Cahya N.A, dkk. ISSN 0216-3128 89 OPTIMASI PREPARASI SENYAWA BERTANDA 131 I-MIBG SEBAGAI RADIOFARMAKA TERAPI Cahya N.A, Adang H.G, Purwoko, Woro A BATAN - Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka, Kawasan Puspiptek Gd. 11 Serpong Sekolah Tinggi Farmasi Bandung, Jl. Soekarno Hatta No. 754 Bandung Email : cahya.nova@yahoo.co.id ABSTRAK Optimasi Preparasi Senyawa Bertanda 131 I-MIBG Sebagai Radiofarmaka Terapi. Salah satu senyawa bertanda dengan radionuklida 131 I adalah 131 I-MIBG yang telah digunakan untuk diagnosis dan terapi beberapa jenis kanker neuroendokrin seperti neuroblastoma dan phaeochromocytoma karena selektif terakumulasi dalam medula adrenal. Telah dilakukan penelitian tentang optimasi penandaan untuk preparasi 131 I-MIBG sebagai sediaan radiofarmaka terapi. Optimasi dilakukan terhadap salah satu metoda penandaan MIBG dengan mengamati beberapa parameter yang berpengaruh terhadap hasil penandaan seperti jumlah pereaksi CuSO 4, SnSO 4, asam askorbat dan waktu reaksi penandaan. Penandaan dilakukan dengan menetapkan jumlah MIBG 2,0 mg, radioaktifitas Na 131I 500 µci, keasaman 0,8 ml H 2 SO 4 0,04 M dan suhu pemanasan 100 0C, kemudian dilakukan penambahan jumlah CuSO 4, SnSO 4, asam askorbat serta waktu reaksi secara bervariasi. Hasil senyawa bertanda 131I-MIBG ditentukan dengan uji kemurnian radiokimia menggunakan metode kromatografi kertas, sebagai fasa gerak digunakan campuran dari n-butanol, asam asetat glasial dan air (5:2:1, v/v) dengan mengamati masing-masing RF untuk 131I- bebas: 0,2-0,3 dan 131I- MIBG: 0,8-0,9. Pencacahan dilakukan menggunakan Single Channel Analyze (SCA) dan Gamma Counter dan hasilnya menunjukkan bahwa kondisi optimum untuk penandaan 2,0 mg MIBG akan diperoleh kemurnian radiokimia di atas 90% jika ditambahkan dengan 0,10 mg CuSO 4, 0,25 mg SnSO 4, 5 mg asam askorbat dan waktu reaksi penandaan selama 60 menit. Kata Kunci : 131 I-MIBG, kemurnian radiokimia, preparasi optimasi, neuroblastoma, radiofarmaka ABSTRACT Optimization of Preparation of I-131-MIBG as Radiopharmaceutical for Therapy. One of labeled compound using radionuclides 131I is I-131-MIBG to be used for diagnosis and therapy of several types of neuroendocrine cancers such as neuroblastoma and phaeochromocytoma because selectively accumulates in adrenal medulla. The study was obtained optimization labeling of preparation of I-131-MIBG as radiopharmaceutical for therapy. Optimization to fulfil of methods labeling of MIBG by observing parameters affect for outcome of labeling such as amount reagent of CuSO 4, SnSO 4, ascorbic acid and labeling reaction time. The I-131-MIBG was labeled of 2.0 mg MIBG, 500 μci Na-131-I radioactivity, 0.8 ml of 0.04 M H 2 SO 4 and 100 0C of temperature, then was addition varied of CuSO 4, SnSO 4, ascorbic acid and labeling reaction time. The results of I-131-MIBG was determined radiochemical purity using by paper chromatography method, as eluent used n-butanol, glacial acetic acid and water (5:2:1, v / v) by observing each RF 0.2 to 0.3 for 131I and 0.8 to 0.9 for I-131-MIBG. The I-131-MIBG was counted using by Single Channel Analyze (SCA) and Gamma Counter and the results showed that optimum conditions for labeling 2.0 mg of MIBG was obtained radiochemical purity above 90% if added with 0.10 mg of CuSO 4, 0.25 mg SnSO 4, 5 mg ascorbic acid and labeling time reaction for 60 minutes. Keywords : I-131-MIBG, radiochemical purity, optimization of preparation, neuroblastoma, radiopharmaceutical. PENDAHULUAN P enggunaan senyawa bertanda telah berkembang dengan pesat, terutama dalam bidang-bidang industri, pertanian dan kedokteran. Pada umumnya senyawa bertanda tersebut merupakan senyawa organik yang mengandung atau mengikat atom radioaktif tertentu. 3 Atom radioaktif dapat terikat dalam molekul utama sebagai atom pengganti (atom substitusi) atau dapat pula terikat sebagai kation dalam suatu senyawa kompleks dengan ligand molekul utama tersebut. 2,3 Dalam satu dasawarsa terakhir, perkembangan pemakaian senyawa bertanda atau radiofarmaka dalam bidang kedokteran semakin pesat. Hal ini ditandai dengan semakin banyaknya ditemukan sediaan radiofarmaka atau senyawa bertanda baru, baik yang berfungsi untuk diagnosis ataupun terapi. Sediaan radiofarmaka merupakan sediaan farmasi yang mengandung senyawa kimia yang salah satu atau lebih atomnya penyusunnya
90 ISSN 0216-3128 Cahya N.A, dkk. merupakan atom radioaktif/ radionuklida pemancar sinar (gamma), partikel (beta) atau (alfa). Radiofarmaka dengan radionuklida pemancar sinar gamma umumnya digunakan sebagai radiofarmaka untuk pencitraan dengan tujuan, antara lain mendiagnosa, mengidentifikasi dan melokalisasi lesi keganasan, serta meramalkan dan menilai respon terapi. Sementara itu radiofarmaka dengan radionuklida pemancar partikel digunakan sebagai sediaan farmasi terapi radiasi interna pada berbagai penyakit, temasuk penanganan kanker. Radiofarmaka dengan radionuklida yang dapat memancarkan partikel dan sinar gamma mempunyai keunggulan ganda, karena dapat digunakan sebagai sediaan terapi dan sebagai diagnostik pencitraan pada kasus keganasan. Salah satu senyawa bertanda 131 I yang telah dikenal dan digunakan untuk diagnosis dan terapi adalah metaiodobenzilguanidin atau 131 I-MIBG. Senyawa MIBG merupakan golongan alkilguanidin (turunan katekolamin) yang secara struktur mempunyai kemiripan struktur dengan noradrenalin (Gambar 1) sehingga selektif diakumulasikan melalui proses uptake-1 dalam sel-sel saraf adrenergik, selsel medulla adrenal, tumor-tumor neuroendokrin seperti neuroblastoma, pheochromocytoma, paraganglioma dan carcinoid medullary thyroid. Radionuklida 131 I adalah radionuklida pemancarkan partikel beta dengan energi maksimum 610 kev juga memancarkan sinar gamma dengan energi 364,5 kev, dengan umur paro 8,04 hari sehingga tepat digunakan untuk terapi disamping juga untuk diagnosis. Berdasarkan akumulasi selektif dari senyawa MIBG tersebut, maka penandaan dengan unsur radioaktif 131 I akan dapat berfungsi ganda baik untuk terapi maupun diagnosis pada organ-organ tersebut di atas. 1,2 (A) Gambar 1. Struktur senyawa metaiodobenzilguanidin (A) dan noradrenalin (B) (B) Penelitian tentang optimasi preparasi senyawa bertanda 131 I-MIBG sebagai radiofarmaka terapi telah dilakukan, dimulai dari studi pustaka, optimasi beberapa parameter untuk penetapan kondisi penandaan 131 I dan uji kemurnian radiokimia senyawa bertanda 131 I-MIBG. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan kondisi optimum dari suatu metoda penandaan MIBG dengan radionuklida 131 I yang dapat digunakan dalam preparasi sediaan radiofarmaka 131 I-MIBG dan merupakan penelitian lanjutan untuk melengkapi hasil penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya dengan metoda yang berbeda. Metoda penandaan MIBG yang dilakukan pada penelitian ini diambil dari pustaka [7], kemudian dilakukan optimasi melalui percobaan. Optimasi dilakukan terhadap beberapa parameter yang dapat berpengaruh terhadap hasil penandaan seperti waktu reaksi, jumlah CuSO 4.5H 2 O, SnSO 4 dan asam askorbat. Pengujian kemurnian radiokimia dimaksudkan untuk melihat jumlah pengotor radiokimia 131 I bebas, dilakukan dengan metoda Kromatografi Lapis Tipis (KLT) sesuai pustaka [4]. Dalam makalah ini akan dilaporkan tentang hasil-hasil dari pelaksanaan penelitian tentang optimasi preparasi senyawa bertanda 131 I-MIBG sebagai sediaan radiofarmaka terapi. PROSEDUR DAN METODOLOGI Bahan dan Peralatan Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah MIBG yang disintesa sendiri oleh PRR BATAN, Na 131 I didapatkan dari PT. Batan Teknologi, SnSO 4. 5H 2 O didapat dari Sigma, CuSO 4, asam askorbat, H 2 SO 4, n-butanol, asam asetat didapat dari Merck, dan air murni diperoleh dari Sartoriusstedim system. Alat Penelitian yang Digunakan Peralatan yang digunakan antara lain pemanas (hot plate), ph meter, neraca analitik, kertas Whatman No.1, Single Channel Analyse (SCA Veenstra), Gamma Counter (Genesys), termometer, dan pipet mikro Eppendorf. Prosedur dan Metodologi Optimasi preparasi preparasi senyawa bertanda 131 I-MIBG sebagai radiofarmaka terapi dilakukan dengan cara mereaksikan 2 mg MIBG pada temperatur 100 C dengan memvariasikan CuSO 4, SnSO 4, asam askorbat dan waktu reaksi penandaan yang dianggap mempengaruhi hasil pembentukan 131 I-MIBG. Hasil pembentukan 131 I- MIBG dikuantifikasi dengan menentukan kemurnian radiokimianya dengan sistem kromatografi lapis tipis (KLT). Variasi waktu penandaan reaksi Ke dalam satu vial dimasukan 2 mg MIBG 0,10 mg CuSO 4, 0,50 mg SnSO 4 dan 5 mg asam askorbat. Terakhir ditambahkan Na 131 I sebanyak ~ 100 µl (~ 500 µci). Campuran reaksi kemudian dipanaskan di dalam penangas air pada temperatur
Cahya N.A, dkk. ISSN 0216-3128 91 100 ºC sampai selama 120 menit. Cuplikan kemudian diambil pada 15, 30, 60, 90 dan 120 menit untuk diuji kemurnian radiokimianya dengan sistem KLT. Variasi CuSO 4 Ke dalam empat vial dimasukan 2 mg MIBG yang kemudian dilarutkan dengan 0,8 ml H 2 SO 4 0,04 M 0.8 ml. Ke dalam vial kemudian ditambahkan masing-masing 0,10, 0,15, 0,20, dan 0,25 mg CuSO 4, 0,25 mg SnSO 4 dan 5 mg asam askorbat. Terakhir ditambahkan Na 131 I sebanyak ~ 100 µl (~ 500 µci). Campuran reaksi kemudian dipanaskan di dalam penangas air pada temperatur 100 ºC selama 60 menit. Cuplikan kemudian diambil untuk diuji kemurnian radiokimianya dengan sistem KLT. Variasi SnSO 4 Ke dalam lima vial dimasukan 2 mg MIBG masing-masing 0,25, 0,50, 0,75, 1,00, 1,25 mg SnSO 4, 0,10 mg CuSO 4,dan 5 mg asam askorbat. Terakhir ditambahkan Na 131 I sebanyak ~ 100 µl (~ 500 µci). Campuran reaksi kemudian dipanaskan di dalam penangas air pada temperatur 100 ºC selama 60 menit. Cuplikan kemudian diambil untuk diuji kemurnian radiokimianya dengan sistem KLT. Variasi asam askorbat Ke dalam lima vial dimasukan 2 mg MIBG masing-masing 5, 10, 15, 20, dan 25 mg asam askorbat, 0,10 mg CuSO4, dan 0,25 mg SnSO 4. Terakhir ditambahkan Na 131 I sebanyak ~ 100 µl (~ 500 µci). Campuran reaksi kemudian dipanaskan di dalam penangas air pada temperatur 100 ºC selama 60 menit. Cuplikan kemudian diambil untuk diuji kemurnian radiokimianya dengan sistem KLT. Uji kemurnian radiokimia Uji kemurnian radiokimia 131 I-MIBG dilakukan dengan sistem KLT dengan menggunakan kertas Whatman-1 sebagai fasa diam dan campuran n-butanol : asam asetat : aqua bidest (5:2:1) sebagai fasa gerak. Sistem KLT yang sudah dideveloped kemudian dicacah dengan Single Channel Analyze (SCA) dan Gamma Counter. HASIL DAN PEMBAHASAN Penandaan MIBG dengan 131 I menggunakan metoda refluk yaitu mereaksikan antara prekursor MIBG sulfat dengan 131 I dalam bentuk larutan. Reaksi yang terjadi adalah reaksi pertukaran nukleofilik isotopik, 131I akan menggantikan 127I stabil dalam gugus aril yang dapat dikatalis oleh Cu(I), yang diperoleh dengan cara mereduksi Cu(II) dengan reduktor Sn(II) dalam jumlah yang berlebih. Reaksi pertukaran nukleofilik isotopik yang terjadi dapat ditunjukkan seperti pada gambar 2 di bawah ini. Gambar 2. Skema reaksi penandaan MIBG sulfat dengan 131 I Peran Cu(I) dalam reaksi penandaan adalah sebagai katalis, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3 di bawah ini. Gambar 3. Skema reaksi katalisa Cu(I) pada radioiodinasi gugus aril Cu(I) akan bereaksi dengan MIBG membentuk senyawa kompleks antara yang kemudian 131I akan menggantikan 127I dan Cu(I) lepas kembali. Dari percobaan penentuan optimasi waktu reaksi penandaan diperoleh hasil seperti pada gambar 4 di bawah ini. Dari kurva hubungan antara waktu reaksi penandaan terhadap kemurnian radiokimia (gambar 4) tampak bahwa waktu reaksi penandaan yang dapat menghasilkan kemurnian tinggi 91,71% adalah pada menit ke 60, dimana hasil perolehan persentase kemurnian radiokimia 131I MIBG tidak terlalu signifikan dibandingkan dengan waktu reaksi penandaan yang lain. Gambar 4. Kurva hubungan antara waktu reaksi penandaan dengan kemurnian radiokimia 131 I-MIBG. (MIBG 2 mg, CuSO 4 0,10 mg, SnSO 4 0,25 mg, asam askorbat 5 mg)
92 ISSN 0216-3128 Cahya N.A, dkk. Dari percobaan penentuan optimasi CuSO 4 diperoleh hasil seperti pada gambar 5 penambahan asam askorbat sebanyak 10 mg terbentuk larutan berwarna keruh kuning yang dapat disebabkan proses oksidasi. 6 Gambar 5. Kurva hubungan antara kadar CuSO 4 dengan kemurnian radiokimia MIBG. (MIBG 2 mg, SnSO 4 0,25 mg, asam askorbat 5 mg, waktu reaksi penandaan 60 menit). Dari kurva hubungan antara CuSO 4 terhadap kemurnian radiokimia (gambar 5) tampak bahwa CuSO 4 dapat menghasilkan kemurnian tinggi sebesar 94,45% adalah pada kadar 0,10 mg, dimana hasil perolehan persentase kemurnian radiokimia MIBG tidak terlalu signifikan dibandingkan dengan kadar CuSO 4 yang lain. Dari percobaan penentuan optimasi SnSO 4 diperoleh hasil seperti pada gambar 6 di bawah ini. Gambar 6. Kurva hubungan antara kadar SnSO 4 dengan kemurnian radiokimia MIBG. (MIBG 2 mg, CuSO 4 0,10 mg, sam askorbat 5 mg, waktu reaksi penandaan 60 menit). Dari kurva hubungan antara SnSO 4 terhadap kemurnian radiokimia (gambar 5) tampak bahwa SnSO 4 dapat menghasilkan kemurnian tinggi sebesar 95,65% adalah pada kadar 0,25 mg, dimana hasil perolehan persentase kemurnian radiokimia MIBG tidak terlalu signifikan dibandingkan dengan kadar SnSO 4 yang lain. Dari percobaan penentuan optimasi asam askorbat diperoleh hasil seperti pada gambar 7.Dari kurva hubungan antara asam askorbat terhadap kemurnian radiokimia (gambar 7) tampak bahwa asam askorbat dapat menghasilkan kemurnian tinggi sebesar 98,44% adalah pada kadar 5 mg, dimana hasil perolehan persentase kemurnian radiokimia MIBG tidak terlalu signifikan dibandingkan dengan kadar asam askorbat yang lain. Pada Gambar 7. Kurva hubungan antara kadar asam askorbat dengan kemurnian radiokimia MIBG. (MIBG 2 mg, CuSO 4 0,10 mg, SnSO 4 0,25 mg, waktu reaksi penandaan 60 menit) KESIMPULAN DAN SARAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan diperoleh kompleks 131 I-MIBG pada kondisi optimum dengan kemurnian radiokimia di atas 90%,5 jika 2 mg MIBG ditambahkan 0,10 mg CuSO 4, 0,25 mg SnSO 4, 5 mg asam askorbat, dan waktu reaksi penandaan selama 60 menit. Untuk penelitian lebih lanjut perlu dilakukan uji stabilitas, uji pirogen, uji biodistribusi, uji klirens, dan uji mikrobiologi. DAFTAR PUSTAKA 1. A.J MC EWAN, P. WYETH, D. ACKERY. 1986. Radioiodinated Iodobenzylguanidines for Diagnosis and Therapy. Appl. Radiat. Isot. Vol. 37, No. 8. pp 765-775. 2. DONALD M.W., JIAN LONG WU, LWRENCE E.B. T.J MANGER, D.P.SWANSON, W.H. BELERWALTES. 1980. Radiolabeled Adrenergic Neuron Blocking Agents : Adrenomedullary Imaging with (131I)- Iodobenzylguanidine. J. Nucl. Med. 21. pp 349-353. 3. P. HRADILEK. 1989. Preparation of m-( 131 I)- Iodobenzylguanidine. Interregional Training Course on Modern Aspects in Radiopharmacy, Prague, Hradec Kralove, Czechoslovakia. 4. Purwoko, Adang Hardi G., Maskur dan Cahya Nova A. 2010. Preparasi 131I-MIBG : Radiofarmaka Diagnosa Dan Terapi Neuroblastoma. SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 5. A. MUTALIB, S. MOHD, L.V. SO, N. RAMAMOORTHY. 2003. Quality Assurance (QA) Manual for Radiopharmaceuticals. IAEA
Cahya N.A, dkk. ISSN 0216-3128 93 6. East Asia & Pasific Ragional Technical Cooperation (TC) Project IAEA/RAS/2/009 on Quality Assurace and Good Manufacturing Practices for Radiopharmaceuticals. 7. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/ 19956/4/Chapter%20II.pdf. Diakses 13 Oktober 2010. 8. Kyung B.P, Ok D.A, Jae R.K. 1990. Studies on Preparation of 131I Labelled m- Iodobenzylguanidine (131I MIBG) for Adrenomedullary Imaging. The Korean Journal of nuclear Medicine : Vol. 24, No. 1. Page : 101-197. Kadarisman - PRR Parameter persyaratan selain kemurnian kimia apa saja yang diperlukan untuk produk 131 I-MIBG? Dan Mengapa tidak dilakukan optimasinya? Cahya N.A Persyaratan selain kemurnian kimianya yang perlu untuk produk 131 I-MIBG adalah uji sterilitas,uji keirens dengan biodistribusi pada mencit Optimasi persyaratan tersebut akan dilakukan sebagai penelitian lanjutan TANYA JAWAB