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

In de wereld van de moderne geneeskunde moeten artsen vaak niet alleen in het lichaam kijken om een knobbeltje te vinden, maar ook om te begrijpen hoe een specifieke ziekte zich op cellulair niveau gedraagt. Voor patiënten met neuro-endocriene tumoren, een type groei dat moeilijk te lokaliseren kan zijn, is een speciale vorm van beeldvorming essentieel geworden. Deze techniek maakt gebruik van een minuscule hoeveelheid van een radioactief metaal genaamd gallium-68, gekoppeld aan een molecuul dat fungeert als een zoeklicht. Dit zoeklicht zoekt de tumorcellen op en hecht zich eraan, waardoor ze op een scanner oplichten zodat artsen precies kunnen zien waar ze zich bevinden. Dit proces is onderdeel van een bredere benadering genaamd theranostics, waarbij dezelfde doelgerichte methode die wordt gebruikt om de ziekte te vinden, ook wordt gebruikt om deze te behandelen. Het verkrijgen van voldoende van dit radioactieve gallium om patiënten te scannen is echter een grote hindernis geworden. De traditionele manier om het te maken vertrouwt op een apparaat dat het metaal langzaam over een bepaalde tijd vrijgeeft, maar deze methode kan vaak niet genoeg materiaal produceren voor grote ziekenhuizen, en de logistiek rondom het verzenden ervan is moeilijk en duur.

Om deze flessenhals op te lossen, hebben onderzoekers een nieuwe manier ontwikkeld om gallium-68 te maken met behulp van een deeltjesversneller, een cyclotron, die al in veel medische centra aanwezig is. In plaats van te wachten op een langzame afgifte uit een generator, beschiet deze nieuwe methode protonen op een solide blok zink om het radioactieve gallium direct te creëren. Het team achter dit werk heeft een compleet systeem gebouwd om het hele proces te beheren, van het voorbereiden van het zinkdoelwit tot het opruimen van het eindproduct. Ze ontwierpen een workflow die naar verschillende ziekenhuizen verplaatst kon worden, waardoor ze op aanvraag een grote hoeveelheid van het radioactieve materiaal konden produceren. Zodra het gallium was gecreëerd, gebruikten ze een geautomatiseerde machine om het aan het doelgerichte molecuul te koppelen, wat het uiteindelijke medicijn vormt dat wordt gebruikt voor het scannen van patiënten.

De resultaten van deze nieuwe aanpak waren aanzienlijk. Door gedurende twee uur een bundel protonen op een vast zinkdoelwit te richten, slaagde het team erin om tussen de 90 en 110 gigabecquerel aan radioactief galliumchloride te produceren. Dit is een aanzienlijke hoeveelheid activiteit, genoeg om veel patiënten tegelijk te voorzien. Het proces was zeer efficiënt, waarbij meer dan de helft van het potentiële radioactieve materiaal werd teruggewonnen, en het eindproduct was uiterst zuiver, met bijna geen ongewenste onzuiverheden. De onderzoekers namen dit vers gemaakte materiaal en zetten het, met behulp van een gespecialiseerde geautomatiseerde module, om in het uiteindelijke scanmedicijn, gallium-68 DOTATATE. Ze waren in staat dit te doen onder de strikte veiligheids- en kwaliteitsnormen die vereist zijn voor menselijk gebruik, waarbij de synthese in ongeveer vijf uur werd voltooid met hoge succespercentages en zuiverheidsniveaus die aan alle medische vereisten voldeden.

Dit werk toont aan dat ziekenhuizen niet volledig afhankelijk hoeven te zijn van externe leveranciers of de beperkte output van traditionele generatoren om de scanmedicijnen te krijgen die ze nodig hebben. Door een vast doelwit en een cyclotron te gebruiken, kunnen medische centra een zelfvoorzienende aanvoer van gallium-68 creëren. Het team heeft aangetoond dat deze methode schaalbaar en betrouwbaar is, en een praktisch pad biedt voor regionale productie. In plaats van een compleet nieuw type doelwit uit te vinden of te wachten op hulp van buitenaf, bewijst deze studie dat bestaande cyclotron-infrastructuur kan worden aangepast om niet alleen gallium-68, maar potentieel ook andere opkomende radioactieve metalen te produceren. Deze verschuiving stelt medische instellingen in staat om hun huidige apparatuur te maximaliseren en ervoor te zorgen dat patiënten de tijdige, hoogwaardige beeldvorming ontvangen die nodig is voor effectieve zorg.