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Sviluppo Nuovi Radio Farmaci

Last update: 30-08-2021

Obiettivo

Aumentare il numero di casi applicativi per la nostra sonda intraoperatoria

Strategia

Due strade sono state avviate:

  1. MIBG:
    • Nuovo utilizzo di un radio farmaco esistente, opportunamente modificato:
      • Oggi legato a 131I per neuroblastoma
      • Idea di Dante Rotili (brevetto) per legarlo all'90Y
  2. NIMOTUZUMAB:
    • Anticorpo monoclonale, che si lega al carcinoma a cellule squamoso
      • L'idea è quella di usare il DOTA per legarlo all'90Y
  • In entrambi i casi si tratta di fatto di nuovi Radiofarmaci:
    • È quindi necessario uno studio completo della loro biodistribuzione:
      • "quanto farmaco va nei vari organi dopo quanto tempo"

Approcci provati

  • Negli scorsi anni abbiamo provato a effettuare questo studio di biodistribuzione "da noi", cioè con una collaborazione basata attorno al "gruppo Sonda" Gemelli-INFN-Sapienza allargato a Catania (INFN, Uni, CNR)
  • Dopo alcuni test preparatori, a novembre 2019 abbiamo fatto le prime vere misure su topo, seguendo questo schema:
    1. Iniezione di (~20MBq) Y-DOTA-NIMOTUZUMAB in 4 topi (3 con tumore, 1 di controllo)
    2. Attesa di ~24h per la metabolizzazione del farmaco
    3. Sacrificio dell'animale ed estrazione degli organi di interesse:
      • Fegato
      • Cuore
      • Polmone
      • Reni
      • Milza
      • Sangue
    4. Misura dell'attività degli organi
      • Cerenkov (poi macchinario rotto)
      • Sonda
      • Scintillatore liquido (con Matrioska)
      • Gamma camera di Evaristo
  • Difficoltà incontrate:
    • Iniezione:
      • Volume di iniezione comparabile al sangue totale del topo
      • Difficoltà nel beccare la vena caudale
    • Sacrificio ed estrazione organi
      • Sangue difficile da ottenere (~uL)
      • Abbiamo usato un "carotatore" per rendere quantificabile il volume degli organi: buona idea ma non del tutto risolutiva
      • In generale organi molto piccoli
    • Anestesia animali
      • Non può essere troppo prolungata (un topo è morto prima del tempo)
    • Misura radiazione:
      • Radiazione beta meno che non esce dal volume, e impedisce di utilizzare la rivelazione gamma e.g. da breem
      • I range di attività degli organi cadono a metà strada fra calibratori e camere a ionizzazione
      • La sonda copriva una dinamica ragionevole di conteggi, ma con angolo solido impossibile da stimare con precisione
      • Provato ad utilizzare scintillatore liquido presente a Catania, ma:
        • Oggetto non utilizzato da decenni
        • Nessuno sapeva davvero come utilizzarlo
        • Non prevede un funzionamento per 90Y: abbiamo provato a utilizzare P32 che è simile
        • Prevede lo scioglimento del campione nel liquido, noi invece abbiamo provato con quella matriosca...
    • Controllo di qualità del fermaco creato:
      • Per i motivi suddetti (range di attività) non avevamo nessuna garanzia che l'Y si fosse effettivamente legato al DOTA
  • Cose imparate:
    1. I nude mice sono troppo piccoli
      • Meglio pensare di utilizzare ratti (se come pare non ci sono altre controindicazioni)
    2. Logistica molto complessa e impegnativa (proprio fisicamente):
      • Necessario personale sufficiente
    3. È un lavoro che "va fatto fare a chi lo sa fare"
      • Non quindi ad una "armata brancaleone"
    4. Serve un modo per rivelare questa radiazione
      • No soluzioni "accrocchiate"

Una Nuova Speranza

  • A Gennaio 2021 abbiamo saputo di aver vinto un bando MISE per la valorizzazione del brevetto di Dante: Valutazione Pre-Clinica Radiofarmaco Marcato Y90 per Chirurgia Radio Guidata

    • Durata un anno e mezzo, a partire da ???
    • Fondi:
      • Un anno di assegno di ricerca
      • ~20k di soldi

  • In parallelo, siamo riusciti ad avere finalmente una chiacchierata esaustiva con il gruppo di Tony Lahoutte a Bruxelles (Sophie Hernot, Peter Covens):

    • Abbiamo spiegato di nuovo chi siamo e cosa cerchiamo
    • La vera nuova speranza è riposta in questa iQUID camera, che loro utilizzano per le alfa ma previa opportuna calibrazione dovrebbe funzionare anche per le particelle beta
    • Loro si sono detti interessati ad una collaborazione scientifica sull'argomento, mettendo a dispozione il loro knowhow e la loro attrezzatura
    • Se riusciremo a firmare questo accordo l'idea è quella di portare avanti il lavoro in due filoni:
      1. Valutare la biodistribuzione del farmaco presso di loro
        • Sfruttando la loro attrezzatura ed esperienza con studi simili su topi
        • Prima avremo collaborato alla calibrazione dell'apparato
        • In questo modo intanto staremmo "portando a casa il risultato"
      2. Nel frattempo eventualmente portare avanti lo sviluppo di un rivelatore "dedicato", ora che abbiamo i soldi per costruirlo
        • Sempre che reputiamo la cosa sia di interesse "in sè"...
        • Qui il più interessato dovrebbe essere il Gemelli, che punta a mettere su una "catena di validazione di radio farmaci in sede"

  • Ultimo aggiornamento:

    • 9-2-21:

      • Sophie Hernot ci conferma che i loro uffici stsanno lavorando a stilare il contratto

        Dear Alessandro,

        The slides are OK. The tech transfer is busy with preparing a contract, I hope to receive it by the end of the week.

        For your information, one of our previous post-docs did some preliminary studies with 90Y-labeled nanobodies and could assess the uptake in different organs/tiissues with our gamma counter. The results were nevertheless a bit variable (for the reasons discussed in the meeting), but stiill usable. It will thus require a bit of optimization/standardization but thus feasible. Of course we will also include the alpha-camera.

    • 18-02-21

      • Giordano li sollecita

    • 24-03-21

      • Giordano sollecita di nuovo:

      Dear Sophie, dear Peter,

      we in Rome are anxious to proceed with our common research plans; please accept my kind reminder as to try to obtain an agreement proof by your contract department.

      Sincerely,

    • 25-03-21

      • Sophie risponde mandandoci il draft e chiedendo:

      We just have a few more questions that need clarification:

      • Will the antibody already be DOTA-conjugated or do we need to do that here?
      • I do not recall from our meeting, but did you have a specific cell line in mind for the tumor model, or should we purchase one?
      • Do you have any price offer for the 90Y? (now an indicative prize is included, but should be adapted to the prize of the company).

    • 26-03-21

      • Riunione Francesco Riccardo e Dante per ragionare sui documenti ricevuti e i prossimi passi:
        • Impressione che sia ottima chance ("imperdibile"), costo e tipo sembrano compatibili con POC mise
        • Alla riunione di settimana prox (kickoff POC MISE) chiederemo se il tipo di spesa è ammesso
        • Restano da capire gli aspetti del contratto, in particolare
          • Chi lo firma? Ci siamo orientati a Sapienza INFN e Gemelli
            • E' chiaro che ogni attore aggiunto significa mesi persi nella trafila burocratica
          • Chi ci aiuta a compilarlo? Forse l'unico ente con un ufficio degno di questo nome è INFN
            • Francesco li contatta per avere opinione sul testo da loro proposto
          • Per come è messo ora la proprietà intellettuale della metodica sviluppata è totalmente loro
            • Chiediamo a INFN se è troppo sbilanciato
            • In caso possiamo provare a trattare, ma ricordando che loro hanno il coltello dalla parte del manico
        • Fatto doodle per riunione con gruppo settimana prox in cui raccogliere la risposta per i belgi

    • 09-07-21

      • Riunione con VUB, tutti quasi al completo, per ricapitolare la situazione
      • Burocrazia:
        • La versione INFN-pre-approved dell'accordo è ora in mano a VUB. I loro uffici sono in ferie, tornano ad agosto, quando guardaranno il file. Se tutto va bene la collaborazione potrebbe partire dal 1 settembre
      • Fisica:
        • Abbiamo provato a chiarire i nostri dubbi: come usereste i vostri strumenti per fare questa misura?
        • Abbiamo capito che la cosa più simile che hanno fatto finora (ma sembra non pubblicata) è la dosimetria su I131, quindi beta/gamma emittente:
          • Sacrificio animale
          • L'organo viene estratto e inserito in un HpGe mediante una fialetta (eventualmente ricoperto d'acqua)
          • L'HpGe dà una lettura (normalizzata per la geometria) dell'attività totale del campone
          • Il campione viene poi congelato (con una specie di abbattitore, in pochi minuti), e fatto a fettine di 10um
          • Le fettine vengono messe (anche più d'una una accanto all'altra) sulla camera, dove si acquisiscono le immagini
          • Queste immagini non sono "calibrate in senso assoluto", ma usate per capire come il totale di attività si divide fra le fette
          • La normalizzazione della dose/attività si fa pesando l'organo (quindi il volume non si misura mai)
        • Rispetto a questo caso I131, Y90 presenta fondamentalmente la difficoltà di non avere il gamma, e di dover quindi basare sulla breem la misurazione con HpGe
          • Loro ci hanno mostrato simulazioni monte carlo fatte (sembra appositamente) per capire se si riesce (a misurare A tot con la brem), e sembra di si
            • Ci sarà da trovare il giusto compromesso di distanza rivelatore-campione
              • Più vicino è più conteggi vedi, ma più perdi la approssimazione di "organo sferico"
        • Come siamo rimasti:
          • Per capire se la loro metodica funziona con un beta meno puro inizieremo ("appena possibile dopo l'approvazione dell'accordo", "maybe September?") con dei test con agar-agar con 32P
            • Emettitore sempre puro beta-
            • Un po' meno energia (1.6 MeV) ma:
              • Emivita di giorni, quindi permette più misure
              • Costa meno (e, a quanto pare, we can pay for it)
            • Procedura immaginata:
              • Si crea una "caramella" di agar-agar-P32
              • Si creano volumetti "simil organo"
                • All'ordine zero che ne riproducano attività e volume
                • Poi magari inseguiremo anche la forma
              • Con questi volumetti si prova la catena di misure:
                • HpGe (con annessa simulazione)
                • Congelamento, fettine, iQuid camera
          • In base ai risultati della campagna agar-P32 decideremo se
            • Procedere con agar-Y90
            • Procedere direttamente con il topo
            • (Non procedere...)
        • Considerazioni generali:
          • Loro sembrano sinceramente interessati alla cosa, come si vede dal fatto che il dottorando ha fatto delle simulazioni appositamente per noi
          • In realtà se il passaggio HpGe funziona quello con iQuid camera forse esula anche dalle nostre necessità
            • A noi interessa la dose media all'organo, non la sua anisotropia interna
            • Pare però chiaro che non conviene far notare troppo questo aspetto, in quanto è molto probabilmente quello che spiega il loro interesse (validare la camera anche su beta meno puro)
      • Quindi, riassumendo:
        • Speriamo sia la volta buona per la firma del contratto, nel frattempo
        • Immaginiamo una spedizione di 2-3gg in belgio in cui almeno Riccardo va a provare agar-agar-P32

    • 30-08-21

      • Sophie ci ha scritto chiedendoci nomi ed indirizzi email di chi deve firmare l'accordo
      • Possiamo quindi assumere che la bozza sia stata recepita da loro così come proposta da noi
      • "Prossima settimana" Riccardo organizzza un meeting per ripartire, in particolare
        • Organizzare primo viaggio belga (test con agar-P32)
        • Far partire gli acquisti