O FDG (2-flúor-2-deoxi-D-glicose) é uma substância (radiofármaco) fundamental para a tomografia por emissão de pósitrons (PET) na qual se faz necessário sua administração ao paciente por injeção intravenosa.

Processo de Síntese

A DIPRA emprega, no processo de síntese do FDG, o módulo automático de síntese, denominado Synthera, desenvolvido e comercializado pela empresa belga IBA. Abaixo apresentamos um diagrama do Synthera junto com a descrição, passo a passo, do processo de síntese

Devido à elevada atividade com a qual se trabalha (da ordem de 5000 mCi), o módulo de síntese é isolado da sala de trabalho, operando dentro de células-quentes, blindadas, estanques, de operação automática e atmosfera rigorosamente controlada. Optamos por se empregar as células-quentes (Hot Cells) BBS2 da Comecer.

1º Passo:                Ao se receber o [¹⁸F], como uma mistura aquosa (água alvo) vinda do cíclotron, é necessário extrair o [¹⁸F] desta mistura. Para eliminar possíveis impurezas catiônicas, orgânicas e insolúveis em água, esta mistura é passada através de uma coluna contendo 30mg de uma resina aniônica “Accel Plus QMA Sep-Pak^TM” fornecida por Waters Corp. O íon fluoreto [¹⁸F] é retido na coluna, enquanto todas as impurezas catiônicas solúveis, bem como as substâncias solúveis em água não carregadas (orgânicas), passam pela coluna junto com a água (H₂¹⁸O) e são coletados no frasco de rejeitos. Esta mistura aquosa passa pela coluna por meio de vácuo aplicado ao frasco de coleta de rejeitos. O íon fluoreto [¹⁸F] retido na resina é, então, eluído com uma solução aquosa de acetonitrila (CH₃CN) contendo carbonato de potássio (K₂CO₃) e uma quantidade equimolar de Kryptofix^TM 222 (solução 1). Esta solução (solução 1) que deixa o frasco reagente 1 e passa pela coluna, chega ao frasco reator devido a um vácuo aplicado ao frasco reator. Esta solução, contendo tipicamente 97 a 99% de toda a atividade na forma de um fluoreto [¹⁸F] de um complexo de Kryptofix com potássio, é coletada no frasco reator.

2º Passo:                Este passo ocorre no frasco reator. Sob um fluxo de nitrogênio (N₂) ou hélio (He), a mistura água / acetonitrila é evaporada, deixando o fluoreto [¹⁸F] de um complexo de Kryptofix com potássio. A temperatura no frasco reator é elevada da temperatura ambiente até 95ºC para facilitar a evaporação. 2 minutos antes do fim da etapa de evaporação, o fluxo de gás é suspenso e um vácuo é aplicado ao frasco reator para completar a secagem. A duração total desta etapa, incluindo a secagem a vácuo do resíduo, é de 12 minutos.

Pontes de hidrogênio tornam significativamente menor a reatividade do íon fluoreto [¹⁸F]. Portanto, é essencial que virtualmente toda a água seja removida nesta etapa.

3º Passo:                No processo de fabricação de FDG, a fluoração do precursor é um processo intermediário. Isto envolve a reação do (K / K222)⁺ / [¹⁸F] F^- (anidro), preparado no passo anterior, com o triflato de manose, tendo-se acetonitrila anidra como solvente (Soluçao 2), a qual é adicionada ao frasco reator a partir do frasco reagente 2, por fazendo-se vácuo ao frasco reator.

O íon fluoreto [¹⁸F] substitui o triflato, saindo este grupo do carbono 2 do precursor (triflato de manose), quebrando uma ligação carbono-oxigenio e criando uma ligação carbono-fluor [¹⁸F]. Esta substituição ocorre via o mecanismo SN2, o qual leva a uma completa inversão da estéreoquímica do carbono-2 para dar a configuração de glicose. É por causa desta inversão que não se produz 2-deoxi-2-[¹⁸F] flúor-D-manose (FDM) por esta síntese, mas sim 2-deoxi-2-[¹⁸F] flúor-D-glicose (FDG).

A reação de marcação (fluoração) é feita a 85ºC. Este passo dura 3 min. Durante este tempo, alguma quantidade de triflato de manose reage com o íon fluoreto [¹⁸F] para produzir um intermediário (2-deoxi-2-[¹⁸F] flúor-1,3,4,6-tetra-O-acetil-b-D-glicopirano) o qual se auto-reorganiza para octa-O-acetil-beta-sophorose (Engelskirchen, et al.´1989), ou polimeriza (carameliza). O octa-O-acetil-beta-sophorose é convertido de volta a glicose durante o próximo passo (4º.passo), já os açúcares polimerizados, de cor escura, são removidos por adsorção nas colunas de purificação C-18 e de alumina, no processo de filtração final (6º.passo).

4º Passo:                Nesta etapa dar-se a evaporação da acetonitrila, restando um resíduo contendo compostos fluorados intermediários. Isto é obtido aplicando-se, ao frasco de reator, uma combinação de fluxo de nitrogênio (ou hélio) e depois vácuo. A temperatura durante esta etapa é de 75ºC. Esta etapa dura 5 min.

5º Passo:                Nesta etapa ocorre a hidrolise alcalina do resíduo contido no frasco reator. Uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) em água, contendo etanol como estabilizante (Solução 3), contida no frasco reagente 3, é transferido para o frasco reator e a mistura é mantida aquecida a 50ºC e sob fluxo de gás. Este processo extrai os grupos acetil (grupos que promoviam um estéril impedimento) dos compostos fluorados intermediários, produzindo [¹⁸F] FDG e transformando em L-Glicose o precursor que não havia reagido. A duração desta etapa é de 4 min.

6º Passo:                A etapa final do processo, a purificação e entrega do produto final, é obtido passando-se a mistura resultado da hidrólise através de varias e sucessivas colunas de purificação. A primeira coluna contém uma forte resina catiônica (usada para remover possíveis complexos carregados de K⁺ / Kryptofix222 e neutralizar hidróxido de sódio, e para remover algumas espécies iônicas remanescentes. Conectada a esta coluna está uma coluna básica contendo óxido de alumínio “Sep-Pak^TM Plus B” (para adsorver o flúor [¹⁸F] que não reagiu). E finalmente, coluna de sílica ligada a C-18 “Sep-Pak^TM C18” (para reter espécies relativamente não polares, tais como traços de fluoretos [¹⁸F] intermediários não hidrolisados).

Duas porções de água estéril para injeção (total de 10ml), contida no frasco reagente 4, são então adicionadas ao frasco de reação fazendo-se assim passar através das colunas de purificação o máximo possível do produto. O efluente das colunas de purificação é filtrado através de um filtro estéril de 0,22 micra e recolhido em um frasco para produto final.

Se requerido, antes de se iniciar a síntese, pode-se adicionar 0,68ml de uma solução de cloreto de sódio (ingrediente inativo) a 14,6% ao frasco produto final, para se obter uma solução final isotônica.

Sítios relacionados:

http://en.wikipedia.org/wiki/Fluorodeoxyglucose

http://www.cerebromente.org.br/n01/pet/petradio_port.htm

http://www.rxlist.com/fludeoxyglucose-drug.htm

Veja também:

RADIOFARMÁCIA

DIPRA

PET