PEMBUATAN 177LU-CTMP UNTUK PALIATIF NYERI TULANG METASTASIS : PENINGKATAN KEMURNIAN RADIOKIMIA 177LU CTMP DAN UJI STABILITASNYA Sri Setiyowati, Maskur, Martalena Ramli dan M.Subur Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka BATAN Kawasan Puspiptek Serpong 15310 Abstrak PEMBUATAN 177Lu-CTMP UNTUK PALIATIF NYERI TULANG METASTASIS : PENINGKATAN KEMURNIAN RADIOKIMIA 177Lu CTMP DAN UJI STABILITASNYA. Semakin tinggi kemurnian radiokimia suatu radiofarmaka maka semakin bersifat targeted, yaitu spesifik akan menuju ke organ sasaran. Hal ini sangat penting untuk radiofarmaka terapi agar efek radiasinya tidak mengganggu sel-sel normal. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemurnian radiokimia dengan merubah variabel perbandingan mol Lu:CTMP serta uji stabilitas pada suhu kamar dan suhu 40C. Dari hasil penelitian ini diperoleh kondisi optimum preparasi 177Lu-CTMP adalah perbandingan mol Lu:CTMP=1:20, ph=7, dan suhu reaksi pada suhu kamar dengan kemurnian radiokimia 99,4 %. Hal ini lebih baik dibanding penelitian sebelumnya oleh Maskur et al (98%) ataupun oleh Tapas Das et al (75%). Hasil uji stabilitas diperoleh kondisi penyimpanan lebih stabil pada suhu 40C, yaitu sampai 21 hari penyimpanan kemurnian radiokimia masih memenuhi syarat (97,6%) sedangkan penyimpanan pada suhu kamar kondisi stabil hanya sampai 15 hari (89,4%). Kata kunci : 177 Lu CTMP, kemurnian radiokimia, uji stabilitas, paliatif, tulang metastasis Abstract PREPARATION OF Lu-177 CTMP FOR METASTATIC BONE PAIN PALLIATIVE : Lu-177 CTMP PURITY IMPROVEMENT AND STABILITY ANALYSIS. The higher radiochemical purity of a radiopharmaceutical the more targeted nature, which will lead to specific target organs. This is very important for radiopharmaceutical effects of radiation therapy not to interfere with normal cells. The aim of the presented study is to improve the radiochemical purity by changing variable of mole ratio of Lu : CTMP and stability analysis at room temperature and 4ºC storages. The results under optimum conditions of 177Lu-CTMP preparation is the moles ratio of Lu: CTMP = 1:20, ph = 7, and the reaction at room temperature with 99.4% radiochemical purity. This results was better than previous studies by Maskur et al (98%) or by Tapas Das et al (75%). Stability of analysis obtained are more stable storage condition at a temperature of 40C, i.e. up to 21 days of storage gave radiochemical purity still eligible (97.6%), while storage at room temperature was stabile only up to 15 days (89.5%)....Keywords: 177 Lu CTMP, radiochemical purity, stability analisys, palliative, bone metastases PENDAHULUAN Metastasis adalah penyebaran dari kanker primer di suatu organ ke organ lain di dalam tubuh [1,2]. Tingginya kasus penderita metastasis ke tulang di Indonesia dapat dilihat dari banyaknya jumlah pasien yang memerlukan diagnosis tulang di beberapa rumah sakit yang memiliki fasilitas kedokteran nuklir. Pada tahun 2006, Rumah Sakit Hasan Sadikin Bandung menerima tidak kurang dari Sri Setiyowati, dkk 649 STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
100 orang pasien setiap bulan untuk diagnosis tulang [1]. Radiofarnaka yang terbuat dari suatu ligan yang spesifik tulang dan radionuklida pemancar - dapat digunakan untuk paliatif (pengurangan) sakit tulang metastasis. 177 Lu dapat menjadi radioisotop alternatif untuk mengurangi nyeri tulang. Peluruhan 177 Lu dengan waktu paruh 6,71 hari memancarkan partikel - dengan E max 497 kev (78,6%), 384 kev (9,1%) dan 176 kev (12,2%) untuk menjadi nuklida stabil Hf-177. Waktu paruh 177 Lu relatif panjang (dibanding Sm-153 ataupun Re-186) sehingga sangat sesuai untuk terapi di tempat pengguna yang berjarak jauh dengan reaktor. 177 Lu dapat diproduksi dengan mengiradiasi sasaran Lu alam (Lu-176 2,6 %) di dalam moderasi fluk neutron ( 10 13 n/cm 2 /s) dengan tampang lintang reaksi sangat besar ( = 2100 barns) [3]. Pada saat ini, pengobatan paliatif nyeri tulang metastasis umumnya menggunakan ligan-ligan bifosfonat yang ditandai radioaktif pemancar beta (Sm-153 EDTMP dan Re186/188 HEDP) [4]. Pada preparasi penandaan Sm-153 EDTMP dan Ho-166 HEDP diketahui bahwa perbandingan molar antara ligan dan logam pada Sm-153 EDTMP (250-300 :1). Jumlah ligan yang terlalu besar ini berdampak Sm-153 akan ter-uptake di hati [5,6,7]. Sekarang telah dikembangkan komplek radiofarmaka alternatif untuk paliatif nyeri tulang metastasis, yaitu ligan siklik poliaminophosponat yang ditandai 177 Lu. Pemilihan ligan asam poliaminoposponat siklik untuk pengembangan radiofarmaka paliatif nyeri tulang metastasis karena ligan tersebut mempunyai sifat thermodinamika stabil dan tidak terganggu secara kinetik. [6,8] Pada penelitian ini, ligan asam poliaminoposponat siklik yang digunakan adalalah CTMP karena ligan tersebut mempunyai afinitas tinggi terhadap tulang [1]. Berbagai parameter yang menjadi bahan pertimbangan dalam mendesain sediaan radiofarmaka antara lain spesifitas, stokhiometri dan stabilitas. Kespesifikan radiofarmaka ditunjukkan oleh hasil uji biodistribusi. Idealnya seluruh radiofarmaka masuk ke organ target, akan tetapi kondisi ini sulit dapat dicapai. Walaupun begitu, distribusi radiofarmaka pada organ non target harus seminimal mungkin dan dapat segera dibersihkan atau dikeluarkan dari tubuh. Radiofarmaka yang tidak spesifik, dapat masuk ke beberapa organ lain sehingga organ yang bukan target penyidikan akan menerima radiasi yang tidak diperlukan. Stokhiometri yaitu reaktan/pereaksi yang ada dalam campuran dengan komposisi yang optimal dapat bereaksi secara kuantitatif membentuk senyawa bertanda yang diinginkan. Apabila semua pereaksi dapat bereaksi secara stokhiometri maka kemurnian kimia dan kemurnian radiokimia dari hasil penandaan kit akan tinggi. Kemurnian radiokimia ditentukan menggunakan kromatografi kertas. Pada prinsipnya teknik kromatografi membutuhkan tiga komponen yaitu zat terlarut (sample), fase diam dan fase gerak. Fase gerak membawa zat terlarut melalui media, hingga terpisah dari zat terlarut lainnya yang terelusi lebih awal atau lebih akhir. Umumnya zat terlarut dibawa melewati media pemisah oleh cairan yang disebut eluen. Fase diam dapat bertindak sebagai zat penyerap atau melarutkan zat terlarut sehingga terjadi partisi antara fase diam dan fase gerak [9]. Stabilitas suatu radiofarmaka dapat diartikan dengan kestabilan secara in vitro dan dapat pula secara in vivo. Tingkat yang tinggi dari suatu radiofarmaka sangat disukai. Dengan kestabilan in vitro yang tinggi para pemakai tidak terlalu dibatasi oleh waktu. Kestabilan radiofarmaka secara in vivo harus lebih dari waktu yang dibutuhkan untuk diagnosis, bila radiofarmaka tersebut digunakan untuk diagnosis. Apabila radiofarmaka digunakan untuk tujuan terapi, maka dibutuhkan radiofarmaka dengan kestabilan in vivo yang relatif lebih tinggi [10]. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari stabilitas radiofarmaka 177 Lu CTMP pada penyimpanan di suhu kamar dan suhu 4 0 C. METODE 1. Bahan Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1,4,8,11-tetraazacyclo-1,4,8,11-tetraamino methylenephosphonate (CTMP) hasil sintesis PTNBR BATAN. Radioisotop 177 Lu Cl 3 hasil sintesis PRR-BATAN. Bahan kimia lainnya seperti NaH 2 PO 4, Na 2 HPO 4, NaOH, HCl semuanya buatan Merck. Larutan salin, air suling diperoleh dari IPHA. 2. Peralatan Vortex (Thermoline) untuk pengadukan. Gamma counter mini Assay (nucleus, USA) digunakan sebagai pencacah radioaktivitas, perangkat elektroforesis dan kromatografi serta kertas whatman-1 ukuran 1 x 12 cm untuk analisis kemurnian radiokimia. STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA 650 Sri Setiyowati, dkk
3. Preparasi 177 Lu-CTMP Komplek 177 Lu-CTMP disiapkan dengan melarutkan 2,5 mg ligand CTMP ke dalam 250 L bufer fospat 0,01 M ph 7 dan 250 L salin. Kemudian ditambahkan 177 Lu-Cl 3 dengan perbandingan mol antara Lu dan CTMP bervariasi antara 1:10 sampai dengan 1:100. Konsentrasi aktivitas 177 Lu-Cl 3 yang digunakan antara 100 uci 500 uci/ml. Setelah itu ph diatur menjadi 7 menggunakan NaOH. Kemudian larutan diaduk menggunakan vortex dan reaksi pengomplekan dilakukan pada suhu kamar. Setelah reaksi selesai, dilakukan inkubasi pada suhu kamar, kemudian diuji kemurnian radiokimianya menggunakan kromatografi kertas. 4. Uji kemurnian radiokimia menggunakan kromatografi kertas Larutan komplek 177 Lu-CTMP sebanyak 5 L diteteskan pada kertas Whatman 1 (12 x 1 cm) dan dikeringkan pada suhu kamar. Kemudian dielusi dalam bejana kromatografi dengan metoda kromatografi kertas. Kertas digantung diatas tegak lurus dan didasar bejana diberi larutan pengelusi menggunakan larutan salin, pelarut akan merangkak naik keseluruh bagian kertas secara perlahan-lahan akibat kapilaritas. Setelah dielusi, kertas dikeringkan dan dipotong per cm serta diukur radioaktivitasnya menggunakan gamma counter mini assay. 5. Uji stabilitas invivo radiofarmaka 177 LuCTMP 177 Lu-CTMP hasil preparasi dibagi dalam 2 vial, vial pertama disimpan pada suhu kamar dan vial kedua disimpan pada lemari es (4 0 C). Kemudian, kemurnian radiokimianya diamati setiap hari dengan metoda kromatografi kertas menggunakan kertas Whatman 1 sebagai fasa diam dan salin sebagai fasa geraknya. Setelah dielusi, kertas dikeringkan dan dipotong per cm serta diukur radioaktivitasnya menggunakan gamma counter mini assay. Pengamatan dilakukan setiap hari sampai kemurnian radiokimianya sudah tidak memenuhi persyaratan ( 95%). HASIL DAN PEMBAHASAN cacahan 140000 40000-60000 -5 0 5 10 15 jarak migrasi (cm) Gambar 1. Kromatogram 177 Lu-Cl 3 (Eluen Salin) cacahan 20000 10000 0-10000 -5 0 5 10 15 jarak migrasi (cm) Gambar 2. Kromatogram 177 Lu-CTMP (Eluen Salin) cacahan 400000 200000 0-5 0 5 10 15 jarak migrasi (cm) Gambar 3. Kromatogram 177 Lu- PO 4 (Eluen Salin) Uji kemurnian radiokimia pengomplekan 177 Lu- CTMP dilakukan menggunakan metoda kromatografi kertas. Sebagai fase diam digunakan kertas Whatman 1 dan sebagai fase gerak digunakan salin. Hasil elusi diukur menggunakan gamma counter. Dari Gambar 1 dan Gambar 2 di atas diketahui bahwa terjadi pemisahan yang sangat bagus antara ion bebas 177 Lu dan komplek 177 Lu CTMP. Ion bebas 177 Lu mempunyai harga RF=0.8-1 sedangkan komplek 177 Lu-CTMP RF=0,0-0.1. Hal ini menunjukkan bahwa metoda uji kemurnian radiokimia yang digunakan sangat sesuai. Proses preparasi pengkomplekan 177 Lu CTMP ini menggunakan buffer phospat. Untuk memastikan bahwa kromatogram pada RF=0,0-0,1 itu adalah 177 Lu CTMP murni tanpa adanya pengotor maka digunakan 177 Lu-PO 4, sebagai kontrol dengan prosedur preparasi yang sama tetapi tidak ditambahkan CTMP, kemudian diuji kemurniannya menggunakan kromatografi kertas. Hasil studi menunjukkan bahwa kromatogram 177 Lu-PO 4 berada pada RF 0,4-0,5, yang berbeda dengan letak RF dari ion bebas 177 Lu (0,0) maupun komplek 177 Lu CTMP. Hal ini sebagaimana telah ditunjukkan pada Gambar 3. Kem urni an r adiokim ia (% ) 120 100 80 60 40 20 0 1 banding 10* 98.06 99.4 96 1 ban ding 20 1 ban ding 30 51.5 1 banding 100 Perbandingan mol Lu dan CTMP Gambar 4. Grafik Hubungan Perbandingan mol Lu dan CTMP Terhadap Kemurnian Radiokimia dengan Kondisi Reaksi Pada ph 7 dan Suhu Kamar. Sri Setiyowati, dkk 651 STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
Keterangan : 1 banding 10 * adalah perbandingan mol Lu dan CTMP optimum hasil pe nelitian sebelumnya oleh Maskur et. al [11]. Pada penelitian sebelumnya, telah dilakukan optimasi preparasi 177 Lu-CTMP oleh Maskur et. al [10]. dengan beberapa variabel, yaitu perbandingan mol Lu dan CTMP, ph, dan suhu reaksi dan diperoleh kondisi optimum preparasi adalah pada suhu kamar, ph 7 dan perbandingan mol Lu dan CTMP adalah 1 banding 10. Pada kondisi tersebut telah diperoleh 177 Lu-CTMP dengan kemurnian radiokimia 98,06 %. Pada penelitian ini, telah dilakukan optimasi lebih lanjut melalui variasi perbandingan mol Lu dan CTMP dengan tujuan dapat diperoleh kemurnian radiokimia yang lebih baik. Dari Gambar 4, grafik hubungan perbandingan mol Lu dan CTMP terhadap kemurnian radiokimia diketahui bahwa perbandingan tersebut berpengaruh sangat signifikan terhadap kemurnian radiokimia 177 Lu- CTMP yang terbentuk. Pada perbandingan mol Lu dan CTMP 1 berbanding 20 diperoleh kemurnian radiokimia tertinggi yaitu 99,4 %. Hal ini menunjukkan bahwa pada perbandingan tersebut telah dicapai stoikhiometri mol reaksi antara Lu dan CTMP sehingga dapat diperoleh pengkomplekan 177 Lu-CTMP yang optimal. Sedangkan pada perbandingan 1 :10 dan 1 : 30 diperoleh kemurnian radiokimia sedikit lebih kecil (98,06 dan 96 %) daripada 1 : 20. Akan tetapi, untuk perbandingan mol 1:100 ternyata diperoleh kemurnian jauh lebih rendah (51,51%). Pada perbandingan tersebut larutan berubah menjadi keruh. Hal ini terjadi karena pada perbandingan tersebut ternyata ph larutan berubah drastis menjadi asam (ph 2), meskipun apabila ph diatur menjadi ph 7 sehingga larutan menjadi jernih kembali tetapi kemurnian hasil pengkomplekan Lu CTMP tetap rendah. Ditinjau dari kemurnian radiokimia, 177 Lu- CTMP yang diperoleh (99,4 %) tersebut sudah memenuhi persyaratan sebagai sediaan radiofarmaka (kemurnian radiokimia >95%). Hasil ini juga lebih baik jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh Tapas Das et.al [6] pada tahun 2002 dengan hasil kemurnian radiokimia 177 Lu-CTMP hanya 75% dan oleh Maskur et al [10.] pada tahun 2009 dengan hasil kemurnian radiokimia 177 Lu-CTMP hanya 98,06 %. Gambar 5. Grafik Hubungan Antara Penyimpanan 177 Lu-CTMP (Pada Suhu Kamar dan 4 o C) Terhadap Kemurnian Radiokimia Untuk mengetahui sampai berapa lama sediaan radiofarmaka masih memenuhi syarat untuk digunakan maka perlu dilakukan uji stabilitas. Pada penelitian ini telah dilakukan uji stabilitas secara invitro, yaitu stabilitas saat berada di luar tubuh pasien. Uji stabilitas dilakukan dalam dua kondisi, yaitu pada suhu kamar dan suhu 4 0 C. Hasil uji stabilitas dapat dilihat pada Gambar 5. Penyimpanan pada suhu 4 0 C lebih stabil dibandingkan pada suhu kamar. Pada penyimpanan suhu kamar dan suhu 4 0 C sampai sepuluh hari kondisi kemurnian radiokimia masih memenuhi persyaratan. Pada suhu kamar penyimpanan pada hari ke lima belas mulai ada penurunan kemurnian radiokimia (89,5%) hal ini sudah tidak memenuhi persyaratan.sedangkan pada penyimpanan pada suhu 4 0 C masih memenuhi persyaratan sampai hari ke duapuluh satu yaitu 95,7%. Adapun persyaratan kemurnian radiokimia untuk radiofarmaka terapi adalah 95%. KESIMPULAN Preparasi pembuatan radiofarmaka 177 Lu-CTMP dapat dilakukan dengan mereaksikan 177 Lu dan CTMP menggunakan buffer fosfat dengan kondisi reaksi perbandingan mol Lu dan CTMP pada 1:20, ph 7 dan suhu kamar diperoleh kemurnian radiokimia 99,4%. Hasil ini lebih baik dibanding hasil penelitian sebelumnya oleh Tapas Das et al (75%) dan Maskur et al (98,06%). Hasil uji stabilitas diketahui bahwa penyimpanan pada suhu 4 0 C relatif lebih stabil dibandingkan suhu kamar. Pada suhu 4 0 C penyimpanan sampai limabelas hari kondisi kemurnian radiokimia masih stabil (95,6%) masih memenuhi persyaratan. Pada suhu kamar, penyimpanan pada hari ke 15 mengalami penurunan kondisi kemurnian radiokimia (89,5%) tidak memenuhi persyaratan. STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA 652 Sri Setiyowati, dkk
DAFTAR PUSTAKA 1. Yana Sumpena, Misyetti, Rizky Juwita Sugiharti, Rochestry Sofyan. Biodistribusi Radiofarmaka 99m Tc-CTMP Pada Mencit (Mus musculus) Swiss-Webster, http://nhc.batan.go.id, 11-11-2008. 2. Randanan Bandaso, Aspek Biologi Molekuler Metastasis, Bagian Patologi Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin RSUP Dr. Wahidin Sudirohusudo, http://med.unhas.ac.id/index 2php? option= com_ content &do _pdf=1&id=15/26-03-2009 3. Firestone R. Table of isotopes (Shirley VS eds). 8 th ed. New York: John Wiley and Sons; 1996. 4. Ketring A.R, Sm-153 EDTMP and Re-186 HEDP as bone therapeutic radiopharmaceuticals, Nucl. Med. Biol. 1987;14:223. 5. Volkert WA, Hoffman TJ. Therapeutic radiopharmaceuticals, Chem Rev 1999;99: 2269-2292 6. Das T, Chakraborty S, Unni PR,, Sharmila B, Gracs S, Sharm H.D, Meera V, Pillai M.R.A. 177 Lu Labeled cyclic Polyaminophosponates as potential agents for bone paint palliation, Applied Radiation and Isotopes 2002;57: 177-184 7. Low WK, Dormehl IC, Van Rensberg AJ, et al. Evaluation of Samarium-153 and Holmium 166 EDTMP in the normal baboon model. Nucl Med Biol 1996;23:1603-1607 8. Liu S, Edwards DS. Bifunctional chelators for therapeutic lanthanide radiopharmaceuticals. Bioconj Chem 2001:12:7-34. 9. Kromatografi Kertas Sumber, http: kimia.upi.edu\utama\bahanajar\kuliah diakses 5-11-2010 jam 10.30 10. 1Misyeti, Kajian Instabilitas Kit Kering Radiofarmaka Bertanda 99mTc Ditinjau dari Aspek Kimia dan Fisika, Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology ISSN 1411-3481 Vol. VII, No. 1, Februari 2006: 65-81] 11. Maskur, Martalena R, Sri Setiyowati, Cecep T.R, dan Misyeti, Pembuatan 177 LU-CTMP Untuk Paliatif Nyeri Tulang Metastasis : Preparasi 177 Lu-CTMP dan Uji Kemurnian Radiokimia, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, Yogyakarta, Juli 2009. Sri Setiyowati, dkk 653 STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA 654 Sri Setiyowati, dkk