Cyclotron production of [68Ga]GaCl3 using solid target and its clinical adaptation through automated purification and GMP-grade production of [68Ga]Ga-DOTATATE

Nel mondo della medicina moderna, i medici devono spesso vedere all'interno del corpo non solo per trovare un nodulo, ma per capire come una specifica malattia si stia comportando a livello cellulare. Per i pazienti con tumori neuroendocrini, un tipo di crescita che può essere difficile da localizzare, una speciale tecnica di imaging è diventata essenziale. Questa tecnica utilizza una minuscola quantità di un metallo radioattivo chiamato gallio-68, attaccato a una molecola che funge da segnale di localizzazione. Questo segnale cerca e si attacca alle cellule tumorali, illuminandole su uno scanner in modo che i medici possano vedere esattamente dove si trovano. Questo processo fa parte di un approccio più ampio chiamato teranostica, in cui lo stesso metodo di puntamento utilizzato per trovare la malattia viene utilizzato anche per curarla. Tuttavia, ottenere una quantità sufficiente di questo gallio radioattivo per scansionare i pazienti è diventato un grande ostacolo. Il metodo tradizionale per produrlo si affida a un dispositivo che rilascia lentamente il metallo nel tempo, ma questo metodo spesso non riesce a produrre materiale sufficiente per i grandi ospedali, e la logistica per la spedizione è difficile e costosa.

Per risolvere questo collo di bottiglia, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo modo per produrre il gallio-68 utilizzando un acceleratore di particelle, noto come ciclotrone, che si trova già in molti centri medici. Invece di aspettare un rilascio lento da un generatore, questo nuovo metodo scaglia protoni contro un blocco solido di zinco per creare direttamente il gallio radioattivo. Il team dietro questo lavoro ha costruito un sistema completo per gestire l'intero processo, dalla preparazione del bersaglio di zinco alla pulizia del prodotto finale. Hanno progettato un flusso di lavoro che potesse essere spostato in diversi ospedali, consentendo di produrre una grande quantità di materiale radioattivo su richiesta. Una volta creato il gallio, hanno utilizzato una macchina automatizzata per attaccarlo alla molecola di puntamento, creando il farmaco finale utilizzato per la scansione dei pazienti.

I risultati di questo nuovo approccio sono stati sostanziali. Sfondando un bersaglio di zinco solido con un fascio di protoni per due ore, il team è stato in grado di produrre tra i 90 e i 110 gigabecquerel di cloruro di gallio radioattivo. Questa è una quantità significativa di attività, sufficiente a rifornire molti pazienti contemporaneamente. Il processo è stato altamente efficiente, recuperando più della metà del potenziale materiale radioattivo, e il prodotto finale era estremamente puro, contenendo quasi nessuna impurità indesiderata. I ricercatori hanno poi preso questo materiale appena creato e, utilizzando un modulo automatizzato specializzato, lo hanno trasformato nel farmaco di scansione finale, il gallio-68 DOTATATE. Sono stati in grado di farlo rispettando i rigorosi standard di sicurezza e qualità richiesti per l'uso umano, completando la sintesi in circa cinque ore con elevati tassi di successo e livelli di purezza che soddisfacevano tutti i requisiti medici.

Questo lavoro dimostra che gli ospedali non devono dipendere interamente da fornitori esterni o dal limitato output dei generatori tradizionali per ottenere i farmaci di scansione di cui hanno bisogno. Utilizzando un bersaglio solido e un ciclotrone, i centri medici possono creare una fornitura autosufficiente di gallio-68. Il team ha dimostrato che questo metodo è scalabile e affidabile, offrendo una via pratica per la produzione regionale. Invece di inventare un tipo completamente nuovo di bersaglio o di attendere l'aiuto esterno, questo studio dimostra che le infrastrutture dei ciclotroni esistenti possono essere adattate per produrre non solo il gallio-68, ma potenzialmente anche altri metalli radioattivi emergenti. Questo cambiamento permette alle strutture mediche di massimizzare le loro attrezzature attuali e garantire che i pazienti ricevano l'imaging tempestivo e di alta qualità necessario per un'assistenza efficace.