PEMBUATAN RADIOFARMAKA TERAPI PALIATIF 177Lu-EDTMP
Puji Widayati1, Sri Setiyowati1, Triningsih1, Yono Sugiharto1, Agus Ariyanto1 Pusat Teknologi Radiosotop dan Radiofarmaka, Badan Tenaga Nuklir Nasional,
Kawasan Puspiptek Serpong, Tangerang Selatan 15314 Email: [email protected]
ABSTRAK
PEMBUATAN RADIOFARMAKA TERAPI PALIATIF 177Lu-EDTMP. Kanker tulang adalah tumor ganas yang berawal di dalam tulang, dimana sel kanker di dalam tulang tumbuh, menekan jaringan tulang sehat, menyebabkan sakit yang teramat sangat dan bahkan dapat mengancam nyawa. Untuk mengatasi rasa sakit pada tulang tersebut diperlukan obat analgesic yang kuat antara lain morfin. Radiofarmaka terapi paliatif 177Lu EDTMP merupakan alternatif morfin untuk mengatasi sakit akibat kanker tulang dimana keunggulannya dapat diberikan kepada pasien cukup sekali dalam beberapa bulan sebagaimana pengobatan menggunakan radiofarmaka terapi lainnya. Pada saat ini radioterapi internal menggunakan radiofarmaka luthesium-177 etilen diamin tetra metilen fosfonat (177Lu EDTMP) merupakan salah satu pengobatan kanker tulang yang terbaik. Dalam penelitian ini dilakukan penandaan
177Lu EDTMP dengan mereaksikan ligan EDTMP dengan 177 Lu dalam bentuk 177LuCl3 yang diperoleh dari iradiasi neutron Lu2O3 di Reaktor Serba Guna GA Siwabesi lalu dilakukan uji kemurnian radionuklida dan radiokimia. Larutan formulasi EDTMP dibuat dalam bentuk kit dan dikeringkan dengan metode pengeringan beku. Penelitian ini untuk mengoptimasi waktu inkubasi dan suhu inkubasi pada saat penandaan kit EDTMP dengan 177LuCl3 serta pengaruh suhu penyimpanan larutan 177LuEDTMP terhadap kestabilan, sehingga diperoleh waktu inkubasi optimum 10 menit pada suhu inkubasi 25 ºC yang menghasilkan kemurnian radiokimia 99,37 ± 0,5%. Uji kestabilan radiokimia pada suhu penyimpanan 4 ºC selama 24 jam menunjukkan sediaan ini masih tetap stabil dengan kemurnian radiokimia 99,48 ± 0,31%.
Kata kunci: kanker tulang, 177Lu EDTMP, kemurnian radiokimia
ABSTRACT
STUDY OF RADIOFARMAKA PALIATIVE THERAPY 177Lu-EDTMP. Bone cancer is a malignant tumor that starts in the bone, where the cancer cells in the bone grow, compressing healthy bone tissue, causing extreme pain and can even be life threatening. To overcome the pain in the bones, a strong analgesic drug is needed, including morphine. 177Lu EDTMP as a radiopharmaceutical for therapy can be used as an alternative for morfin to treat the pain caused by bone cancer, which has advantage as it can be administered to the patient only once in a few month just as other therapeutical radiopharmaceuticals. Currently, internal radiotherapy using radiopharmaceuticals of luthesium-177 ethylene diamine tetra methylene phosphonate (177Lu EDTMP) is one of the best bone cancer treatments. In this study, labeling
177Lu EDTMP was carried out by reacting EDTMP ligand with 177Lu in the form of 177LuCl3
obtained from Lu2O3 irradiation in the GA Siwabesi multipurpose reactor and then the radionuclidic and radiochemical purity tests were carried out. Formulation solution of EDTMP was prepared in dry kit form using freeze drying method. This study was to optimize the incubation time and incubation temperature at the time of marking the EDTMP kit with 177LuCl3
and the effect of storage temperature for 177LuEDTMP solution on stability, so that the optimum incubation time was 10 minutes at an incubation temperature of 25 ºC which resulted in a radiochemical purity of 99.37 ± 0.5%. The radiochemical stability test at storage temperature of 4 ºC for 24 hours showed that this preparation was still stable with a radiochemical purity of 99.48 ± 0.31%.
Keywords: bone cancer, 177Lu EDTMP, radiochemical purity, radiolabeling
PENDAHULUAN
Penyakit kanker merupakan penyebab kematian kedua terbanyak di seluruh dunia.
Kanker sering menyebabkan kematian karena umumnya penyakit ini tidak menimbulkan gejala pada awal perkembangannya, sehingga baru terdeteksi dan diobati setelah mencapai
penyakit tersebut [1]. Kanker tulang bukanlah jenis kanker yang lazim menyerang karena hanya ditemukan 0,2% kasus dari seluruh diagnosa kanker di dunia. Sekitar 2890 orang pasien terdiagnosa kanker tulang setiap tahunnya. Namun dari angka ini diperkirakan sekitar 1410 orang mengalami kematian. Sebuah presentasi kematian yang relatif tinggi dari kebanyakan serangan kanker. Kebanyakan kasus kanker tulang tidak terdiagnosa dengan tepat waktu. Karena pada stadium dininya, gejala kanker tulang yang muncul lebih menyerupai gejala dari nyeri sendi seperti pada kasus asam urat atau reumatik. Sedangkan pada anak-anak, terkadang rasa nyeri yang muncul tidak selalu mereka sadari sampai akhirnya mengalami kesulitan dalam bergerak atau sudah muncul gejala-gejala yang lebih jelas. Masalahnya, kanker tulang termasuk jenis kanker yang sangat agresif dan merusak.
Bahkan bisa menjadi lebih ganas dari kanker pada organ tubuh. Karakter tulang membuat serangan kanker menjadi begitu cepat merayap dari satu sel menuju sel berikutnya.
Kerusakan akan sangat cepat sedemikian cepatnya hingga bermetastatis ke organ di sekitar tulang [1,2]. Metastasis kanker tulang menyebabkan rasa nyeri yang sangat kuat [2].
Pengobatan kanker tulang metastasis dilakukan dengan menggunakan sediaan radiofarmaka secara sistemik baik berupa senyawa anorganik atau pospat organic, atau senyawa ligan yang sengaja disintesis agar terakumulasi pada organ yang dimaksud [3]
Salah satu sediaan radiofarmaka yang yang telah diproduksi adalah 153SmEDTMP merupakan kombinasi antara ligan EDTMP yang berasal dari kristal hidroksi apatit tulang sapi dengan isotop 153Sm untuk terapi paliatif tulang pada kasus kanker tulang [1,3]. Pada beberapa tahun terakhir ini beberapa peneliti telah mengembangkan terapi paliatif nyeri tulang baru (bone pain palliation therapeutic agents) yaitu 177Lu-EDTMP yang dilaporkan lebih unggul dibandingkan dengan 153Sm-EDTMP. Keunggulan yang ditawarkan oleh 177Lu EDTMP adalah karena waktu paruh (T1/2) 177Lu yang relatif lebih panjang (6,73 hari) dibandingkan dengan
153Sm yang T1/2 hanya 2 hari. Waktu paruh 177Lu yang panjang akan memberikan efek terapi yang lebih panjang dibandingkan dengan penggunaan 153Sm-EDTMP. Selain itu 177Lu- EDTMP dapat disiapkan dalam bentuk kit yang siap ditandai dengan 177Lu pada saat ada pasien yang membutuhkan terapi paliatif nyeri tulang [4-6,8,9]. Dalam penelitian ini dilakukan penandaan 177Lu EDTMP dengan mereaksikan ligan EDTMP dengan 177 Lu dalam bentuk
177LuCl3 yang diperoleh dari iradiasi neutron Lu2O3 di Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy lalu dilakukan uji kemurnian radionuklida dan radiokimia. Larutan formulasi EDTMP dibuat dalam bentuk kit dengan metode pengeringan beku [7] .
Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan optimasi prosedur penandaan kit EDTMP menggunakan 177LuCl3 dengan parameter radioaktivitas 177LuCl3, waktu inkubasi dan suhu inkubasi serta kestabilan 177Lu EDTMP. Penentuan kemurnian radiokimia 177Lu EDTMP menggunakan sisitem kromatografi lapis tipis (KLT) dengan ITLC SG sebagai fasa diam dan salin sebagai fase gerak.
METODOLOGI
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 177LuCl3 (PTRR-BATAN), kit EDTMP (PTRR, BATAN) air steril (API, IPHA) salin dan bahan kimia lainnya. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi freeze dryer (Labconco), pengaduk magnetik, Instant Thin Layer Chromatography-Silica Gel (ITLC SG, Agilent), seperangkat alat gelas (Pyrex), mikropipet (Eppendrof), neraca analitis, dose calibrator (Atom Lab), spektrofotometer gamma (Multi Channel Analyzer, MCA), Gamma Mini Assay, alat pengaduk (vortek), oven (Fisher Scientific) dan thermomixer (Eppendorf).
Formulasi Kit Etilen Diamin Tetra Metil Fosfonat (EDTMP)
Formulasi kit EDTMP dilakukan dengan menimbang bahan EDTMP 3500 mg, NaOH 1410 mg, dan CaCO3 715 mg. Serbuk CaCO3 dilarutkan ke dalam air steril 20 ml dengan beaker glass 50 mL, kemudian ditambahkan EDTMP sambil diaduk menggunakan magnetic stirer selama 15 menit sampai larutan terlihat tidak berwarna. Sementara itu, NaOH dilarutkan ke dalam 25 ml air steril menggunakan beaker glass 50 ml, lalu campurkan dengan larutan CaCO3 dan EDTMP, diaduk sampai homogen selama 5 menit. Setelah itu dilakukan pengukuran pH dan diharapkan pH ≤ 7,6, larutan dituang ke dalam labu ukur 100 ml dicukupkan sampai batas labu ukur dengan menambahkan air steril, dilanjutkan dengan penyaringan menggunakan filter Millex-GS (0,22µm). Larutan didispensing ke dalam 100 vial masing-masing 1 ml kemudian dilakukan freeze dry selama 24 jam [7].
Pengujian Bahan Baku Radioaktif 177LuCl3
Bahan baku radioaktif 177LuCl3 diuji kemurnian radionuklidanya menggunakan spektrofotometer gamma yang dilengkapi dengan detektor HPGE dan Multi Channel Analyzer (MCA) seperti yang dilakukan oleh Samani, et al., dengan cara mengencerkan 1µL larutan
177LuCl3 sebanyak 100 kali di dalam vial, kemudian diambil sebanyak 5µL dengan menggunakan mikropipet dan totolkan ke dalam kertas Whatman No.1 (dengan diameter kertas 3 cm) dan setelah itu diuji ke dengan alat spektrofotometer gamma yang tersedia di laboratorium PTRR BATAN [6].
Uji kemurnian radiokimia 177LuCl3 menggunakan metode kromatografi lapis tipis dengan ITLC-SG sebagai fase diam dan salin sebagai fase geraknya [7]. Diambil sebanyak 5 µL larutan 177LuCl3 dengan mikro pipet dan ditotolkan ke dalamkertas ITLC SG, kemudian dielusi menggunakan fase gerak salin sebanyak 10 ml yang sudah dijenuhkan di dalam chamber selama 10 menit. Setelah mencapai batas elusi yang diinginkan, kertas kromatografi diangkat dan dikeringkan dengan lampu untuk mempercepat proses pengeringan. Kemudian dilakukan counting dengan alat pencacah gamma dan catat hasilnya untuk menghitung persentase kemurnian radiokimia [10].
Penandaan Kit EDTMP dengan 177LuCl3 dan Uji Kemurnian Radiokimia177Lu EDTMP Penandaan kit EDTMP dengan larutan 177LuCl3 berbagai aktivitas 12,5, 25, 50 dan 100mCi. Larutan 177Lu EDTMP diinkubasi dengan waktu yang bervariasi dari 10 menit, 20 menit dan 30 menit serta variasi suhu inkubasi 25 ºC dan 37 ºC, kemudian dilakukan uji kemurnian radiokimia 177Lu EDTMP yang dihasilkan dengan kromatografi lapis tipis menggunakan ITLC-SG sebagai fase diam dan salin sebagai fase geraknya seperti pengujian
177LuCl3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Formulasi kit EDTMP dibuat untuk menyediakan 177Lu EDTMP lebih praktis, tidak memerlukan pengaturan pH sehingga tidak ada pengendapan pada larutan 177Lu EDTMP dan penandaan kit EDTMP di rumah sakit tidak memerlukan waktu yang lama. Setelah dilakukan pembuatan kit EDTMP, maka dilakukan pengeringan dengan alat freeze dryer yang dapat mempertahankan stabilitas kit EDTMP karena dapat menghindari perubahan unsur organoleptis dan struktur kimia EDTMP karena saat pengeringan menggunakan suhu yang relatif rendah dibandingkan alat pengering lainnya, serta dapat meningkatkan daya rehidrasi.
Selain itu kit EDTMP dapat disimpan dalam waktu yang lama (12 bulan) tanpa kehilangan kemampuan untuk membentuk kompeks 177Lu EDTMP [7].
Sesuai dengan persyaratan bahwa bahan baku yang digunakan dalam penelitian harus dipastikan bermutu oleh karena itu dilakukan uji kemurnian radionuklida terlebih dahulu untuk memastikan bahwa larutan 177Lu Cl3 hanya mengandung isotop 177Lu. Hasil uji kemurnian radionuklida 177Lu dari dua kali pengulangan diperoleh sebesar 99,94±0,0041% seperti yang dilakukan Agatha dengan hasil tidak jauh berbeda.
Pada Gambar 1 ditunjukan bahwa kemurnian radiokimia 177Lu yang diperoleh 99,94 ± 0.01% yang memenuhi persyaratan (≥ 95%), sehingga dapat digunakan untuk penandaan kit EDTMP.
Gambar 1. Radiokromatogram 177Lu dengan metode kromatografi lapis tipis menggunakan fasa diam ITLC-SG dan fasa gerak salin
Uji kemurnian radionuklida 177LuCl dengan MCA untuk memastikan dalam larutan
sebesar 99,98 ± 0,01% yang memenuhi persyaratan kemurnian radionuklida yaitu > 99%
sehingga dapat digunakan untuk penandaan kit EDTMP.
Hasil penandaan kit EDTMP dengan 177Lu diperoleh kemurnian radiokimia 177Lu- EDTMP sebesar 99,48 ± 0,18% seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Radiokromatogram 177Lu-EDTMP dengan metode kromatografi lapis tipis menggunakan fasa diam ITLC-SG dan fasa gerak salin
Pada penandaan kit EDTMP dengan 177Lu dengan memvariasikan aktivitas 12,5, 25, 50 dan 100mCi sehingga dihasilkan kemurnian radiokimia berturut-turut 99,48±0,18%, 97,77
± 2,81%, 96,18 ± 1,88% dan 98,91 ± 1,35%. Penggunaan variasi radioaktivitas 177Lu menghasilkan kemurnian radiokimia sesuai yang diharapkan yaitu memenuhi persyaratan yaitu ≥ 95% [7]. Hasil penelitian ini sesuai dengan yang dilakukan F Johari yang memperoleh radioaktivitas 177LuCl3 yang digunakan menghasilkan yield bagus dan stabil.
Penandaan kit EDTMP dengan 177LuCl3 dilanjutkan dengan variasi waktu inkubasi 10, 20 dan 30 menit sehigga diperoleh kemurnian radiokimia berturut-turut 97,76 ± 1,41%, 97,04
± 0,99% dan 96,69 ± 1,09% seperti pada Gambar 3 di bawah ini. Penambahan waktu inkubasi pada saat penandaan tidak mempengaruhi kemurnian radiokimia yang dihasilkan sehingga untuk selanjutnya digunakan waktu inkubasi 10 menit.
Gambar 3. Pengaruh waktu inkubasi pada saat penandaan EDTMP dengan 177 LuCl3 terhadap kemurnian radiokimia 177Lu-EDTMP yang diperoleh
Selanjutnya penandaan kit EDTMP dengan 177LuCl3 dengan memvariasikan suhu inkubasi yang digunakan yaitu 25 ºC dan 4 ºC sehingga diperoleh kemurnian radiokimia seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil kemurnian radiokimia 177Lu-EDTMP dengan variasi suhu inkubasi No
Suhu Inkubasi (ºC)
Kemurnian Radiokimia (%)
1. 25 99,37 ± 0,05
2. 4 95,95 ± 4,13
Dari Tabel 1 diperoleh suhu inkubasi optimum pada 25 ºC dengan kemurnian radiokimia 99,37 ± 0,05%, sehingga untuk selanjutnya suhu inkubasi yang digunakan untuk penandaan 25 ºC.
Kompleks 177Lu EDTMP yang dihasilkan selanjutnya dilakukan uji kemurnian radiokimia untuk melihat kestabilannya dari 1 jam, 2 jam, 3 jam dan 24 jam dengan suhu penyimpanan 4 ºC dan 25 ºC yang hasilnya seperti pada Gambar 4.
Gambar 4. Pengaruh waktu penyimpanan terhadap kemurnian radiokimia177Lu-EDTMP
Pada Gambar 4 dapat ditunjukan bahwa kompleks 177Lu EDTMP lebih stabil disimpan pada suhu 4 ºC selama 24 jam dibandingkan penyimpanan suhu 25 ºC dengan kemurnian radiokimia di atas 98%.
Larutan 177LuCl3 sebagai bahan baku radioaktif yang digunakan dalam proses penandaan 177Lu EDTMP telah memenuhi persyaratan kemurnian radionuklida dan radiokimia yaitu berturut-turut > 99% dan > 95% dan senyawa kompleks 177Lu EDTMP yang dihasilkan mempunyai kemurnian radiokimia yang memenuhi persyaratan yaitu ≥ 95%. Radiofarmaka dengan kemurnian radiokimia yang tinggi atau memenuhi persyaratan mutu dan stabil akan meningkatkan sifat targeted, yaitu kespesifikan menuju organ sasaran agar efek radiasinya tidak mengganggu sel-sel normal [7].
KESIMPULAN
Kit EDTMP dapat ditandai dengan 177LuCl3 dari berbagai radioaktivitas (sampai dengan 100 mCi) menghasilkan kemurnian radiokimia yang tinggi yaitu 98,91 ± 1,35% yang stabil pada suhu penyimpanan 4 ºC selama 4 jam.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada staf Bidang Radioisotop dalam penyediaan Radioisotop 177Lu, staf bidang Radiofarmaka dalam pembuatan kit EDTMP steril, Kemnristek BRIN dan LPDP yang telah mendanai penelitian ini dengan kontrak No. 112/E1/PRN 2020.
DAFTAR PUSTAKA
1. FITRIA N., DJAMAL R., dan MUTHALIB A.,”Uji Kemurnian dan Stabilitas Radiokimia
153SmEDTMP yang Berasal dari Tulang Sapi”, Jurnal Sains dan Teknologi Farmasi, Vol.
17 No. 2 hal. 154-157 (2012).
2. AGARWAL K.K., Arora G., and BAL C., “177Lu-EDTMP for Palliation of Pain from Bone Metastasis in Patients with Prostate and Breast Cancer: a Phase Study“, Springer Verlag Berlin Heidelberg (2015).
3. FITRIA N., ”Evaluasi Farmakologi 153SmEDTMP sebagai radiofarmaka”, Skripsi Sarjana Sarjana Farmasi Universitas Andalas (2006).
4. DAS T. et al., “Formulation, Preclinical Evaluation, and Preliminary Clinical Investigation of an in-house Freeze-Dried EDTMP Kit Suitable for the Preparation of 177Lu-EDTMP”, Cancer Biother. Radiopharm., Vol. 29 No. 10 pp. 412-21. (2014). doi:
10.1089/cbr.2014.1664.
5. HESHAM M.H.Z. et al., “Comparative Studies on the Potential Use of 177 Lu-based Radiopharmaceuticals for the Palliative Therapy of Bone Metastases”, Int. J. Radiat. Biol.
2020, Vol. 96 No. 6 pp. 779-789 (2020). doi: 10.1080/09553002.2020.1729441.
6. SAMANI B.A., ANVAR A., JALIIAN R.A. et al., “Production, Quality, Control and
Trials”, Shaheed Bahesthi, University of Medical Sciences and Health services, Teheran Iran (2012).
7. AGATHA C.M., “Optimasi Pembuatan Radiofarmaka Palliatif 177Lu EDTMP”, Skripsi Sarjana Farmasi, Universitas Indonesia (2017).
8. AKMAL et al., Ensiklopedi Kesehatan Jogjakarta, Ar Ruz Media (2010).
9. AMERICAN CANCER SOCIETY (2014), “The Science Behind Radiotheraphy”, (2020).
www.cancer org/acs/groups/cid/documents/webcontent/003019-pdf-pdf.
10. JOHARI DAHA F. et al., ”Production of 177Lu and Formulation of Ehtylene Diamimine Tetramethylenene Phophonat (EDTMP) Kits as Bone-seeking Radiopharmacetical’’, Iran.
J. Radiat. Res., Vol. 7 No. 4 pp. 229-234 (2010).
DISKUSI
RIEN RITA WIDYA
1. Pengertian kit radiofarmaka?
2. Mengapa mengembangkan 177Lu-EDTMP?
PUJI WIDAYATI
1. Kit adalah sediaan non radioaktif yang terdiri dari beberapa senyawa kimia yang akan ditandai dengan radioisotop untuk menjadi sediaan radiofarmaka.
2. 177Lu-EDTMP untuk memenuhi kebutuhan terapi paliatif nyeri tulang pada rumah sakit yang jauh dari tempat produksi 153Sm-EDTMP yang membutuhkan waktu pengiriman lama. 177Lu-EDTMP dapat disiapkan dalam bentuk kit, siap ditandai dengan Lu-177 di rumah sakit pada saat pasien yang membutuhkan terapi paliatif nyeri tulang. Keunggulan
177Lu-EDTMP adalah mempunyai waktu paruh (T1/2) yang relatif lebih panjang [6,73 hari, Eβ(max) = 497 keV; Eγ = 113 keV (6.4%); 208 keV (11%)] dibandingkan dengan Sm-153 EDTMP (2 hari, Eβ(max) = 0.81 MeV; Eγ = 103 keV (28%)) sehingga akan memberikan efek terapi yang lebih panjang dan mempunyai foton gamma berenergi rendah yang dipancarkan oleh nuklida memungkinkan deteksi lesi tulang dengan skintigrafi.
