Onlangs hebben ANSTO-onderzoekers vooruitgang geboekt bij het onderzoeken van verbeterde manieren om levensreddende radiofarmaceutica te maken met behulp van de fluor-18 radio-isotoop, zodat ze in meer ziekenhuizen tegen lagere kosten beschikbaar kunnen zijn.

De fluor-18 [ ¹⁸ F] radio-isotoop is essentieel voor honderdduizenden PET-scans per jaar over de hele wereld. Het wordt meestal gebruikt in de vorm van [ ¹⁸ F]FDG voor het diagnosticeren van kanker, maar is ook belangrijk voor het diagnosticeren van hersenaandoeningen, waaronder de ziekte van Alzheimer.

Deze ontwikkeling kwam tot stand na onderzoek van Monash University Ph.D. kandidaat Bo Zhang en medewerkers bij ANSTO, die zich richtte op het synthetiseren [ ¹⁸ F]ethenesulfonyl fluoride (ESF) - een nieuw reagens voor het gemakkelijk radioactief labelen van biologische moleculen onder milde omstandigheden.

"Bo heeft het nieuwe reagens succesvol gemaakt met een efficiënte methode onder milde laboratoriumomstandigheden, met behulp van een gespecialiseerde voorloper die intern bij ANSTO is ontwikkeld", zegt Dr. Ben Fraser, (hieronder afgebeeld) die samen met collega Dr. Giancarlo Pascali Zhang begeleidde. Prof Andrea Robinson, een expert in peptide- en eiwitsynthese, begeleidde Zhang's studies aan de Monash University.

"Geen enkele onderzoeksgroep heeft dit molecuul eerder gelabeld, waarbij het aanbrengen van de [ ¹⁸ F]fluor tot een zwavelatoom gebonden aan een bioreactieve groep, " zei Pascali (hieronder afgebeeld), die toezicht hield op de radiolabelingsreacties met behulp van een microfluïdische benadering bij de National Research Cyclotron.

Door gebruik te maken van microfluïdische reactoren, de onderzoekers om de reacties binnen een paar dagen te optimaliseren die anders maanden zouden duren. Pascali is een wereldexpert in het gebruik van de techniek.

Zhang gebruikte [ ¹⁸ F]ESF om fluor-18 te hechten aan verschillende aminozuren en twee 'proof of concept'-eiwitten in verschillende oplosmiddelen met behulp van een kort "verouderingsproces" bij kamertemperatuur.

"Dit toonde aan hoe eenvoudig de methode is om fluor-18 aan moleculen toe te voegen, zodat ze snel kunnen worden geëvalueerd als nieuwe radiofarmaceutica, ' zei Fraser.

Het onderzoek, een wereldprimeur gebruik van [ ¹⁸ F]ESF werd in juni 2018 gepubliceerd in het Journal of Labeled Compounds and Radiopharmaceuticals.

"Echter, de laatste [ ¹⁸ F] gelabelde aminozuren en eiwitten afgebroken wanneer getest op stabiliteit in serum, waardoor ze ongeschikt zijn voor gebruik in PET-beeldvorming. Gelukkig, soms in de wetenschap en in het bijzonder de scheikunde, als dingen niet gaan zoals verwacht, het opent andere mogelijkheden, ' zei Fraser.

"Omdat we vermoedden dat het nieuwe reagens vrij fluoride verloor, we zagen een ander mogelijk gebruik, ' zei Pascali.

"De neiging van deze gelabelde aminozuren en zelfs ESF om hun fluoridelabel te laten vallen, betekende dat we ze misschien zouden kunnen gebruiken om radioactief fluoride over te brengen naar andere belangrijke radiofarmaceutica, zoals FDG of Fallpride."

"Sinds [ ¹⁸ F]ESF kan gemakkelijk vast komen te zitten op kleine patronen, dit gaf ons het idee dat het een bron van verzendbare, klaar voor gebruik ¹⁸ F bron, ’ legde Pascali uit.

Dit idee werd getest in het laatste jaar van Zhang's Ph.D. werk en bleek succesvol voor de radiolabeling van veel model en real-life PET-tracers.

"Gezien de brede impact van dit werk, we waren verheugd dat ons artikel onlangs werd gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Chemie — een Europees tijdschrift , ' zei Pascali.

"We hebben nu geverifieerd dat [ ¹⁸ F]ESF-bevattende cartridges kunnen worden gebruikt om met succes radiolabelingsreacties uit te voeren in minimaal uitgeruste faciliteiten. Deze ontdekking zou de toegang tot en beschikbaarheid van minder vaak voorkomende ¹⁸ F radiofarmaca aan ziekenhuizen die voornamelijk op technetium-99m gebaseerde SPECT radiofarmaca gebruiken."

"We beginnen gesprekken te voeren met potentiële partners over de ontwikkeling van deze technologie, en worden aangemoedigd lokale klinische interesse. Onze nieuwe aanpak wordt gezien als een manier om radiodiagnostiek te differentiëren en te personaliseren, ' zei Pascali.