Kits Fríos en la Industria Farmacéutica

Los kits fríos son preparados de la industria farmacéutica que contienen la molécula que se desea marcar, pero sin el radionúclido. Por lo tanto, no son radiactivos. El marcaje se realiza en el momento en que se va a adquirir el estudio, adicionando el contenido del vial al radionúclido adecuado, comúnmente Tecnecio-99m (Tc-99m). Estos kits suelen presentarse en viales de 10-15 ml cerrados con tapa de goma y cápsula de aluminio.

Componentes del Kit Frío

  • Molécula a marcar: Seleccionada por su afinidad por el órgano o sistema que se desea estudiar.
  • Agente reductor: Generalmente cloruro de estaño (SnCl₂), para reducir la valencia del tecnecio recién eluido (pertecnetato), aumentar su reactividad química y permitir el marcaje.
  • Estabilizadores: Como el ácido gentísico y el ácido ascórbico, que evitan la degradación del preparado, actúan como agentes antioxidantes y limitan el fenómeno de la radiólisis.
  • Agentes bacteriostáticos: Como el alcohol bencílico al 0,9 %.
  • Agentes tensioactivos: En algunos casos concretos, como las preparaciones de microesferas de albúmina.

Preparación y Almacenamiento

La solución se ajusta a un pH ligeramente ácido (entre 5 y 7). Una vez preparada, se liofiliza, se purga la atmósfera en el interior del vial (generalmente con un gas inerte) y se cierra herméticamente. De este modo, los kits pueden almacenarse durante largos periodos de tiempo sin especiales precauciones, habitualmente es suficiente un ambiente fresco de 2 a 8 °C, y están listos para ser utilizados añadiéndoles pertecnetato. Este proceso lo realiza la industria farmacéutica.

Mecanismos de Marcaje de Radiofármacos

El principio básico es la unión del radionúclido a la molécula seleccionada (del kit frío o sintetizada de otra forma).

Introducción de un Marcador Extraño

La incorporación de un marcador extraño a la molécula que se va a marcar se hace, generalmente, por la formación de enlaces covalentes. Este es el procedimiento habitual en los servicios de Medicina Nuclear, especialmente con Tc-99m.

Marcaje con Isótopos del Mismo Elemento

Si el radionúclido es un isótopo de un elemento químico estable que forma parte de la molécula que se va a marcar, el marcaje se puede realizar de tres formas según las características del compuesto:

  • Reacciones de intercambio isotópico: En estas reacciones, uno o varios átomos de una molécula son reemplazados por isótopos radiactivos del mismo elemento. Por ejemplo, es el caso de la metayodobencilguanidina (MIBG) marcada con Iodo-123 (¹²³I) y utilizada en los estudios isotópicos de la médula suprarrenal.
  • Síntesis química: El trazador puede obtenerse a partir de compuestos radiactivos más simples. Por ejemplo, la ¹⁴C-trioleína, que permite estudiar la absorción intestinal de grasas, se puede obtener a partir de ¹⁴CO₂.
  • Biosíntesis: El radionúclido se incorpora a una molécula que es un compuesto producido por un organismo vivo. En un medio de cultivo con el organismo en cuestión y un nutriente con el radionúclido, se obtiene el radiofármaco. Por ejemplo, la cianocobalamina marcada con Cobalto-57 (⁵⁷Co) se puede obtener de este modo.

Controles de Calidad del Radiofármaco

El objetivo es asegurar la identidad, pureza, seguridad biológica y eficacia del radiofármaco. Estos controles pueden complementar los realizados por el fabricante. El tipo de control dependerá del radiofármaco analizado así como de la vía de administración.

Controles Físico-Químicos

  • Control organoléptico: Aspecto visual (color, claridad).
  • Ausencia de partículas extrañas.
  • Control del tamaño y del número de partículas (para suspensiones o coloides).
  • Control del pH: Factor importante para la estabilidad y la integridad del radiofármaco (generalmente entre 4,7 y 7,5).
  • Tonicidad: El radiofármaco debe ser isotónico, especialmente si es inyectable.

Controles Radiactivos

  • Concentración radiactiva: Determinación de la actividad presente en la preparación por unidad de volumen. Se determina mediante el activímetro (calibrador de dosis).
  • Pureza radionúclida: Fracción de la radiactividad total presente en el radiofármaco que se debe al radionúclido deseado.
  • Pureza radioquímica: Determinación de la proporción de actividad total que está presente en la forma química específica. Es el punto crítico en la calidad de la preparación de radiofármacos. Las técnicas más empleadas son cromatográficas (en capa fina, en papel y HPLC – Cromatografía Líquida de Alta Presión). La cromatografía es un conjunto de técnicas de separación de los diversos componentes que se encuentran en una mezcla, en función de su afinidad por dos fases:
    • Fase estacionaria: Sólido o líquido retenido sobre un soporte inerte en forma de columna o placa.
    • Fase móvil o eluyente: Líquido o gas que se mueve a través de la fase estacionaria.

La muestra se disuelve en la fase móvil, la cual se hace pasar a través del soporte donde está la fase estacionaria, separando los componentes.

Control Biológico

  • Ausencia de pirógenos (Test de endotoxinas): Sustancias que causan fiebre.
  • Garantía de esterilidad.

La determinación de los controles biológicos de esterilidad y apirogenicidad no siempre se puede realizar antes de la administración debido al corto periodo de semidesintegración del radiofármaco. Por ello, es fundamental una adecuada prevención realizando el trabajo higiénicamente, manteniendo la asepsia y esterilidad, y realizando la preparación extemporánea del radiofármaco en cabinas de seguridad biológica blindadas.

Controles del Generador de ⁹⁹Mo/⁹⁹mTc

Controles Físicos

  • Aspecto del eluido: No debe ser turbio ni contener partículas en suspensión.
  • pH: Debe estar comprendido entre 4,5 y 7,5.
  • Tonicidad: Debe ser isotónico si el radiofármaco es para forma inyectable.
  • Ausencia de Aluminio (Al³⁺): Control del posible desprendimiento de aluminio proveniente de la columna de intercambio iónico de alúmina del generador.

Controles Radiactivos

  • Pureza radionúclida: Determina la contaminación por Molibdeno-99 (⁹⁹Mo) por desprendimiento de la columna (Mo-breakthrough).
  • Pureza radioquímica del eluido: Se refiere a todas las formas radiactivas de Tc-99m que no sean pertecnetato sódico (⁹⁹mTcO₄⁻ Na⁺). Se realiza mediante técnicas cromatográficas.
  • Pureza radiofarmacéutica: Incluye la esterilidad y apirogenicidad del eluido.

Marcaje con Tecnecio-99m (Tc-99m)

En la práctica hospitalaria, el procedimiento más habitual es la introducción de un marcador extraño, y casi siempre se trata del Tc-99m.

Características del Tecnecio

El tecnecio es un metal de transición perteneciente al grupo VII B y tiene un número atómico (Z) de 43. En la naturaleza no existen isótopos estables. Siendo los estados de valencia más estables +7 y +4, mientras que los de +2, +3, +5 y +6 son muy inestables y difíciles de obtener.

*Recordemos que la valencia valora la capacidad de un átomo para combinarse con otro. Se mide por el número de electrones que es capaz de ganar (valencia negativa), perder (valencia positiva) o compartir (covalencia) con el fin de adquirir una estructura estable.

Proceso de Marcaje con Kit Frío

El tecnecio eluido del generador como pertecnetato de sodio (Na⁺⁹⁹mTcO₄⁻) es muy estable, es decir, poco reactivo y, por tanto, inútil para el marcaje directo. Esto se debe a que el tecnecio en el pertecnetato posee una valencia +7. Químicamente, este compuesto no es reactivo y es incapaz de marcar ninguna molécula por simple adición directa.

Para que el marcaje sea posible, hay que reducirlo previamente hasta estados de valencia inferiores (+3, +4, +5). Esto se logra mediante un agente reductor, típicamente cloruro de estaño (SnCl₂), presente en el kit frío.

Las especies reducidas del tecnecio son muy reactivas y se combinan con una gran variedad de compuestos (ligandos del kit frío) formando enlaces covalentes o de coordinación. La compartición de pares de electrones comunes permite un enlace suficientemente firme.

Posibles Problemas en el Marcaje

  • Oxidación: En presencia de oxígeno o cualquier agente oxidante, el Tc reducido puede ser fácilmente reoxidado a pertecnetato (+7). Si esto pasa, el tecnecio no se unirá al fármaco y el marcaje habrá fracasado. Es crucial evitar la inyección de aire en el vial durante el marcaje.
  • Hidrólisis: También puede ocurrir que el tecnecio reducido reaccione con el agua, produciendo hidrólisis y dando lugar a diversas especies hidrolizadas (ej. TcO₂ coloidal). Esto dependerá del pH, de la duración de la hidrólisis y de la presencia de otros agentes.
  • Hidrólisis del Estaño: El uso de cloruro de estaño tiene la desventaja de que se puede producir la hidrólisis del propio estaño, dando lugar a coloides de hidróxido de estaño que posteriormente pueden ser radiomarcados por el tecnecio reducido durante el proceso. Por ello, a menudo se añade un ácido o agentes quelantes del estaño para prevenir su hidrólisis antes de la reducción del tecnecio.

Especies Radioquímicas Resultantes

Tras el proceso de marcaje, pueden coexistir tres tipos principales de especies radioquímicas:

  1. Tecnecio unido a la molécula (Radiofármaco): La forma deseada y útil para el diagnóstico.
  2. Tecnecio libre (Pertecnetato): Es el resultado de tecnecio que no ha sido reducido por el estaño durante el proceso de marcaje o que se ha reoxidado.
  3. Tecnecio reducido e hidrolizado (Tc-RH): Se incluyen las formas hidrolizadas del tecnecio y el tecnecio que se une al estaño hidrolizado, comportándose o dando lugar a coloides. Estos son retenidos por células del sistema reticuloendotelial (SRE) del hígado, bazo y médula ósea, pudiendo determinar su visualización indeseada en la imagen gammagráfica.

Incubación y Marcaje

La incubación es la etapa esencial para obtener el radiofármaco, ya que es cuando se produce la reacción química de unión del tecnecio reducido al sustrato (marcaje). Si la incubación no es correcta (tiempo, temperatura, agitación), el marcaje no será completo y el radiofármaco será defectuoso. Cada equipo reactivo (kit) necesita un tipo de incubación específica: reposo a temperatura ambiente, agitación suave o controlada, a veces calentamiento.

Formas Fisicoquímicas y Farmacéuticas de los Radiofármacos

Es muy importante tener en cuenta la forma fisicoquímica y la forma farmacéutica de los radiofármacos a la hora de su administración:

  • Moléculas de pequeño tamaño: Distintos ligandos unidos a Tc-99m (ej. DTPA, HMPAO).
  • Moléculas de gran tamaño: Fibrinógeno-¹²⁵I.
  • Soluciones verdaderas: Como Tc-99m ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA).
  • Soluciones coloidales: Tc-99m sulfuro coloidal.
  • Suspensiones: Como Tc-99m macroagregados de albúmina (MAA).
  • Gases: Xenón-133 (¹³³Xe).
  • Aerosoles: Tc-99m DTPA nebulizado.

Preparación de los Radiofármacos

Debemos considerar que, debido a su corto periodo de semidesintegración, muchos radiofármacos se deben manipular y preparar inmediatamente antes de su administración al paciente. Es lo que se denomina preparación extemporánea de radiofármacos.

Métodos Comunes de Preparación

  1. Preparación a partir de generadores y equipos reactivos (kits fríos): Principalmente en el caso de radiofármacos tecneciados. Implica la elución del generador y el marcaje del kit.
  2. Preparación de dosis individuales de radiofármacos listos para su uso:
    • Fraccionamiento: Extracción del vial multidosis del radiofármaco de un determinado volumen con la actividad prescrita para un paciente.
    • Disolución o reconstitución: Se procede a la dilución o reconstitución del producto liofilizado siguiendo las instrucciones del fabricante, y posteriormente, si aplica, la incorporación del radionúclido.
  3. Preparación de radiofármacos a partir de muestras autólogas (Marcaje celular): También denominado marcaje celular de elementos formes de la sangre (eritrocitos, leucocitos y plaquetas) extraídos del propio paciente.