок 8. ПЭТ-изображения мыши смоделью заболевания воспаленногокишечникаНапротив, введение цитрата железа (III), как предварительно, так исовместно с 68Ga-цитратом, позволило получить изображения, отличающиесявысокой информативностью и четкими границами между здоровыми ивоспаленными тканями.

Необходимо отметить, что нет статистическидостоверной разницы между накоплением препарата в патологическом очагедля различных моделей воспаления, так как ПЭТ визуализация с68применениемпрепаратаGa-цитратнаправленанаиндикациювоспалительных процессов, а не на их дифференциальную идентификацию.Количественный анализ полученных изображений показал ожидаемуюфармакокинетику 68Ga-цитрата: без предварительного введения цитратажелеза (III) препарат в больших количествах оставался в крови в течениедлительного времени (рис. 9) и практически не накапливался впатологическом очаге (рис.

10).15АБВА***420SUV воспаления, г/млSUV крови, г/млВ2,586Б2*1,51**0,5*00306090Время, мин120Рисунок 9. Сравнение значений SUV68Ga-цитрата для крови0306090Время, мин120Рисунок 10. Сравнение значений SUV68Ga-цитрата для очага воспаленияПо результатам, представленным на графике (рис. 10), видно, что припредварительном введении в организм раствора цитрата железа (III)концентрация 68Ga-цитрата в очаге воспаления уже в первые часыувеличивалась в 2,9±0,4 раза, а при совместном введении – в 4,2±0,9 раза поотношению к введению 68Ga-цитрата без цитрата железа (III). Проведенныеисследования показывают, что нет статистически достоверной разницымежду предварительным введением раствора цитрата железа (III) иливведением радиофармкомпозиции 68Ga- и Fe-цитрата.Глава 5 посвящена исследованию и оценке токсикологических свойствлиофилизатов (из наработанных партий в ООО «ДИАМЕД», Москва) дляприготовления 68Ga-цитрата с и без цитрата стабильного железа (III) нагрызунах и разбита на три раздела по исследованиям острой, хроническойтоксичности и аллергизирующего действия.