Advanced

Production of 89Zr for labelling of antibodies to be evaluated preclinically with micro-PET for radioimmunodiagnostics of prostate cancer

Svensson, Christoffer (2008)
Medical Physics Programme
Abstract
Introduction: Prostate cancer is the most common cancer type among men in Sweden. The malignant growth is normally a slow process and most patients are diagnosed at an age of 70 or more. However, some are subjected to a more aggressive form that requires an early diagnose to enhance the chances to overcome the disease. By combining monoclonal antibodies (mAbs) against two proteins connected with prostate (PSA and hK2) together with positron emission tomography (PET), the diagnostics of prostate cancer could be improved. 89Zr has found to fulfill several requirements to be used in immuno-PET. This thesis will describe the production, separation and conjugation of 89Zr to mAbs. The imaging characteristics of 89Zr compared to 18F will be... (More)
Introduction: Prostate cancer is the most common cancer type among men in Sweden. The malignant growth is normally a slow process and most patients are diagnosed at an age of 70 or more. However, some are subjected to a more aggressive form that requires an early diagnose to enhance the chances to overcome the disease. By combining monoclonal antibodies (mAbs) against two proteins connected with prostate (PSA and hK2) together with positron emission tomography (PET), the diagnostics of prostate cancer could be improved. 89Zr has found to fulfill several requirements to be used in immuno-PET. This thesis will describe the production, separation and conjugation of 89Zr to mAbs. The imaging characteristics of 89Zr compared to 18F will be evaluated as well. Material and Methods: 89Zr has been produced in a cyclotron (Scanditronix MC16) through 89Y(p,n)89Zr reactions and verified withgamma-spectroscopy. The separation chemistry is based on the use of a hydroxamate column, where Zr is able to form complexes with the resin at >1M HCl, whereas Y and other impurities are not. Zr is then transchelated into 1M oxalic acid and returns as Zr oxalate. Attempts to conjugate 89Zr to Rituximab with the bifunctional chelate desferrioxamine B (Desferal, Novartis) were carried out.The premodification of Df during Fe blockage enables conjugation to the mAb. After removement of Fe, 89Zr can be complexed into Df. Imagingcharacteristics were evaluated through spatial resolution, sensitivity and scatter contribution measurements in a MicroPET Focus 120 and GE 4096 Plus. Results: gamma-spectroscopy confirmed the production of 89Zr. Except 89mZr and 88Zr, no other co-produced radionuclidic impurities were revealed. Four separations of 89Zr resulted in radiochemical yields (Less)
Abstract (Swedish)
Prostatacancer är den vanligaste cancersjukdomen bland män i Sverige och drabbar framförallt äldre. Eftersom sjukdomsförloppet normalt sett är långsamt hinner de flesta män avlida av någon helt annan sjukdom eller orsak. Dock finns där en grupp av män som drabbas av en betydligt aggressivare form av prostatacancer som i ett tidigt skede börjar sprida sig från prostatan till övriga delar av kroppen. En tidig diagnos av sjukdomen är därför av stor betydelse för att rätt behandling ska kunnas sättas in vilket ger ökad möjlighet att tillfriskna.

Med radioimmunodiagnostik, d.v.s genom att koppla en radionuklid (radioaktivt ämne) till speciellt anpassade antikroppar mot prostata, öppnas möjligheten för att studera fördelningen av... (More)
Prostatacancer är den vanligaste cancersjukdomen bland män i Sverige och drabbar framförallt äldre. Eftersom sjukdomsförloppet normalt sett är långsamt hinner de flesta män avlida av någon helt annan sjukdom eller orsak. Dock finns där en grupp av män som drabbas av en betydligt aggressivare form av prostatacancer som i ett tidigt skede börjar sprida sig från prostatan till övriga delar av kroppen. En tidig diagnos av sjukdomen är därför av stor betydelse för att rätt behandling ska kunnas sättas in vilket ger ökad möjlighet att tillfriskna.

Med radioimmunodiagnostik, d.v.s genom att koppla en radionuklid (radioaktivt ämne) till speciellt anpassade antikroppar mot prostata, öppnas möjligheten för att studera fördelningen av prostatacancern i kroppen. I positronemissionstomografi (PET) låter man det radioaktiva ämnet generera informationen till bilden. Antikropparna agerar sedan som målsökare mot de proteiner som är kopplade till prostatan. På så vis kan alltså dessa antikroppar transportera radionukliden till dessa proteiner och således visualiseras oberoende av var de befinner sig i kroppen. För att radionukliden skall vara väl lämpad för radioimmunodiagnostik med PET måste den uppfylla vissa fysikaliska krav som krävs för antikropparnas fördelning i kroppen och för goda bildgivande egenskaper. Dessutom bör produktionen vara enkel och billig samtidigt som en märkningsmetod mot antikroppen måste existera.

Zirkonium-89 (89Zr) är en metallisk radionuklid som uppfyller de flesta av dessa krav. Den produceras genom att bombardera en tunn folie av yttrium med protoner från en accelerator (cyclotron). 89Zr måste därefter separeras från yttriumfolien för att inte påverka själva märkningen mot antikroppen. Efter att den bombarderade folien lösts upp i saltsyra, görs separationen av 89Zr på kemisk väg genom en speciell jonbytarkolonn. 89Zr återfås då i en kemisk lösning. Man placerar sedan 89Zr i en modifierad molekylstruktur till vilken man kopplar sin antikropp. Den typ av molekylstruktur som används kallas för kelat. Kelat har förmågan att binda in metalliska ämnen till organiska molekyler i en ringformad struktur. Till kelatet byggs sedan en länk som möjliggör kopplingen till antikroppen.

I detta arbete har 89Zr producerats och därefter separerats till över 83 % av den ursprungliga radioaktiviteten. Försök har gjorts att koppla antikroppar till denna speciella molekylstruktur i vilken 89Zr skall ingå. Även om vägen till kliniska försök fortfarande är lång är idén i allra högsta grad levande. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Svensson, Christoffer
supervisor
organization
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Nukleärmedicin
language
English
id
2157061
date added to LUP
2011-09-13 11:35:42
date last changed
2011-12-06 14:23:32
@misc{2157061,
  abstract     = {Introduction: Prostate cancer is the most common cancer type among men in Sweden. The malignant growth is normally a slow process and most patients are diagnosed at an age of 70 or more. However, some are subjected to a more aggressive form that requires an early diagnose to enhance the chances to overcome the disease. By combining monoclonal antibodies (mAbs) against two proteins connected with prostate (PSA and hK2) together with positron emission tomography (PET), the diagnostics of prostate cancer could be improved. 89Zr has found to fulfill several requirements to be used in immuno-PET. This thesis will describe the production, separation and conjugation of 89Zr to mAbs. The imaging characteristics of 89Zr compared to 18F will be evaluated as well. Material and Methods: 89Zr has been produced in a cyclotron (Scanditronix MC16) through 89Y(p,n)89Zr reactions and verified withgamma-spectroscopy. The separation chemistry is based on the use of a hydroxamate column, where Zr is able to form complexes with the resin at >1M HCl, whereas Y and other impurities are not. Zr is then transchelated into 1M oxalic acid and returns as Zr oxalate. Attempts to conjugate 89Zr to Rituximab with the bifunctional chelate desferrioxamine B (Desferal, Novartis) were carried out.The premodification of Df during Fe blockage enables conjugation to the mAb. After removement of Fe, 89Zr can be complexed into Df. Imagingcharacteristics were evaluated through spatial resolution, sensitivity and scatter contribution measurements in a MicroPET Focus 120 and GE 4096 Plus. Results: gamma-spectroscopy confirmed the production of 89Zr. Except 89mZr and 88Zr, no other co-produced radionuclidic impurities were revealed. Four separations of 89Zr resulted in radiochemical yields},
  author       = {Svensson, Christoffer},
  keyword      = {Nukleärmedicin},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Production of 89Zr for labelling of antibodies to be evaluated preclinically with micro-PET for radioimmunodiagnostics of prostate cancer},
  year         = {2008},
}