.png)
1.1 Giriş: Radyoizotopların Nükleer Tıpta Kullanımı
Radyofarmasötikler olarak bilinen işaretlenmiş radyoaktif maddeler, nükleer tıp alanında genellikle tanısal veya terapötik uygulamalar için intravenöz olarak verilir. Uygulamayı yapan uzmanlar ve personeller, radyoaktif malzemelerin güvenli kullanımı, depolanması ve imhası konularında özel olarak eğitilmişlerdir. Radyofarmasötikleri kullanmak için özel ruhsat gereklidir, radyofarmasötiklerin kullanım için düzenleyici kurumlar tarafından onaylanması gerekir. Radyoaktif maddelerin formülasyonu ve dağıtımı için sertifikalı radyofarmasötik etken maddeler kullanılır.
1.2.1 Nükleer Tıp Görüntüleme
Doku anatomisi, işlevi ve metabolizmasını görüntülemek için gama fotonları, X ışınları ve pozitronların (β +) emisyonu ile bozunan radyoizotoplar, belirli organlara ve hastalıklı bölgelere hedeflenir. Radyofarmasötik ajanlar genellikle intravenöz olarak ve bazı uygulamalar için radyoaktif ajan ile daha sonra hedeflenen spesifik organ veya dokuda lokalize olacak şekilde oral veya inhalasyon yoluyla uygulanır. Lokalize radyoaktif ajandan radyasyon emisyonu daha sonra sintilasyon dedektörleri (radyasyona maruz kalan belli malzemelerden yayınlanan fotolüminesans ve fosforesans vasıtası ile parçacık deteksiyonu yapan cihazlar) ve diğer cihazlar tarafından tespit edilir. Ardından dedektör verileri bilgisayarda radyofarmasötik dağıtımın iki boyutlu (düzlemsel görüntüleme) veya üç boyutlu (tomografik görüntüleme) görüntülerine işlenir. Bu veriler, zaman-aktivite eğrilerini veya radyoaktivitenin zaman içindeki alım ve salım kinetiğini ölçmek için organ işlevi üzerine birkaç önemli uygulama için de kullanılabilir.
1.2.2 Moleküler Görüntüleme
Moleküler görüntüleme özel olarak tasarlanmış radyofarmasötik ajanların; spesifik kimyasal ve biyolojik süreçleri ölçmek için vücut fonksiyonunun izlenmesine olanak sağlayan, belirli bir hücresel düzeydeki fonksiyonel değişikliklerin saptanması ve değerlendirilmesi için özel olarak hedeflendiği bir nükleer tıp uygulamasıdır. Moleküler görüntüleme, genellikle klinik semptomlar gözlenmeden önce hastalık süreçlerini çok erken aşamalarda benzersiz bir şekilde tanımlayabilir. Bu nedenle nükleer tıp; görüntüleme, teşhis ve evreleme, tedavi planlaması, tedaviye yanıtı izleme, nüksü ve kalan hastalığı izlemeyi içeren hastalık değerlendirmesinin her aşamasında kritik bir rol oynar. Kanser yönetiminde bu teknolojiler, genellikle gizli olabilen ve diğer görüntüleme yöntemleri tarafından tespit edilemeyen hastalık durumlarını tespit edebilir. Görüntüleme, vücuda yayılma derecesi de dahil olmak üzere hastalığın ciddiyetini de değerlendirebilir. Kanserin başlangıç evrelemesi, zamanında CT ve MRI gibi çeşitli teşhis teknikleriyle gerçekleştirilmiş olsa da SPECT ve PET nükleer görüntüleme teknolojilerinin yaygın kullanılmaya nispeten yeni başlanması, kanser yönetiminde yeni fırsatlar doğurmuştur.
1.2.3 In Vivo Fonksiyon Testleri
Nükleer tıptaki uygulamalarda radyofarmasötik uygulanır ve adsorpsiyon, dağıtım, metabolizma ve eliminasyon (ADME) özellikleri belgelenir. Değerlendirilebilecek fonksiyonel süreçler arasında doku kan akışı ve radyofarmasötiğin metabolizması, protein-protein etkileşimleri, normal ve anormal hücrelerde hücre reseptörlerinin ekspresyonu, hücre-hücre etkileşimleri, nörotransmitter aktivitesi, hücre trafiği ve hedefe yönelim, doku istilası ve programlanmış hücre ölümü bulunur. Nükleer tıp görüntüleme, bu süreçler hakkında bilgi sağlayarak doku işlevinin normal ve hastalıkla ilişkili durumları ile tedaviye yanıtı araştırmak için geniş bir araç yelpazesi sunar. Organ fonksiyonunu yansıtan testlerle ilgili organların zaman-aktivite eğrileri elde edilir. Radyofarmasötiklerin in vivo tayini, bir organın veya organ sisteminin işlevlerini değerlendirmede bir araç olarak büyük potansiyele sahiptir.
1.2.4 Nükleer Tıp Tedavisi
Radyonüklid tedavisi (RNT), nükleer tıp tedavisi için mühürsüz radyoaktif kaynakların kullanılmasıdır. Bu terapötik modalitede, doku hedefleme maddelerine bağlanan genellikle partikül yayan radyoizotopların yüksek aktivite seviyeleri, hedeflenen dokulara yüksek radyasyon dozları vermek için uygulanır. Başlıca yerleşik klinik uygulamalar arasında kanser terapisi, metastatik kemik ağrısının tedavisi ve romatoid artrit gibi enflamatuar süreçlerin tedavisi yer alır.
1.3 Radyofarmasötikler
Radyoaktif olmayan terapötik rutin farmasötiklerin yaygın kullanımının aksine, radyofarmasötikler genellikle çok yüksek spesifik aktivitede (radyoaktivite / birim kütle) sub-farmakolojik dozda uygulanır. Radyofarmasötikler, bazı durumlarda iyonik formda radyonüklid içerebilir ancak radyofarmasötikler genellikle radyoizotop kimyasal olarak bağlanır. Bu taşıyıcı moleküller; şelatlama maddeleri, küçük moleküller, ilaçlar, peptidler, proteinler veya partikülleri içeren geniş bir molekül yelpazesi ile temsil edilir. Radyofarmasötik hedefleme ajanları; oral, intra-arteriyel, intravenöz, intratümoral, intra-portal ve intrakavite yollarla uygulanır. Uygulanan radyofarmasötikler; ilgili organ veya dokuda, çeşitli biyolojik mekanizmalar yoluyla birikir. Radyofarmasötiklere eklenen radyonüklidler radyasyon bileşenini (radyoaktivite) sağlarken, taşıyıcı molekül özellikle hastalıklı dokuları veya hücreleri hedef alır. Radyonüklidlerin eklendiği bu radyofarmasötik taşıyıcı moleküller genellikle vektörler olarak adlandırılır ve genellikle bir ilaç, karbonhidrat, lipid, nükleik asit, peptid, antikor parçası veya hatta çok büyük bütün antikorlar gibi küçük organik moleküllerden oluşur. Vektör seçimi, geliştirilmesi, hazırlanması ile ilişkili sentetik kimyasal ve biyolojik sorunlar zorludur. Nihai klinik uygulama amacıyla bu ajanların preklinik değerlendirilmesi önemlidir. Radyofarmasötiklerin seçici olarak hedef üzerinde birikme kabiliyetine dayanmaktadır.
Tanısal görüntüleme uygulamaları için kullanılan radyofarmasötiklerin aktivite dozları; hedef bölgede birikme derecesine, kalma süresine, salım kinetiğine, yürütülen araştırma türüne ve kullanılan görüntüleme teknolojisine bağlı olarak değişir. Amaç, radyasyon dozunu en aza indirmek için görüntülemede gerekli olan aktivite seviyelerini hedeflenen dokular olmadan sınırlamaktır. Çoğunlukla millicurie (mCi) radyoaktivite seviyeleri teşhis çalışmaları için yeterliyken terapötik uygulamalar için genellikle birkaç yüz mCi aktivite gereklidir.
Hem teşhis hem de tedavi uygulamaları için kullanılan radyoizotoplar genellikle araştırma reaktörlerinde ve hızlandırıcı tesislerde üretilir veya radyonüklid jeneratör sistemlerinden elde edilebilir. Bazı görüntüleme ajanları ve terapötik ajanlar, hastane bazlı bir radyofarmaside, dikkatle kontrol edilen koşullar altında kurum içinde üretilmekte veya dağıtılmaktaysa da; radyofarmasötik ajanların çoğu klinik kullanım için ticari üreticiler tarafından kullanıma hazır bir formda veya merkezi bir radyofarmasiden teslim edilir. Radyofarmasötikler; Na131I (tiroid tedavisi), 90SrCl2 (kemik ağrısı palyasyonu) ve Na99mTcO4 (tiroid görüntüleme) gibi inorganik formlarda radyonüklidleri içeren çok çeşitli kimyasal ve fiziksel formlarda mevcuttur.
Radyonüklidler genellikle kompleks oluşturarak uygun kenetleme gruplarına eklenir ve bu oluşumla daha sonra görüntüleme veya tedavi için kullanılır. Başka bir mekanizmada radyonüklidler, hedefleme vektörüne eklenen uygun bir kenetleme maddesine komplekslenebilir. Ek olarak bir başka önemli strateji, radyonüklidlerin ilaç molekülüne kovalent bağlanmasıdır. Son olarak, terapötik radyonüklidler bir taşıyıcı vektöre kimyasal kenetleme yoluyla da bağlanabilir.
Radyofarmasötiklerin geliştirilmesi ve kullanımı çok disiplinli bir süreçtir. Radyofarmasötik geliştirmede kullanılan anahtar stratejiler, beklenen hedefleme ve kinetiğin optimize edilmesini sağlamak için gerekli olan bir dizi fizyolojik sorunu içerir. Radyofarmasötikler hızlı kan klirensi göstermeli ve uygun olduğunda hücresel birikimi kolaylaştırmak için yüksek membran geçirgenliğine sahip olmalıdır. Ajanlar ayrıca uygulamadan önce yavaş metabolizma ve hedef olmayan organlarda minimum birikim sergilemelidir. Ek olarak, izleyicinin kinetik modellemesini kolaylaştırmak için sınırlı taşıma ve biyokimyasal dönüşüm gerçekleşmelidir. Bu veriler, zaman-aktivite eğrilerinden ve seri görüntülemeden üretilir; hem hedef hem de hedef olmayan organlar için radyasyon dozunun tahminine izin verir. Radyofarmasötik geliştirme, radyonüklidlere gerekli saflığı sağlamak için daha sonra radyokimyasal işleme, saflaştırma ve analiz ile birlikte radyonüklid üretimi dahil olmak üzere çeşitli disiplinleri ve yetenekleri kapsar. Diğer temel yetenekler ve kaynaklar, uygun özelliklerle radyo etiketleme için şelatlama ajanlarının veya vektörlerin organik sentezini içerir ve radyo etiketleme yöntemlerinin geliştirilmesi, yüksek radyokimyasal verimler sağlar.
Hazırlayan: İpek Bilgin
Kaynak:
Radiopharmaceuticals for Nuclear Cardiology: Radiation Dosimetry, Uncertainties, and Risk by Michael G. Stabin
Eberlein, U., Bröer, J.H., Vandevoorde, C. et al. Biokinetics and dosimetry of commonly used radiopharmaceuticals in diagnostic nuclear medicine – a review. Eur J Nucl Med Mol Imaging 38, 2269–2281 (2011)
Radiopharmaceuticals in Nuclear Pharmacy and Nuclear Medicine; Nic Mastascusa; Journal of Nuclear Medicine Technology Dec 2020, 48 (4) 388-389
Subramanian, G., Rhodes, B.A., & Cooper, J.F. Sodd, V.J. (Ed.). (1975). Radiopharmaceuticals. United States: Society of Nuclear Medicine, Inc.
Introduction: Radiopharmaceuticals Play an Important Role in Both Diagnostic and Therapeutic Nuclear Medicine by Ashutosh Dash
Comments