INTRODUÇÃO

Um das definições mais amplamente aceitas para a radiofarmácia é:

“Radiofarmácia é cientificamente reconhecida como a sub-especialidade essencial para a medicina nuclear. Sem os radiofármacos, procedimentos radiodiagnósticos ou radioterapêuticos não poderiam ser realizados” [Frase extraída de MATHER, S.J. Innovation in radiophatmacy:progress and constraints? Eur. Jour. Nucl. Med. Vol 28, no. 4, 2001. ]

Em relação à radiofármacos a definição mais aceita dentre as diversas existentes e que está em consonância com a legislação sanitária nacional é que os RADIOFÁRMACOS são MEDICAMENTOS com finalidade diagnóstica ou terapêutica que quando prontos para o uso, contêm um ou mais radionuclídeos.
Os radiofármacos servem a diversos propósitos, contudo dois são principais. O primeiro, e mais pragmático deles, é o uso como composto marcado administrado a uma paciente para observar alterações fisiológicas e/ou distribuição anormal do composto administrado e assim observar alguma anormalidade fisiopatológica, como no caso de exames realizados para perfusão miocárdica. O segundo é o seu uso como medicamento para tratamento de doenças dentre elas tumores, como as sementes de Iodo-131 para tratamento de tumor de tiróide.

HISTÓRICO

Historicamente, os radiofármacos começaram a ser utilizados em 1905, após a descoberta em 8 de novembro de 1895 do Raio-X por Wilhelm Conrad Roentgen em seu laboratório, com apresentação pública de sua descoberta em 6 de janeiro de 1896. Neste cenário, diversos personagens importantes foram destaque, dentre eles Marie Sklodowska (mais tarde a ser conhecida como Marie Curie), Henri Becquerel e Pierre Curie.

O primeiro uso de radiofármacos em humanos ocorreu em 1927. Nesse ano, Blumgart e Yens mesuraram a circulação de um paciente após a injeção de solução salina que havia sido exposta ao radônio. Após a experiência de Blumgart e Yens, um experimento de Hertz, Roberts e Evans em 1938 deu início a utilização na clínica médica de radioisótopos. Nesse experimento, foi usado Iodo-121 para estudos da função da tiróide.

PRODUÇÃO

Os radionuclídeos usados em Medicina Nuclear para diagnóstico e terapia são produzidos artificialmente em reatores ou aceleradores de partículas. Podem, ainda, ser acessíveis através de geradores de radioisótopos, que permitem a utilização de radionuclídeos de T_1/2 curto, a partir do decaimento de um radionuclídeo com T_1/2 longo. Estes radionuclídeos de T_1/2 longo são produzidos em reator ou cíclotron. Os radionuclídeos que decaem por emissão de partículas β- são geralmente produzidos em reator por fissão do ²³⁵U ou por reações de captura de nêutrons (n,γ ou n,p) numa amostra alvo apropriada. Os radionuclídeos que decaem por captura eletrônica ou emissão de partículas β⁺ são produzidos em cíclotrons. Nestas reações, partículas de elevada energia interagem com núcleos estáveis de alvos apropriados, originando produtos deficientes em prótons. Neste processo, as partículas que interagem com as amostras alvo podem ser prótons, dêuterons, partículas α ou ³He.

TOMOGRAFIA PET

A tomografia por emissão de pósitrons utiliza-se basicamente do fato de que a matéria aniquila-se com a antimatéria. No caso, o corpo do paciente é constituído por matéria, ou seja, por elétrons, que se aniquilam com a antimatéria emitida por um radionuclídeo emissor de pósitrons, sendo a antimatéria o pósitron.

Para que a emissão do pósitron seja detectada e transformada em imagem, os dois fótons (raios gama) resultantes da aniquilação do pósitron com o elétron (reação antimatéria-matéria), devem ser detectados simultaneamente. Os dados são transformados em coordenadas geométricas para cada evento de aniquilação e são armazenados na memória do computador. São necessários diversos pares de detectores adjacentes envolvendo todo o corpo do paciente. Isto permite a aquisição simultânea de dados, que são usados para reconstruir imagens em planos diversos.

Desta forma para a obtenção de uma imagem usando uma radiofármaco emissor de pósitron ou simplesmente radiofármaco PET, existem três etapas distintas: i) a aquisição dos dados, ii) processamento e reconstrução dos dados e, por fim, iii) a obtenção da imagem.

Portanto, o imageamento por emissão de pósitrons portanto, se inicia com a aplicação de um radiofármaco emissor de pósitron. Em alguns minutos, o isótopo se acumula em uma área do corpo em que o radiofármacos tem afinidade. O isótopo radiativo então decai por emissão de pósitron. O pósitron emitido colide com um elétron livre normalmente antes de atravessar 1 mm do ponto de emissão. A interação das duas partículas resulta na conversão de matéria em energia na forma de 2 raios gamas, com energia total de 511 keV. Estes raios gamas de alta energia emergem do ponto de colisão em direções opostas e são detectados por detectores em volta do paciente. Quando os dois fótons são detectados simultaneamente por um par de detectores, a colisão que deu origem a eles teve origem na linha que une os dois detectores. Naturalmente se um dos fótons foi espalhado, a linha de coincidências será incorreta. Depois de aproximadamente 500 000 eventos de aniquilação, a distribuição do traçador é calculada por algoritmos de reconstrução tomográfica, reconstruindo uma imagem bi-dimensional. A resolução espacial é deteriorada pela ocorrência de coincidências acidentais.

Esquema de funcionamento de uma tomografia por emissão de pósitron

Representação de um Tomógrafo PET

FDG-18

Representação da molécula de FDG-18

SÍNTESE

O ^18_ F-FDG (fluorine-18-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose ou Fluor-2-desoxi-D-glicose) dentre os radiofármacos utilizados na tecnologia PET é o que tem o uso mais ubiquitário, e por isso assumiu o título de “ gold standard” ou padrão ouro, devido a sua segurança e eficácia. O 18-F-FDG foi primeiramente sintetizado pelo Laboratório Brookhaven através de uma reação de adição eletrofílica do [¹⁸F]-F₂, preparado, usando-se a reação 20Ne (d,α) ¹⁸F, em um alvo gasoso com uma pequena quantidade de F₂ e traiacetil-glucal. Mais tarde, passou-se a se usar a substituição nucleofílica de amino-poliéter de potássio complexo (Kryptofix 2.2.2^®) a qual é utilizada até hoje nos módulos de síntese automáticos.

APLICAÇÕES

RADIOFÁRMACOS PET

CÉREBRO

Os primeiros radiofármacos PET utilizados para exame cerebral, foram direcionados para a medição do fluxo sangüíneo e o metabolismo cerebral. 11-C-glicose, 18-F-FDG foram os radiofármacos utilizados para o metabolismo, enquanto a 15-O-água, foi utilizada para a mediação do fluxo sangüíneo.

CORAÇÃO

Dentre todos os órgãos estudados o coração foi o primeiro deles. Para tanto foi utilizado o 11-C-ácido palmítico. O primeiro experimento consistiu em analisar o coração de um cão com detectores de iodeto de sódio para demonstrar a viabilidade do método PET.

O radiofármaco de escolha para uso em diagnóstico cardíaco tem sido o 18-F-FDG devido a sua afinidade, segurança, eficácia e precisão.

CÂNCER

Assim como a hipótese de Warburg para a glicólise aeróbica dominou os estudos da bioquímica do câncer durante vários anos, o uso do 18-F-FDG tem dominado os estudos do metabolismo do câncer nos últimos anos.

A PET-18-F-FDG é uma ferramenta valiosa que fornece informações complementares a respeito da anatomo-bioquímica oncológica. Devido as características do 18-F-FDG e das propriedades das células tumorais, esse é o radiofármaco mais utilizado para fins de estudo e /ou diagnóstico na oncologia.