Brevet FR2322586A1 — publié le 19770401

La présente invention se rapporte à de nouveaux chélates radiopharmaceutiques et à un procédé de formation d'une image externe. Jusqu'à présent on a utilisé des agents de formation d'image radiopharmaceutiques pour former une image externe de diverses parties du corps. Seuls les produits radiopharmaceutiques émettant des photons gamma conviennent à cet effet. Leur domaine d'application est restreint étant donné que, parmi les radionucléides qui émettent des rayons gamma, très peu d'entre eux satisfont aux exigences imposées par les limites inhérentes aux systèmes formateurs d'images actuels et par la nécessité de maintenir une dose de radiations aussi faible que possible.Parmi ces exigences, on citera la nécessité d'un spectre gamma simple, un débit élevé de photons ayant une énergie suffisamment faible pour permettre une collimation -effective et une détection efficace ainsi qu'une derni vie suffisamment courte pour permettre l'administration de l'ordre de la millicurie sans qu'il reste une dose de radiations excessive après l'examen. Le procédé habituel de formation d'une image consiste en général à marquer un composé organique approprié à l'administration à un patient, au moyen d'un radio-isotope adéquat. Plus précisément, on marque faiblement un agent biologique dont on sait qu'il se fixe dans l'organe ou la partie anatomique particulière à visualiser, avec un radio-isotope. L'agent biologique ainsi marqué permet alors la formation d'une image externe de ltorgane désiré en utilisant des techniques de radio-balayage classiques. Les problèmes que posaient les tentatives de l'art antérieur dans cette direction concernent principalement ltassociation des exigences (1) que l'agent biologique soit spécifique de l'organe à visualiser, (2) qu'un radionucléide adéquat soit utilisé comme agent de marquage, (3) que l'agent marqué soit suffisamment stable in vivo pour permettre une formation image efficace et (4) que l'agent biologique marqué conserve sa spécificité pour l'organe. La présente invention a pour but de fournir un agent biologique radio-marqué présentant un haut degré de stabilité in vivo et une haute sélectivité uis-à-vis de l'organe. Elle a également pour but de fournir un procédé de formation d'une image externe en utilisant cet agent. Elle a enfin pour but de fournir un procédé de préparation de cet agent. Les buts ci-dessus sont atteints au moyen d'un agent de diagnostic radio-marqué qui associe la haute spécificité vis-à-vis de l'organe cible de divers médicaments et produits biochimiques, aux excellentes propriétés de formation nucléaire image des métaux radioactifs technetium-99m, cobalt-57, gallium-67, gallium-68, indium-ill, ou indium-tt3m. L'invention est basée sur la découverte que des chélates des métaux radioactifs ci-dessus avec un acide iminodiacétique substitué présentent un haut degré de stabilité in vivo, une haute spécificité pour certains organes ou parties anatomiques et possèdent d'excellentes propriétés de formation nucléaire d'image. On peut préparer les chélates ci-dessus en faisant réagir le radio-isotope désiré avec l'agent de chélation. Le technetium-99m est disponible dans le commerce et peut soit être obtenu à partir d'un générateur isotopique en tant que descendant radio-actif du molybdène-99, soit être directement vendu dans le commerce. Il est également disponible sous forme d'un produit d'extraction par les solvant provenant de solutions de molybdène-99 généralement à l'état de solutions de pertechnétate de métal alcalin à 5-100 mCi. D'autres procédés de préparation sont décrits dans les brevets US 3.468.808 et 3.382.152. Le chélate du technetium-99m est de préférence préparé par réduction d'une solution d'un pertechnétate tel qu'un pertechnétate de métal alcalin en présence de l'agent de chélation. On effectue de préférence la réduction en utilisant du chlorure stanneux en tant qu'agent réducteur. On peut utiliser n'importe quel agent réducteur adéquat, y compris d'autres sels stanneux tels que le pyrophosphate stanneux. Le produit de cette opération de réduction contiendra également une proportion notable du chélate stanneux. Il est à noter que la présente invention couvre le mélange de produits contenant à la fois le chélate de métal radio-actif et le chélate stanneux correspondant. La façon la plus commode de préparer la composition de l'invention est en fait de la présenter sous forme d'un nécessaire stérile constitué de produits chimiques non radio-actifs destinés à être mélangés à la source de métal radio-actif avant l'utilisation. Ce nécessaire contient de préférence une solution d'un sel stanneux, une solution de l'agent de chélation, une solution tampon ou des combinaisons de celles-ci. Si lton utilise des réactifs stériles et des techniques aseptiques, on mélange les solutions respectives les unes aux autres dans tordre souhaité puis on y ajoute la solution de source de métal radio-actif. La solution obtenue contenant le chélate de métal radio-actif, le chélate stanneux et un éventuel chélate libre, peut alors être directement- utilisée à des fins de formation d'image. On administre généralement au patient une solution convenant à une administration par voie intraveineuse contenant une radioactivité atteignant 15mCi. En général, cela peut s'effectuer en administrant 0,2-1 ml d'une solution contenant d'environ 2 à environ 100 mg du chélate combiné. Le radio-dosage du radio-isotope présent dans l'organe souhaité peut s'effectuer au moyen d'un dispositif classique tel qu'unie chambre à scintillation, etc. La spécificité pour 11 organe est déterminée par l'agent de chélation particulier utilisé. Tous les chélates de l'invention sont cependant éliminés soit par les reins, soit par le foie. On peut donc utiliser les chélates des métaux radio-actifs ci-dessus avec la plupart des acides iminodiacétiques pour visualiser ces organes. Les agents de chélation répondent de préférence à la formule dans laquelle R peut Btre un alkyle contenant jusqu'à environ 24 atomes de carbone et de préférence environ 14 atomes de carbone, un groupe alcènyle, aryle, alkyle ou cyclo-aliphatique substitué par un halogène, un groupe hydroxy, carboxy, nitro, amino, céto ou hétérocyclique. Les groupes R peuvent être interrompus par des liaisons éther ou thio-éther. L'acide iminodiacétique substitué est analogue à des médicaments et à des produits biochimiques dont les caractéristiques de spécificité pour les organes sont connues. Comme autres agents de chélation spécifiques convenant à une utilisation dans la pratique de l'inuention, on citera l'acide N-méthyl-iminodiacétique, l'acide N-(10-carboxydécyl)-iminodiacétique, l'acide N-(N'-2,6-diméthylphényl) carbamoylméthyl)-iminodiacétique, l'acide N-(0-bromobenzyl)-iminodiacétique, l'acide N-(3-(l-naphtyl- oxy)-2-hydroxypropyl)-iminodiacétique ou l'acide nitrilotriacétique. Il est à noter que le terme diacide iminodiacétique substitué" désigne les composés dans lesquels le radical R de la formule développée ci-dessus se combine à chaque groupe méthylène pour former un noyau hétérocyclique. Comme exemple d'un acide de ce type, on citera l'acide 2,6-pyridinedicarboxylique Les chélates de gallium et d'indium sont préparés par addition de GaCl3 ou de chlorure dtindium dans du HCl 0,05 M à l'agent de chélation approprié à pH 3,5. Après une période d'incubation de 25 minutes, on porte le pH à une valeur comprise entre 5 et 7. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention. Exemple 1. On chauffe sous reflux dans 200 ml d'un mélange ETOH/H20 3 : 1 pendant 48 heures, 2 g (0,01 mole) d'alpha-chloro-2,6acétyloxylidide et 2 g (0,01 mole) d'acide iminodiacétique (sel disodique). On évapore le mélange à sec, ce qui donne un résidu jaune. On- ajoute à ce résidu 25 ml de H20. On recueille par filtration sous vide la partie qui- ne s'est pas dissoute. On ajoute goutte à goutte au filtrat de l'acide chlorhydrique concentré et on observe le pH. A pH 3, la solution limpide se trouble. On refroidit cette solution pendant une nuit. On recueille un précipité d'un blanc légèrement teinté que l'on recristallise dans de l'eau bouillante. Le produit est identifié comme étant l'acide N-N' (2,6-diméthylphényl) carbamoylméthyl - iminodiacétique. p.f. : 201-203 . Rendement : 20 % de la théorie. RMN : DMSO-d6 6 - 7,11 (s,3, protons aromatiques) 0 = 3,63 (s,4, CH2-COO-) â = 3,57 (s,2, = = 2,20 (s,6, CH3) B 5941 US-GL Composition élémentaire : Calculé : C: 57,13; H: 6,16; N: 9,52. trouvé : C: 57,10; H: 6,23; N: 9,43. Exemple 2. On dissout 150 mg (0,51m mole) de l'acide N- N'-(2,6-diméthyl- phényl) carbamoylméthyl -iminodiacétique préparé dans l'exemple I dans 3 ml de NaOH 0,1 N. On ajoute le pH de la solution à 3,5 avec HCl 1 N. On y ajoute une quantité supplémentaire de NaOH 0,1 N pour compenser l'acidité de la solution de SnCl2 obtenue. On ajoute 0,3 cm3 d'une solution de SnCl2 (20 mg. 0,11m mole dans 10 ml de HCl 1 N). Au bout de 5 minutes on ajoute 80 microcuries de technetium-99m sous forme de pertechnétate de sodium. On chromatographie le produit dans du sérum et on fait passer le chromatogramme dans un appareil d'analyse par balayage des radio-chromatogrammes. Le graphe obtenu présente un pic au front du solvant, Rf 1 du fait du composé chélaté. On observe une légère formation de collolde. Le technetium99m libre est pratiquement absent (TRf = 0,75). Exemple 3. On dissout 150 mg d'acide méthyl-iminodiacétique dans 3 ml de NaOH 0,1 N. On ajuste le pH de la solution à 3,5 avec HCl 1 N. On ajoute une quantité supplémentaire de NaOH 0,1 N pour compenser l'acidité de la solution de SnCl2 qui se forme. On ajoute 0,3 cm3 d'une solution de SnCl2 (20 mg. O,llm mole dans 10 ml de HCl 1N). Au bout de 5 minutes, on ajoute 80 microcuries de technetium-99m sous forme de pertechnétate de sodium. On chromatographie le produit dans du sérum et on fait passer le chromatogramme dans un appareil d'analyse par balayage des radio-chromatogrammes. Le graphe obtenu présente un pic au front du solvant, Rf=1 du fait du composé chélaté. On observe une légère formation de colîqide. Le technetium-99m libre est pratiquement absent (TRf = 0,75). Exemple 4. On injecte par voie intraveineuse à des souris, 2 HCi (technetium-99m) du produit de l'exemple 2. On sacrifie les animaux par séries successives après l'injection et on détermine les activités dans les organes principaux par comptage d'échantillons multiples prélevés dans chaque organe, dans un compteur 3 scintilla- tion. On porte en fonction du temps la répartition in vivo du produit de l'exemple 2 dans les souris. Voir Fig. 1. Exemple 5. On utilise le mode opératoire de l'exemple 4 en injectant le produit de 11 exemple 3. On porte en fonction du temps la répartition in vivo de ce produit dans les souris. Voir Fig. 2. Exemple 6. On injecte par voie intraveineuse 4 mCi (technetium-99m) du produit de l'exemple 2 à des chiens de laboratoire. On choisit un animal pour former une image à divers intervalles de temps au moyen d'une chambre à scintillation. La chambre fournit des images obtenues par expositions multiples qui montrent que le technetium99m se localise dans le foie. La Fig. 3 représente des études de formation d'image antérieures et montre la rapide fixation par le foie que l'on identifie clairement au bout de 5 minutes. (Sue A). La vésicule biliaire apparat comme une zone à radio-activité faible ou nulle. Les vues B, C et D sont des images successives prises à 25, 40 et 50 minutes qui montrent l'élimination par le foie s'accompagnant de l'accumulation progressive du produit radio-pharmaceutique dans la vésicule biliaire. On trouve moins de 10 % et 3 % de la dose injectée dans le sang au bout de 10 minutes et de 60 minutes, respectivement. On injecte au chien par voie intraveineuse suffisamment de cholécystokinine pour provoquer la contraction de la vésicule biliaire. Des examens successifs révèlent une activité du produit radio-pharmaceutique se déplaçant dans l'intestin grêle. Voir Fig. 4.Une minute après l'injection de la cholécystokinine on voit le produit marqué au technetium-99m quitter la vésicule biliaire (Vue E). Les vues F, G et H prises à 5, 10 et 35 minutes montrent un bol d'activité se déplaçant progressivement dans l'intestin grêle. Les images sont obtenues au moyen d'une chambre à scintillation gamma (Pho Gamma III) et d'un collimateur à haute sensibilité à trous parallèles. Exemple 7. On utilise le mode opératoire de l'exemple 6 et on compare les résultats a ceux obtenus après injection au même chien, à un instant ultérieur de rose Bengal I-131. Avant et après introduction dans le plasma de bromosulfophtaléine (BSP) pour simuler une hyperbilirubinémie, des taux de BSP de 4-7 mg n'altèrent pas notablement l'élimination du produit marqué au technetium-99m du plasma ou ses caractéristiques de formation d'image. Ces images sont d'une qualité nettement supérieure à celles obtenues ultérieurement chez le même chien en utilisant du Rose Bengal I-131. Voir Fig. 5. Exemple 8. On prépare le chélate du technetium-99m avec l'acide nitrilotriacétique conformément au procédé de réduction par le chlorure stanneux décrit dans les exemples 2, 3-. Ce chélate est soluble dans l'eau, sa migration dans le sérum étant supérieure à 95 % lorsqu'on utilise la chromatographie sur papier. On étudie la biorépartition en utilisant le mode opératoire de l'exemple 4. On injecte par kioie intraveineuse dans des souris de 25 g, 2 pCi (technetium-99m) du chélate ci-dessus. On sacrifie les animaux au bout de 60 minutes et détermine les activités dans les organes principaux par comptage d'échantillons multiples prélevés dans chaque organe, dans un compteur à scintillation. On trouve que le chélate est rapidement éliminé par les reins dans l'urine (4D % éliminés dans l'urine au bout de 60 minutes), moins de 5 % de la dose injectée étant trouvée dans le foie et les intestins. Exemple 9. On prépare le chélate du cobalt-57 avéc l'acide N-N'- (2,6-diméthylphényl) carbamoylméthyl - iminodiacétique en chauffant 2-5 Ci de Co57 CI2 en présence de 1 ml (20 mg/ml) d'une solution du composé (pH 4-5) pendant 1 heure à 1000C. On chromatographie le chélate et on étudie sa biorépartition comme dans l'exemple 8. Au bout de:30 minutes, il apparaît 28 % de la dose injectée dans le f-oie et 12 % dans les intestins. Exemple 10. On prépare le chélate du technetium-99m avec l'acide 10-carboxydécyliminodiacétique conformément au procédé de réduction par le chlorure stanneux des exemples 2, 3 et 8. On chromatographie le produit dans du sérum. Plus de 98 % du produit ont un Rf = 1. Des études de la biorépartition du chélate conformément à l'exemple 8 chez dix souris de 25 g indiquent que le produit est rapidement éliminé du sang, moins de 6 % de la dose injectée restant dans le sang au bout de 60 minutes. La radio-activité est éliminée par les reins et le foie, une radio-activité persistante étant notée dans le foie et dans les poumons. Exemple 11. Dn prépare le chélate du technetium-99m avec l'acide N-(O-bromobenzyl)-iminodiacétique par le procédé de réduction par le chlorure stanneux décrit dans les exemples 2 et 3. On chr-ma- tographie le produit sur papier dans du sérum (98 % du produit -nt un Rf = 1). Des études de la biorépar; tion effectuées sur 12 souris de 25 g conformément au mode opératoire de l'exemple 8 indiquent une éliminati n rapide du produit du sang (moins de 5 % restant après 60 minutes), la fixation par le foie (40 %) et par les intestins (30 'g0) à 30 minutes étant élevée. Exemple 12. On utilise le procédé de l'exemple 9 pour préparer le chélate du cobalt-57 avec l'acide méthyliminodiacétique. Exemple 13. On prépare le chélate du gallium-67 avec l'acide méthyliminodiacétique en ajoutant Ga67Cl3 dans HCl 0,05 M à une solution d'acide méthylimlnoacétique 7 M ayant un pH de 3,5. Des études de la biorépartition effectuées conformément au mode opératoire de l'exemple 9 indiquent une rapide élimination par les reins. Exemple 14. On utilise le procédé de réduction par le chlorure stanneux des exemples 2 et 3 pour préparer le chélate du technetium-99m avec l'acide 2,6-pyridinedicarboxylique. REVENDICATIONS 1. Chélate du technetium-99m, du cobalt-57, du gallium-67, du gallium-68, de l'indium-11t ou de l'indium-t13m avec un acide iminodiacétique substitué. 2. Composition caractérisée en ce quelle est constituée d'un mélange du chélate de technetium-99m suivant la revendication t et du chélate stanneux de cet agent de chélation. 3. Composition daractérisée en ce quelle est constituée d'un mélange du chélate de technetium-99m suivant la reveridication 1 du chélate stanneux de cet agent de chélation et de cet agent de chélation. 4. Chélate suivant la revendication t, caractérisé en ce que-l'acide iminodiacétique jouant le rôle d'agent de chélation est l'acide N-méthyl-iminodiacétique, l'acide N- N'-(2,6-diméthylphé- nyl)-carbamoylméthyl iminodiacétique; l'acide N-(10-carboxydécyl)- iminodiacétique, l'acide N-(o-bromobenzyl3-iminodiacétique, l'acide N- 3-(l-naphtyloxyt-2-hydroxypropyl -iminodiacétique, ltacide nitrilotriacétique ou l'acide 2,6-pyridinedicarboxylique. 5. Acide N- N'-(Z,6-diméthylphényl) carbamoylméthyl iminodiacétique en tant que produit intermédiaire nouveau servant à l'obtention dtun chélate suivant la revendication 1. 6. Procédé de préparation du chélate suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on fait réagir ce radio-isotope avec cet agent de chélation. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ce radio-isotope est le technetium-99m. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ce chélate est préparé par réduction d'un pertechnétate en présence de cet agent de chélation. 9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que cette réduction s'effectue en utilisant du chlorure stanneux comme agent réducteur.