Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalmn Penelitian Sainsdan Teknologi Menuju Era Tinggal Landas

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

99mTc-MAG-III, SINTESIS, PENANDAAN DAN STUDIPENDAHULUAN PADA PASIEN VOLUNTER

A.Hanafiah Ws.Pusat Penelitian Teknik Nuklir - Badan Tenaga Atom Nasional

ABSTRAK99IDTc_MAG_III,SINTESIS, PENANDAANDAN STUDI PENDAHULUAN PADAPASI­

EN VOLUNTER. Telah dilakukan pembuatan dan evaluasi sediaan baru penyidik ginjal,Teknesium-99m Merkaptoasetiltriglisin (99mTc_MAG_III). Metode Fritzberg dkk. telahdikembangkan untuk mendapatkan hasil sintesis MAG-III yang optimal. Produk hasil sin­tesis dimurnikan dengan HPLC sebelum dilakukan penandaan. Efisiensi penandaan membe­rikan hasil di atas 95%.Studi pendahuluan pada volunter, menunjukkan bahwa sifat biologik99IDTc_MAG_II1mirip Hipuran bertanda 1311. Dengan kelebihanyang dimilikinya, diharapkansediaan ini dapat digunakan lebih luas dalam dunia kedokteran nuklir.

ABSTRACT99IDTc_MAG_III,SYNTHESIZED, LABELLING AND PRELIMINARY STUDIES IN

PATIENT VOLUNTEERS. Preparation ofa new renal radiopharmaceutical, Technetium-99mMercaptoacetyltriglycine (99IDTc_MAG_III)has been carried out and evaluated. The methodof Fritzberg and co workers was developed to provide optimum synthetic result of MAG-III.The crude product was preparatively purified by HPLC before labelling. The labelling efficien­cy indicated greater than 95%. Preliminary studies showed that 99IDTc_MAG-III has biologicproperties in the human volunteers similar to iodine-131 Hippuran and it is expected that thisradiopharmaceutical will have widespread clinical use in nuclear medicine.

PENDAHULUAN

Kontribusi penggunaan radionuklida un­tuk penyidikan anatomi dan fungsi ginjal telahdikenal sejak lama sebagai suatu teknik noninvasive dalam evaluasi obstruksi saluran ke­mih (urinary tract obstruction).

Untuk maksud tersebut, Hipuran bertanda1311yang memiliki sifat terfiltrasi olehglomerulus dan disekresi oleh tubulus ginjalmenjadi sediaan radiofarmasi pilihan hinggasaat ini (1,2,3)

Dengan kandungan unsur 1311yang mem­punyai beberapa kelemahan, seperti energigammanya yang agak tinggi, stabilitas sediaanserta sifat partikel ~ yang dimilikinya, parapeneliti mulai memikirkan sediaan pengganti.

Iodium-123 yang memiliki sifat nuklidayang lebih baik dari 1311,(energi y 159 keV,T1/213,2 jam) adalah produk siklotron yang har­ganya relatif lebih mahal dari produk (n,y).

Munculnya beberapa sediaan radiofarmasibertanda teknesium-99m, memberi harapancerah bagi para klinisi kedokteran nuklir.99mTc-DTPA, dianggap mempunyai potensiuntuk menggeser kedudukan 131I-Hipuran.

Namun demikian ekskresi DTPAhanya se­kitar 20% melalui glomerulus, sehingga hasil

yang diberikan DTPA masih tidak sebaikHipuran pada uji fungsi ginjal (1).

Beberapa tahun terakhir, Fritzbergdkk.(3)memperkenalkan sediaan baru 99mTc-N,N'-bismerkaptoasetamido etilendiamin, tetapi hinggasaat ini belum dilaporkan penggunaannya seca­ra klinis. Menyusul kemudian pada tahun 1986,Fritzberg (4) mensintesis suatu senyawa lainyang dikenal dengan MAG-III (merkapto asetilglisil-glisil- glisin). Senyawa ini memiliki sifatsejenis dengan Hipuranyang nampaknya dapatdiandalkan sebagai sediaan pengganti yangideal.

Senyawa MAG-III memberikan harapanyang diinginkan, karena selain studi anatomisginjal, studi dinamikjuga dapat dilakukan.

TATAKERJA

Ruang LingkupPenelitian yang dilakukan meliputi a.I. :

- sintesis dan uji kualitas sediaan- pemurman- penandaan dan uji kualitas hasil penandaan- uji biologi pad a hewan percobaan dan volun-

tel'

193

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdun Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

Bahan dan Perala/an

Bahan kimia yang digunakan adalah buat­an E.Merck dan Fluka Lab. berderajat pro anali­sis. Nuklida teknesium-99m diperoleh dari hasilekstraksi sistem MEK produksi PPTN.

Peralatan yang digunakan berupa alat ge­las untuk sintesis kimiawi, bejana kromatogra­ii, HPLC, alat pencacah, animal rectilinearscanner, dan gamma kamera.

Hewan percobaan adalah tikus putih jenisWistar.

PERCOBAAN

Bandung, 8 -10 Oktober 1991PPTN - BATAN

MAG-III hasil sintesis

koloID : Bondex 10 C-18

Fasa gerak : Metanol 20;Amm. Asetat 80.

Gambar lb. Kromatogram HPLC

Gambar 1a. Kromatogram HPLC

Penandaan dilakukan dengan pemanasanpada suhu 100°c selama 5 menit.

Penyidikan pada hewan percobaanHasil penandaan setelah diperiksa kemur­

nian radiokimianya, kemudian disuntikkan me­lalui vena ekor tikus percobaan untuk melihatpenyebarannya di dalam tubuh. Penyidikandilakukan dengan menggunakan animal recti­linear scanner. Hasil percobaan terlihat padaGambar 2 (lihat halaman berikut ).

Penyidikan pada pasien volunterSebagai studi pendahuluan dalam meng­

aplikasikan sediaan pada manusia, telah dila­kukan kerjasama antar fasilitas dengan BagianKedokteran Nuklir RSHS Bandung. Beberapapasien volunter diperiksa keadaan anatomi danfungsi ginjalnya menggunakan sediaan 99mTc_MAG-III. Setiap volunter diberikan suntikanintra vena sediaan sebesar 2-3 mCi. Gambaranginjal berupa hasil studi statik dan dinamik dari

Sintesis MAG-III

Ke dalam 100 mllarutan NaOH IN yangmengandung 0,01 mol glisil- glisil-glisin ditam­bahkan tetes demi tetes larutan 0,01 mol kloro­asetil klorida dalam eter. Secara simultanditambahkan pula 100 ml larutan NaOH IN.Campuran diaduk dan dibiarkan semalam padasuhu 0 °c dengan dialiri gas nitrogen. Kemudi­an ditambahkan HCI pekat sambil didinginkanuntuk selanjutnya larutan tersebut dipekatkanhingga 1/3volume.Presipitasi dengan pendinginan akan mengha­silkan produk kloroasetil-G-Ill. Residu kering(1 g) dilarutkan dalam metanol dan kedalam­nya kemudian ditambahkan juga larutan me­tanol yang mengandung 1,1 gtiobenzoat. Cam­puran direfluks selama 1,5 jam dan dilanjut­kan dengan penguapan pelarut hingga kering.Residu diasamkan kembali dengan HCI 2N,disaring dan dicuci dengan kloroform. Rekris­talisasi diperoleh dengan menggunakan meta­nol untuk mendapatkan produk MAG-III.

Pemeriksaan kualitas dan pemurnian hasil sintesisPemeriksaan dan pemurnian hasil dilaku­

kan dengan HPLC menggunakan eluen meta­nol-dapar asetat pH 5 (20:80) melalui kolomBondapak C- 18. Uji kemurnian dilengkapi puladengan pemeriksaan titik leleh sediaan. Kroma­togram HPLC diterakan pada Gambar 1a danlb.

Penandaan MAG-III dengan nuklida Teknesium­99m

Pada prinsipnya, penandaan MAG-III de­ngan nuklida teknesium-99m dilakukan denganreaksi pertukaran menggunakan labile ligandof technetium. Dalam hal ini dapat digunakanNa-sitrat, glukonat atau ligan lainnya.

Metode yang digunakan masih tetapmemanfaatkan daya reduksi SnCI2.Cara ini memungkinkan dilakukannya pembu­atan KIT kering sebagai sediaan untuk perco­baan berikutnya.

I

I

'I"

II1-_1\

MAG-III hasil kromato­

grafi preparatif

194

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwlogi MenuJu Era Tinggal Landas

Penyidikan dengan99mTc-Glukonat

Bandung, 8- 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

Penyidikan dengan99n1~_~(}_III

Gambar 2. Hasil penyidikan pada tikus percobaan dengan animal rectilinear scanner 99n1Tc_MA(}-III dan 99n1Tc-Glukonat

volunter, diterakan pada (}ambar 3 (lihat hala­man berikut).

HASILDAN PEMBAHASAN

Sintesis ~(}-III dengan menggunakanmetode Fritzberg menghasilkan beberapa kom­ponen senyawa seperti terlihat pada kromato­gram (}ambar 1. Modifikasi dengan meragam­kan waktu reaksi seperti yang dilakukan padapenelitian ini (24 jam kontak reaksi), belummemberikan peningkatan hasil. Komponen da­sar «(}-III)nampak masih muncul pada kroma­togram, begitu juga tiobenzoat yang ditambah­kan belum bereaksi dengan sempurna. Usahaperbaikan sintesis masih diperlukan untukmemperoleh rendemen dan kemurnian yangtinggi.

Untuk mendapatkan hal tersebut, makasalah satu cara yang dapat diterapkan adalahdengan melakukan kromatografi preparatif.E:luen yang keluar bertepatan dengan kroma­togram ~(}-III ditampung, kemudian hasiltampungan diuapkan hingga kering untuk men­dapatkan residu yang diinginkan. Hasil kroma­tografi preparatif ditampilkan pada (}ambar lb.

Penandaan menggunakan ~(}-III hasilpreparatif dengan metode SnCl2 tidak mem­berikan masalah yang berarti. Hasil penandaanyang diperoleh selalu memiliki derajat kemur­nian di atas 95%. Dengan hasil demikian, me­mungkinkan pembuatan sediaan dalam bentuk

KIT untuk digunakan pada percobaan beri­kutnya. Penggunaan labile ligand Na-glukonatataupun Na-sitrat dalam formulasi sediaan, se­lain memudahkan proses penandaan, nampak­nya juga berperan pada retensi ~(}-III di da­lam organ ginjal.Perlu pula dikemukakan bahwa proses pema­nasan selama penandaan, sangat membantupertukaran reaksi yang terjadi antara 99n1Tc_labile ligand dengan terikatnya 99mTcke da­lam struktur ~(}-III.

Penyidikan pada tikus telah menunjukkanbahwa sediaan pada umumnya terakumulasipada organ ginjal segera setelah penyuntikan.Hanya sebagian kecil radioaktivitas tersebarpada organ lain.

Penyidikan pada pasien volunter dengangamma kamera, memberikan gambaran yanglebih berarti. Kinetika pada organ ginjal menun­jukkan bahwa 99mTc-MAG-IIIdapat diguna­kan untuk menilai fungsi dan anatomis organtersebut. Nampak dari gambaran ini, hasil sin­tesis dan penandaan ~(}-III serta aplikasinyapada manusia, memberikan harapan yang di­inginkan.

KESIMPULAN

Telah dilakukan pengembangan metodeFritzberg dalam mensintesis ~(}-III sebagaisenyawa baru penyidik ginjal. Metode asli yangditerapkan, metode yang telah dimodifikasi

195

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Peneliticm Sainsdan Teknologi Menuju Era Tinggal LcmdaB

Baadung, 8 -10 Oktober 1991PPTN - BATAN

Gambar 3. Hasil penyidikan dan gambaran fungsi ginjal pada beberapa pasien volunter menggu­nakan gamma kamera.

bahkan metode yang dikembangkan di negaralain (5) nampak masih belum memberikan ha­sil maksimal dalam sintesis. Pengotor ataupunsenyawa hasil samping reaksi masih terlihatpada produk akhir. Pemantapan dengan mera­gamkan parameter reaksi masih diperlukan.

Namun demikian penandaan dari hasilyang telah dimurnikan melalui kolom prepa-

ratif HPLC memberikan hasil yang sangatmenggembirakan.

Aplikasi pendahuluan pada beberapa vo­lunter telah memberikan hasil yang diharap­kan; 99mTc-MAG-IIInampaknya dapat dijadi­kan alternatif pengganti dalam menutup kele­mahan-kelemahan yang dimiliki Hipuran.

196

Prooeedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsclan Teknologi Menuju Era Tinggal Landas

PUS TAKA

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

1. BLAUFOX MD.,CHERVU RL., Analysis of structure activity relationships of renal imagingagents, in Spenser RP - Radiopharmaceuticals, Structure Activity Relationships.New York,Grune & Stratton, Chicago (1981) 557-572.

~tSTEPHEN CS.,BLAUFOX MD., Radionuclide in the evaluation of urinary obstruction, inSeminars in Nuclear Medicine Vol.XII, No.3 (1982) 254-264.

:J. FRITZBERG AR.,KLINGENSMITH WC.,WHITNEY WP., Chemical and biological studies of99mtrc-N,N'-bis ( mercaptoacetamido ) ethylenediamine. A potential replacement for 1-131iodohippurate, J.Nucl.Med. No.22 (1981) 258-263.

4. FRITZBERG AR.,SUDHAKAR K.,DENNIS E.,DENNIS L.J., Synthesis and Biological­Evaluation of Technetium-99m MAG3 as a Hippuran Replacement, J.Nucl.Med. 27 (1986)111-116.

6. KERN J. Radioisotope Production Div. - Hungary, Private Communication.

197