As tiossemicarbazonas têm despertado grande interesse farmacológico por causa de suas propriedades biológicas, tais como a atividade citotóxica contra várias linhagens de tumores humanos. A maioria destes compostos sintetizados é baseada na piridina, por causa da sua semelhança a metabólitos piridoxal que estão presentes na co-enzima B6. Os objetivos deste estudo foram a caracterização do efeito antitumoral de tiossemicarbazonas derivadas de N(4)-metil-toluil-2-acetilpiridina e 2- piridinoformamida e o desenvolvimento de um radiofármaco baseado num complexo metálico de tiossemicarbazona para aplicação na tomografia por emissão de pósitron (PET). Na primeira fase deste trabalho foram sintetizadas vinte e uma tiossemicarbazonas, derivadas de N(4)-metil-toluil-2-acetilpiridina e 2-piridinoformamida, bem como seus complexos metálicos (Sn, Ga e Cu), para se avaliar seus potenciais citotóxicos e antiproliferativos in vitro sobre células de tumores cerebrais e mamários. Nossos resultados mostraram que todas tiossemicarbazonas testadas apresentaram potente efeito citotóxico e antiproliferativo contra linhagens de células de glioblastoma multiforme e carcinoma de mama, com valores de IC50 (concentração do composto que produziu 50% de morte celular) na ordem de nanomolar. Além disso, foram observadas alterações morfológicas como arredondamento celular, redução do volume citoplasmático e condensação da cromatina, característicos do mecanismo apoptótico. O cloreto de cobre foi usado como controle e apresentou o valor da IC50 na ordem de milimolar, indicando que a complexação do cobre com tiossemicarbazona foi capaz de aumentar mais de 1 milhão de vezes a potência antitumoral deste metal. Na segunda etapa deste trabalho, devido a potente atividade antitumoral das tiossemicarbazonas derivadas de N(4)-metil-toluil-2-acetilpiridina e das excelentes propriedades do 64Cu (T1/2= 12,7 h, decaimento por β+, β- e EC) foi desenvolvido um novo agente de imagem (radiofármaco) para detecção de tumores através da PET. Os radiofármacos foram produzidos no reator nuclear TRIGA-IPR-R1 do CDTN, via reação de captura neutrônica 63Cu(n, y)64Cu, do complexo de cobre N(4)-orto-toluil-2- acetilpiridina tiossemicarbazona (Culac). A maior atividade específica induzida foi 5,55 MBq/mg. Depois de irradiadas, as amostras de 64Culac foram analisadas por espectroscopia de absorção no infravermelho (IV) para se avaliar a integridade estrutural química. Todos os compostos irradiados mantiveram sua estrutura química íntegra. Em seguida, foi avaliada a manutenção da atividade antitumoral in vitro do 64Culac, pelo ensaio do MTT, nas linhagens de células RT2 (p53 selvagem), T98 (p53 mutante), MCF-7 (p53 selvagem), CAE (p53 selvagem). Os resultados mostraram a manutenção da potente atividade antitumoral do 64Culac em todas as células tratadas e apresentou valores da IC50 da ordem de nanomolar. Os estudos de biodistribuição do 64Culac, realizados por injeções via endovenosa caudal, em camundongos implantados nos coxins plantares com tumor de Ehrlich mostraram captação significativa na pata com tumor (razão tumor/músculo esquelético de 6,55) em relação ao controle no tempo de 240 minutos após administração deste composto. Estudos histopatológicos revelaram leve hepatotoxicidade após 144 horas (6 dias) da administração endovenosa de 136 μg/kg do Culac. Contudo, nesta dose não foi observada letalidade, nem alterações comportamentais, locomotoras ou nutricionais nos animais. Os nossos resultados demonstraram que o complexo de cobre-64 N(4)-orto-toluil-2- acetilpiridina tiossemicarbazona (64Culac) é um promissor radiofármaco para detecção de tumores sólidos pela tomografia por emissão de pósitrons (PET). / Thiosemicarbazones have attracted great pharmacological interest because of their biological properties, such as cytotoxic activity against multiple strains of human tumors. The most studied compounds are pyridine-based because of their resemblance to pyridoxal metabolites that attach to co-enzyme B6-dependant enzymes. This work aimed the characterization of the antitumoral effect of N(4)-methyl-tolyl-2-acetilpiridine and 2- pyridinoformamidederived thiosemicarbazones and the development of a radiopharmaceutical based on a thiosemicarbazone metal complex for positron emission tomography. In the first phase of this study were synthesized twenty-one thiosemicarbazones, derived from N(4)methyl-2 acetylpyridine and 2-pyridineformamide, as well as their metal complexes (Sn, Ga and Cu). Their cytotoxic potential were evaluated against brain and breast tumor cells in vitro. Our results showed all of them presented powerful cytotoxic and antiproliferative activities against glioblastoma multiforme and breast adenocarcinoma at very low concentrations (nanomolar range). Morphological alterations characteristic of apoptosis, such as cell shrinkage, chromatin condensation were observed. Copper chloride was used as control and has presented IC50 at milimolar range suggesting that copper complexation with thiosemicarbazone significantly increases (more than 1 million) the antitumoral effect of this metal. Due to the potent antitumoral activity of N(4)-methyl-tolyl-2-acetilpiridine derived thiosemicarbazones and the excellent properties of 64Cu (T1/2 = 12.7 hours, β+, β-, and EC decay), at the second part for this work it was developed a new imaging agent (radiopharmaceutical) for tumor detection by positron emission tomography (PET). The radiopharmaceuticals were produced in the nuclear reactor TRIGA-IPR-R1 from CDTN, via neutron capture reaction 63Cu (n,γ) 64Cu, of the copper complex N(4)-ortho-toluyl-2- acetylpyridine thiosemicarbazone (Culac). The induced specific activity was found to be 5.55 MBq /mg. After irradiation 64Culac samples were analyzed by the absorption of infrared spectroscopy (IR) to assess the structural integrity. The irradiated compound kept its structural integrity. The maintenance of 64Culac biological activity was also evaluated by MTT assay on RT2 (wild p53), T98 (mutant p53), MCF-7 (wild p53) and CAE cells (wild p53). The results showed that 64Culac kept its potent antitumural activity against all treated cells presenting IC50 values at nanomolar range. 64Culac biodistribution studies after intravenous injection in mice bearing Erlich tumor implanted in the paw, showed significant uptake in the tumor paw (tumor/skeletal muscle ratio= 6.55), 240 minutes after administration. Histopathological studies have shown mild hepatotoxicity 144 hours (6 days) after intravenous administration of 308 mg/kg of Culac. However, no lethality, behavioural, or feeding changes were observed at this dose. Our results demonstrate that the complex of copper-64 N(4)-ortho-toluyl-2- acetylpyridine thiosemicarbazone (64Culac) is a promising radiopharmaceutical for detection of solid tumors by positron emission tomography (PET).

A Crotoxina, o principal componente do veneno de Crotalus durissus terrificus, vem sendo estudada desde 1938. É um complexo polipeptídico natural com grande potencial farmacológico especialmente por seu efeito antitumoral, propriedade que tem despertado o interesse para o diagnóstico e o tratamento do câncer. Entretanto, pouco se sabe sobre seu mecanismo de ação e os sítios com os quais interage em células tumorais. O câncer de mama é o segundo tipo de câncer mais freqüente no mundo e o mais comum entre as mulheres. Cerca de 30 a 60% dos tumores mamários apresentam expressão aumentada de receptores do fator de crescimento epidérmico (EGFR), uma proteína transmembrana que desencadeia a proliferação celular. A partir de dados da literatura mostrando que o efeito antitumoral da Crotoxina é mais potente em células que superexpressam EGFR, estabeleceu-se o objetivo deste trabalho: avaliar os efeitos citotóxicos desse polipeptídeo sobre os tumores de origem mamária MCF-7 (carcinoma humano) e Ehrlich (carcinoma murino ascítico) e realizar um estudo de interação molecular da Crotoxina com células de tumor de Ehrlich. Inicialmente, a Crotoxina foi radiomarcada com iodo-125 (125I-Crotoxina) e iodo-131 (131I-Crotoxina). Ensaios de saturação e competição foram realizados para caracterizar a interação da Crotoxina in vitro, enquanto que a interação in vivo foi avaliada através da biodistribuição e obtenção de imagens em tomografia por emissão de fóton único (SPECT) do composto radiomarcado em camundongos portadores de tumor de Ehrlich. Os resultados evidenciaram que o polipeptídeo apresentou um potente efeito citotóxico sobre as células de tumor de Ehrlich, com valor de DL50 in vitro (concentração do composto que produziu 50% de morte celular) próximo de 1 micromolar, mas não apresentou efeito significativo sobre a linhagem MCF-7. Alterações morfológicas nas células de tumor de Ehrlich tratadas com Crotoxina sugerem indução de morte celular programada. A interação da 125I-Crotoxina com as células de Ehrlich foi saturável com cerca de 70% de especificidade, com Kd= 24,98 nmol/L e Bmax= 16570 sítios/célula para sítios de baixa afinidade e com Kd= 0,06 nmol/L e Bmax=210 sítios/célula para sítios de alta afinidade. O polipeptídeo radiomarcado apresentou menor especificidade (cerca de 37%) para a linhagem MCF-7. O EGF competiu com 20% dos sítios específicos da 125I-Crotoxina indicando que Crotoxina e EGF compartilham parcialmente sítios específicos em células de Ehrlich. Através do estudo de biodistribuição, observou-se que houve captação significativa de 125I-Crotoxina no tumor (razão tumor/músculo esquelético de 18,55) no período de 3 horas após administração deste composto. As imagens SPECT também evidenciaram captação diferenciada pelo tumor, mostrando interação in vivo da 131I-Crotoxina com células de tumor de Ehrlich. O conjunto dos resultados sugere que Crotoxina apresenta potente efeito antitumoral sobre células de Ehrlich e que este efeito é devido pelo menos parcialmente à interação específica com sítios de alta e baixa afinidade. Os sítios de baixa afinidade se correlacionam com o EGFR e os de alta afinidade ainda necessitam de mais investigação para melhor caracterização. Estes resultados corroboram o potencial da Crotoxina como ferramenta para radiodiagnóstico capaz de diferenciar células tumorais. / Crotoxin, the main component of Crotalus durissus terrificus snake venom, has been studied since 1938. It is a natural polypeptidic complex with pharmacological potential because of its antitumoral properties wich has attracted great interest for diagnosis and therapy of oncological deseases. However, Crotoxin mechanism of action and sites of specific interaction on tumor cells are still misunderstood. Breast cancer is the second most frequent type in the world and the most common cancer in women. About 30 to 60% of mammary tumors overexpress epidermal growth factor receptor (EGFR), a transmembrane protein related to cell proliferation. Since literature has reported that Crotoxin antitumoral effect is more potent on cells with EGFR overexpression the objectives of this work were to evaluate Crotoxin cytotoxic effects on mammary tumor cells human breast carcinoma (MCF-7) and Ehrlich tumor cells (murine ascitics carcinoma), and to investigate the specific molecular interaction of Crotoxin on Ehrlich tumor cells. Inititally, Crotoxin was radiolabelled with iodine-125 (125I-Crotoxin) and iodine-131 (131I-Crotoxin). Saturation and competition assay were carried out to characterize Crotoxin in vitro interaction; Crotoxin biodistribution studies and single-photon emission computed tomography (SPECT) of mice bearing Ehrlich tumor have been evaluated to describe in vivo interaction. Our results showed that Crotoxin presented cytotoxic effect against Ehrlich with DL50 in vitro (concentration of compound which is lethal for 50% of cells) of about one micromolar, but did not present significative effect against MCF-7. Morphological alterations characteristic of apoptosis suggests programmed cell death. 125I-Crotoxin interaction with Ehrlich tumor cells was saturable with approximately 70% specificity, and presented Kd=24.98 nmol/L and Bmax=16,570 sites/cell for low affinity binding sites and Kd=0.06 nmol/L e Bmax=210 sites/cell high affinity binding sites; moreover, the radiolabeled polypeptide interaction showed low specificity toward to MCF-7 (37%). EGF reduced 20% of 125I-Crotoxin specific binding, so specific binding sites of Crotoxin on Ehrlich tumor cells partially overlap to EGFR. Crotoxin biodistribution studies showed significant uptake in the tumor paw (tumor/skeletal muscle ratio= 18.55), three hours after administration. SPECT imaging also showed tumor uptake confirming in vivo interaction with Ehrlich tumor cells. Crotoxin had an antitumoral effect on Ehrlich tumor cells and this action is due, at least partially, to the specific interaction with low and high affinity binding sites. Low affinity binding sites correlate EGFR and high affinity binding sites still need identification. These results confirm Crotoxin as a template for radiopharmaceutical design for cancer diagnosis and as a tool for cancer studies, increasing its biotechnological potential.

De acordo com o relatório da Agência Internacional para a Pesquisa do Câncer, o crescimento desta doença implicará na morte de 17 milhões de pessoas ao ano até 2030. Embora o conhecimento sobre o câncer esteja aumentando consideravelmente, poucos avanços no diagnóstico e terapia de alguns tipos de tumores foram alcançados. Diante desse cenário, é evidente a necessidade de novas substâncias mais específicas, com baixa toxicidade para o paciente, que possam ser usadas para o diagnóstico e tratamento do câncer. A superexpressão de receptores de membrana nas células tumorais são alvos promissores para o desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico e terapia contra as neoplasias malignas. As integrinas são uma família de receptores heterodiméricos de adesão da superfície celular capazes de reconhecer e se ligarem a proteínas da matriz extracelular (MEC). Esse reconhecimento deve-se principalmente ao motivo RGD presente tanto na superfície celular como nas proteínas da MEC. Várias integrinas foram identificadas como reguladoras da progressão de tumores. O motivo RGD também é encontrado em alguns componentes dos venenos de serpente, as chamadas desintegrinas. Estas são capazes de inibir a interação célula-matriz e célula-célula mediada por integrinas e tem sido demonstrado que estas proteínas são capazes de inibir a metástase em processos dependentes de integrinas. As desintegrinas-like (ECD), bem como as desintegrinas-RGD também são capazes de se ligarem as integrinas da superfície celular e inibirem a sua adesão aos ligantes naturais. Neste trabalho foi purificada, da peçonha de Bothrops leucurus (PBL), uma metaloproteinase de classe P-III com domínio desintegrina-like (ECD), a Leucurolisina B (Leuc-B). Esta metaloprotease e a peçonha bruta foram então avaliadas quanto a sua aplicabilidade na detecção diferencial de tumores. Os resultados in vitro demonstraram que tanto PBL quanto Leuc-B possuem potente efeito antitumoral sobre várias linhagens de células tumorais: U87, T98, RT2 (glioblastoma), MCF7 (mama), Ehrlich e UACC (melanoma) com valores de IC50 da ordem de 0,6 &#956;M. As alterações morfológicas observadas nestas linhagens quando tratadas com Leuc-B, e os dados da coloração com DAPI e solução de acridina/brometo de etídio, sugerem que o efeito antitumoral destas substâncias ocorre via apoptose. Sondas radioativas de Leuc-B (131/125I- Leuc-B) foram sintetizadas com alta atividade específica e alta pureza radioquímica. Os estudos de biodistribuição, realizados por injeções via endovenosa caudal e intratumoral, em camundongos implantados com tumor de Ehrlich mostraram que a Leuc-B é captada significativamente pelo tumor, (p<0,05). Estes resultados mostram o potencial da Leuc-B como molde para o desenvolvimento de fármacos e radiofármacos para terapia e diagnóstico de tumores. / According to the report of the International Agency for Research on Cancer, the growth of this disease implies the death of 17 million people a year by 2030. Although the knowledge on development of cancer is growing considerably, just a few advances in the diagnosis and therapy has been achieved. Faced with this scenario, it is clear the need for new substances more specifics with low toxicity to the patient, which can be used for diagnosis and treatment of cancer. Membrane receptors overexpressed in tumor cells are promising target candidates for development of diagnostic and therapeutical tools. Integrins are a family of heterodimeric cell surface adhesion receptors able to recognize and bind to proteins in the extracellular matrix (ECM). This recognition is mainly through the RGD domains presents in both the cell surface as in the protein from the ECM. Various integrins have been identified as regulators of tumor progression. The RGD domain is also found in some snake venoms named disintegrins. Disintegrins inhibit cell-matrix and a cell-cell interactions mediated by integrins and it has been shown that these proteins are able to inhibit metastasis in processes dependent on integrin. The disintegrin-like (ECD), as well as RGD-disintegrin are also able to bind to cell surface integrins and inhibit their adhesion to the natural ligands. In this work it was purified from Bothrops leucurus venom (VBL), a metalloproteinase-class P-III with disintegrin-like domain (ECD), Leucurolisina B (Leuc-B). This metalloproteinase and the crude venom were used to evaluate their applicability in the differential detection of tumors. In vitro results demonstrated that both VBL and Leuc-B have potent antitumoral effect on several cancer cell lines: U87, T98, RT2 (glioblastoma), MCF7 (breast), Ehrlich and UACC (melanoma) with IC50 values of approximately 0.6 &#956;M. The morphological changes observed in these strains when treated with Leuc-B, and data from the DAPI staining solution and acridine/ethidium bromide indicate that the antitumoral effect of these substances occurs via apoptosis. Radioactive probes of Leuc-B (131/125I-Leuc-B) were synthesized with high specific activity and high radiochemical purity. Biodistribution studies, performed by intravenous injection and intratumoral flow in mice bearing Ehrlich tumor showed a significant tumor uptake of Leuc-B ( p <0.05). These results show the potential of Leuc-B as a template for the development of drugs and radiopharmaceuticals for diagnosis and therapy of tumors.

Nenhuma / A identificação de novos agentes terapêuticos e diagnósticos capazes de inibir o crescimento tumoral é essencial para melhoria no prognóstico de pacientes acometidos por tumores malignos (glioma, mama dentre outros). Nesse contexto, produtos naturais (vegetais e animais) constituem-se numa rica fonte de substâncias com potencial antitumoral. Polipeptídeos isolados dos venenos da serpente Crotalus durissus terrificus (Crtx) e do peixe Scorpaena plumieri (SPGP), apresentam atividade antitumoral contra tumores. Foi demonstrado que os análogos radioiodados de Crtx e SPGP, 125I-Crtx e 125I-SPGP, podem interagir especificamente com tumores malignos e induzir morte celular. Protótipos de radiofármacos baseados em Crtx e SPGP contendo radioiodo 131I foram capazes de produzir imagens de qualidade diagnóstica ao se acumular especificamente no sítio tumoral. Nesse trabalho, dados biocinéticos de 131I-Crtx e 131I-SPGP, avaliados em camundongos portadores do tumor de Ehrlich, foram tratados pelo formalismo MIRD com a finalidade de se avaliar a segurança radiológica e o potencial radiodiagnóstico/terapêutico. Doses absorvidas devidas à administração de 131I-Crtx e 131I-SPGP pelas vias intravenosa e intratumoral em camundongos portadores de tumor de Ehrlich foram determinadas para vários órgãos, bem como para o tumor implantado. Os resultados obtidos para o modelo animal, foram extrapolados para humanos considerando uma relação de concentração entre os vários tecidos similares entre e camundongos e humanos. Na extrapolação, foram utilizadas massas médias experimentais, bem como, do fantoma animal de Hui, para animais; e massas do fantoma de Cristy/Eckerman para humanos. Ambas as radiações, penetrante e não penetrante do 131I no tecido foram consideradas para os cálculos de dose. A dose absorvida na medula devida à administração de 131I-Crtx foi 0,01 mGy/370MBq tanto para a injeção intravenosa quanto para a injeção intratumoral. No tumor, o valor calculado foi 3,28 mGy/370MBq para a injeção intravenosa e 107,18 mGy/370MBq para a injeção intratumoral. Para a administração de 131I-SPGP os valores para a medula foram 1,34 mGy/370MBq para injeção intravenosa e de 0,12 mGy/370MBq para injeção intratumoral. No tumor, 256,29 mGy/370MBq para a injeção intravenosa e 895,69 mGy/370MBq para a injeção intratumoral. Os resultados sugerem boa segurança radiológica para ambos os radiofármacos considerando os valores encontrados para a medula, tanto pela via intravenosa quanto pela intratumoral, tendo em vista a importância deste órgão como gerador de células sanguíneas. Os resultados encontrados para o tumor por via intravenosa indicam aplicabilidade diagnóstica para ambas as moléculas. Pela via intratumoral, os valores encontrados sugerem viabilidade de 131I-Crtx e de 131I-SPGP para uso como agente terapêutico, dada a permanência de radioatividade no sítio tumoral. Embora 131I-Crtx tenha se apresentado mais seguro para aplicações em diagnóstico, o seu potencial para aplicação em radioterapia interna é menor que o de 131I-SPGP. Ambos, 131I-Crtx e 131I-SPGP, mostraram-se bons protótipos para o desenvolvimento de radiofármacos. O presente estudo indica a necessidade da síntese de análogos com menor captação nos órgãos saudáveis e maior captação tumoral, bem como, formulações farmacêuticas, usando nanotecnologia, tais como: lipossomas, nanomateriais para liberação controlada da droga. / The identification of new diagnostic and therapeutic agents capable of inhibiting tumor growth is essential for improving the prognosis of patients suffering from malignant tumors (glioma, breast and others). In this context, natural products (plants and animals) are a rich source of substances with potential antitumor. Despite knowledge of the etiology and pathology of tumors little progress has been observed in the area of diagnosis. Molecules of snake venoms have been shown to play an important role not only in the survival and proliferation of tumor cells but also in the process of tumor cell adhesion, migration and angiogenesis. Polypeptides isolated from the venom of the snake, Crotalus durissus terrificus, Crtx, and Scorpaena plumieri fish, SPGP, have antitumor activity against malignant tumors. It was shown that similar radioiodines Crtx and SPGP, 125I-Crtx and 125I-SPGP, can interact specifically with malignant tumors and induce cell death. Prototype-based radiopharmaceuticals Crtx and SPGP containing radioiodine 131I were able to produce diagnostic images to accumulate specifically in the tumor site. The present study aimed at evaluating the potential radiological safety and diagnostic/therapeutic efficacy of 131I-Crtx 131I-SPGP and (evaluated from the biokinetic data in mice bearing Ehrlich tumor) were treated by the MIRD formalism to carry out internal dosimetry studies. Absorbed doses due to the uptake of 131I-Crtx and 131I-SPGP were determined in various organs of mice and implanted into the tumor. The results obtained for the animal model were extrapolated to humans by assuming a similar concentration ratio among the various tissues between mice and humans. In extrapolation, we used the masses of human organs of the phantom of Cristy/Eckerman. Both radiation penetrating and nonpenetrating of 131I on the tissue were considered in dose calculations. The absorbed dose in the bone marrow due to the administration of 131I-Crtx was 0.01 mGy/370MBq for both intravenous injection and for the intratumoral injection. In tumor, the value was 3.28 mGy/370MBq for intravenous injection and 107.18 mGy/370MBq for intratumoral injection. For the administration of 131I-SPGP values for the bone marrow were 1.34 mGy/370MBq for intravenous injection and 0.12 mGy/370MBq for intratumoral injection. In tumor, 256.29 mGy/370MBq for intravenous injection and 895.69 mGy/370MBq for intratumoral injection. The results suggest good radiation safety for both radiopharmaceuticals considering the values found for the bone marrow by both intratumoral and intravenous routes, in view of the importance of this body to generate blood cells. The results for the tumor intravenously indicate diagnostic applicability for both molecules. Through intratumoral, the values suggest the feasibility for use of 131I-Crtx and of 131I-SPGP as a therapeutic agent, given the persistence of radioactivity in the tumor site. Although 131I-Crtx has proved to be more secure for applications in diagnosis, its potential for application in internal radiotherapy is lower than that of 131I-SPGP. Both 131I-Crtx and 131I-SPGP, proved to be good prototypes for the development of radiopharmaceuticals. This study indicates that is necessary the synthesis of analogues with lower uptake in healthy organs and a higher tumor uptake, as well as pharmaceutical formulations, using nanotechnology, such as liposomes, nano-materials for controlled release of drugs.

Este estudo foi desenvolvido no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN mais especificamente, no Centro de Radiofarmácia - CR que realiza pesquisa e processamento de radiosótopos como o 99Mo, 131I, 123I, 67Ga, 201Tl, 18F, 177Lu e 153Sm para uso em medicina nuclear. Os radioisótopos são produzidos em escala industrial e a instalação foi projetada para atender aos padrões de segurança radiológica e às exigências da Garantia de qualidade. No CR há profissionais qualificados que realizam as tarefas de manutenção dos equipamentos e instrumentos, instalados nas celas de processamento de radiofármacos, sem os quais não é possível conduzir a produção com segurança e qualidade. Neste estudo foi realizada uma pesquisa denominada Pesquisa de Variáveis, baseada nas operações de manutenções e intervenções em áreas restritas do CR e no levantamento da distribuição de doses nessas tarefas no período de 2005 a 2011. Esta pesquisa tem por objetivo identificar e determinar as principais variáveis que tem impacto sobre a dose do trabalhador. Os resultados obtidos foram apresentados para variável Indivíduo Ocupacionalmente Exposto - IOE, variável Operação, variável Área/Cela, variável Tipo de Tarefa e variável Duração de Operação, em função da variável Dose. O objetivo deste trabalho foi contribuir com melhorias nas operações em áreas restritas que possam resultar em doses individuais mais baixas sem causar alterações significativas na rotina de trabalho. A análise dos resultados mostrou que a Pesquisa a Variáveis identificou os fatores que mais impactam com a dose recebida. São eles variável Operação, variável Área/Cela e variável Tipo de Tarefa. / This study was developed at IPEN - Institute of Energy and Nuclear Research more specifically in CR - Center of Radiopharmacy that conducts research and processing of radiopharmaceuticals such as 99Mo, 131I, 123I, 67Ga, 201Tl, 18F, 177Lu and 153Sm for use in nuclear medicine. The radioisotopes are produced on industrial scale and the facility was designed to meet the standards of radiation safety requirements and quality control. To ensure the production, there are qualified professionals who perform the maintenance tasks of the equipments and instruments, in the radiopharmaceuticals processing cells, to conduct the work with quality and safety. This study were based in a research called \"Search of Variables\", for the operations carried out in restricted areas of CR, taking into account the doses distribution data for these tasks, from 2005 to 2011. This research aims to identify and determine the key variables that impact on the worker\'s dose. The results were presented for the following variables: Individual occupationally exposed - IOE, operation variable, Area/Cell, Type of Task and Duration of Operation, which depend on the variable Dose. The main objective is to contribute to the improvements in operations in restricted areas that may result in lower individual doses without causing significant changes in the working routine. The results have shown the variable that most affect the dose of the workers, which are: the variable Operation, the variable Area/Cell and the variable Type of Task.

Os radiofármacos são preparações farmacêuticas, que contém radionuclídeo, utilizados em medicina nuclear. O objetivo desse trabalho foi estudar as concentrações de elementos químicos, principalmente metais, em amostras de radiofármacos ALBUMINA-TEC, DEX 70-TEC, DEX 500-TEC, DISIDATEC, DMSA-TEC, EC-TEC, DTPA-TEC, FITATO-TEC, GHA-TEC, MDP-TEC, MIBI-TEC, PIRO-TEC, FDG-Flúor-18, GERADOR IPEN-TEC, IODO-131 SOLUÇÃO. As análises foram realizadas em equipamento Vista MPX simultâneo ICP-OES (Agilent, Australia). A validação do método foi realizado segundo os critérios descritos na RDC n° 899: Guia para validação de métodos analíticos e bioanalíticos de 29 de maio de 2003. De acordo com a Farmacopeia Americana (USP), as impurezas elementares com potencial toxicidade devem ser quantificados. Uma proposta de revisão USP 35 introduz a técnica de espectrometria de emissão atômica para a análise de elementos. Os resultados de validação das análises no ICP-OES indicam a necesidade de controle da limpeza e manutenção do equipamento, alterações do sample uptake delay e avaliação da robustez com as linhas do Mg. As curvas analíticas e faixas de concentracões analisadas foram lineares com r > 0,99. Os resultados de DPR foram abaixo de 5%. Todos os resultados dos parâmetros avaliados estão de acordo com os estabelecidos pela ANVISA. / Radiopharmaceuticals are pharmaceutical preparations containing radionuclide used in nuclear medicine. The aim of this work was to study the concentrations of chemical elements, especially metals, in samples of radiopharmaceuticals ALBUMINA-TEC, DEX 70-TEC, DEX 500-TEC, DISIDA-TEC, DMSA-TEC, EC-TEC, DTPA-TEC, FITATO-TEC, GHA-TEC, MDP-TEC, MIBI-TEC, PIRO-TEC, FDG-FLÚOR-18, GERADOR IPEN-TEC, IODO-131 SOLUÇÃO. The analyses were carried out simultaneously in an ICP-OES Vista MPX (Agilent). The method validation was performed according to the criteria defined in RDC No. 899 : Guide for validation of analytical and bioanalytical methods for May 29, 2003 of the ANVISA. According to the U.S. Pharmacopeia (USP), the elemental impurities with potential toxicity must be quantified. A proposed revision to USP 35 introduces the technique of atomic emission spectrometry for the analysis of elements. The validation results of the ICP- OES analyzes indicated the necessary to control the cleaning and maintenance of equipment, changes in sample uptake delay and robustness evaluation with the lines of Mg. The analytical curves and concentration ranges analyzed were linear with r > 0.99. The results of DPR were below 5%. All the parameters were below the established by ANVISA .

Cloreto estanoso (SnCl2.2H2O) é o composto mais utilizado na redução do íon pertecnetato (TcO4-), obtido pela eluição do gerador, para a marcação de reagentes liofilizados para radiodiagnóstico. Estes reagentes liofilizados contêm um ligante, cloreto estanoso, e diferentes excipientes. Muitos métodos analíticos para a determinação de estanho não conseguem distinguir entre os íons estanoso (Sn(II)) e estânico (Sn(IV)) em soluções. Os dois métodos, descritos na literatura, para determinação seletiva de Sn(II) são análise titrimétrica e polarografia. O método mais confiável descrito para a quantificação do íon estanoso é a polarografia (voltametria) e pode ser utilizado para a determinação em concentrações de mg e g de Sn(II) e Sn(IV) (0,06-1,0 mg), com boa seletividade. Foi realizada análise titrimétrica, para quantificação de Sn(II), na matéria-prima e em 3 lotes consecutivos de 9 reagentes liofilizados produzidos pelo IPEN-CNEN/SP, utilizando-se sulfato cérico 0,1 mol L-1, diluído 10 vezes e iodo 0,05 mol L-1, diluído 10 vezes, como soluções titulantes. Polarografia por pulso diferencial foi utilizada com configuração convencional composta por três eletrodos: eletrodo de trabalho de gota de mercúrio, eletrodo referência de Ag/AgCl (saturado com KCl) e eletrodo auxiliar de platina. O intervalo de potencial analisado foi de -250 a -800 mV e o pico atribuído à redução de Sn(II) foi encontrado em -370 mV em eletrólito suporte de H2SO4 3 mol L-1 e, para Sn(IV), -470 mV, em eletrólito suporte de HCl 3 mol L-1. Para retirada do oxigênio da solução na cela polarográfica utilizou-se nitrogênio 5.0 por 5 minutos, antes e após cada introdução de amostra. Para determinação de Sn(IV) foi feita a oxidação do Sn(II), por adição de peróxido de hidrogênio, em 37 ± 5 ºC, por 5 minutos, seguida de purga com nitrogênio, e análise. A análise polarográfica desenvolvida mostrou-se adequada para a determinação de Sn(II), na presença de Sn(IV), e de estanho total nos kits radiofarmacêuticos estudados. / Stannous chloride (SnCl2.2H2O) is the major compound used for reduction of generator-derived 99mTc-pertechnetate in cold kits for on site preparation of 99mTc-radiopharmaceuticals. These cold kits usually contain a ligand, stannous chloride, and different additives. Various techniques were described for tin determination, but they cannot distinguish between stannous (Sn(II)) and stannic (Sn(IV)) ions in solutions. The two methods described in literature for selective determination of Sn(II) are polarography and mass analysis (redox-titration). Polarography is a good selective method in the mg range as well as in the g range for Sn(II) and Sn(IV) (0.06-1,0mg). Titrimetric analysis was performed for quantification of Sn(II) in Sn(II) reagents and in 3 consecutive lots of 9 radiopharmaceutical cold kits produced by IPEN-CNEN/SP, using Ce(SO4)2.4H2O 0.1 mol L-1, diluted 10 times and, I2 0.05 mol L-1, diluted 10, as a titrant solution. Differential pulse polarography was chosen with a conventional three-electrode configuration consisting of a static mercury drop electrode, an AgCl/Ag (saturated KCl) reference electrode and a platinum wire auxiliary electrode. The potential was swept from 250 to 800 mV and the current (A) was measured at 370 mV and 470 mV potentials for Sn(II) in H2SO4 3 mol L-1 and Sn(IV) in HCl 3 mol L-1, respectively. The supporting electrolytes were deaerated during 5 min with 5.0 nitrogen gas before and after each sample addition. For total tin determination the oxidation of tin (II) was carried out in the same vial, by adding H2O2 at 37 ± 5 ºC, for 5 min to quantify tin (IV). The developed polarographic method showed to be adequate to quantify tin (II), in the presence of tin (IV), in analyzed radiopharmaceutical cold kits.

Cloreto estanoso (SnCl2.2H2O) é o composto mais utilizado na redução do íon pertecnetato (TcO4-), obtido pela eluição do gerador, para a marcação de reagentes liofilizados para radiodiagnóstico. Estes reagentes liofilizados contêm um ligante, cloreto estanoso, e diferentes excipientes. Muitos métodos analíticos para a determinação de estanho não conseguem distinguir entre os íons estanoso (Sn(II)) e estânico (Sn(IV)) em soluções. Os dois métodos, descritos na literatura, para determinação seletiva de Sn(II) são análise titrimétrica e polarografia. O método mais confiável descrito para a quantificação do íon estanoso é a polarografia (voltametria) e pode ser utilizado para a determinação em concentrações de mg e g de Sn(II) e Sn(IV) (0,06-1,0 mg), com boa seletividade. Foi realizada análise titrimétrica, para quantificação de Sn(II), na matéria-prima e em 3 lotes consecutivos de 9 reagentes liofilizados produzidos pelo IPEN-CNEN/SP, utilizando-se sulfato cérico 0,1 mol L-1, diluído 10 vezes e iodo 0,05 mol L-1, diluído 10 vezes, como soluções titulantes. Polarografia por pulso diferencial foi utilizada com configuração convencional composta por três eletrodos: eletrodo de trabalho de gota de mercúrio, eletrodo referência de Ag/AgCl (saturado com KCl) e eletrodo auxiliar de platina. O intervalo de potencial analisado foi de -250 a -800 mV e o pico atribuído à redução de Sn(II) foi encontrado em -370 mV em eletrólito suporte de H2SO4 3 mol L-1 e, para Sn(IV), -470 mV, em eletrólito suporte de HCl 3 mol L-1. Para retirada do oxigênio da solução na cela polarográfica utilizou-se nitrogênio 5.0 por 5 minutos, antes e após cada introdução de amostra. Para determinação de Sn(IV) foi feita a oxidação do Sn(II), por adição de peróxido de hidrogênio, em 37 ± 5 ºC, por 5 minutos, seguida de purga com nitrogênio, e análise. A análise polarográfica desenvolvida mostrou-se adequada para a determinação de Sn(II), na presença de Sn(IV), e de estanho total nos kits radiofarmacêuticos estudados. / Stannous chloride (SnCl2.2H2O) is the major compound used for reduction of generator-derived 99mTc-pertechnetate in cold kits for on site preparation of 99mTc-radiopharmaceuticals. These cold kits usually contain a ligand, stannous chloride, and different additives. Various techniques were described for tin determination, but they cannot distinguish between stannous (Sn(II)) and stannic (Sn(IV)) ions in solutions. The two methods described in literature for selective determination of Sn(II) are polarography and mass analysis (redox-titration). Polarography is a good selective method in the mg range as well as in the g range for Sn(II) and Sn(IV) (0.06-1,0mg). Titrimetric analysis was performed for quantification of Sn(II) in Sn(II) reagents and in 3 consecutive lots of 9 radiopharmaceutical cold kits produced by IPEN-CNEN/SP, using Ce(SO4)2.4H2O 0.1 mol L-1, diluted 10 times and, I2 0.05 mol L-1, diluted 10, as a titrant solution. Differential pulse polarography was chosen with a conventional three-electrode configuration consisting of a static mercury drop electrode, an AgCl/Ag (saturated KCl) reference electrode and a platinum wire auxiliary electrode. The potential was swept from 250 to 800 mV and the current (A) was measured at 370 mV and 470 mV potentials for Sn(II) in H2SO4 3 mol L-1 and Sn(IV) in HCl 3 mol L-1, respectively. The supporting electrolytes were deaerated during 5 min with 5.0 nitrogen gas before and after each sample addition. For total tin determination the oxidation of tin (II) was carried out in the same vial, by adding H2O2 at 37 ± 5 ºC, for 5 min to quantify tin (IV). The developed polarographic method showed to be adequate to quantify tin (II), in the presence of tin (IV), in analyzed radiopharmaceutical cold kits.

Este estudo foi desenvolvido no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN mais especificamente, no Centro de Radiofarmácia - CR que realiza pesquisa e processamento de radiosótopos como o 99Mo, 131I, 123I, 67Ga, 201Tl, 18F, 177Lu e 153Sm para uso em medicina nuclear. Os radioisótopos são produzidos em escala industrial e a instalação foi projetada para atender aos padrões de segurança radiológica e às exigências da Garantia de qualidade. No CR há profissionais qualificados que realizam as tarefas de manutenção dos equipamentos e instrumentos, instalados nas celas de processamento de radiofármacos, sem os quais não é possível conduzir a produção com segurança e qualidade. Neste estudo foi realizada uma pesquisa denominada Pesquisa de Variáveis, baseada nas operações de manutenções e intervenções em áreas restritas do CR e no levantamento da distribuição de doses nessas tarefas no período de 2005 a 2011. Esta pesquisa tem por objetivo identificar e determinar as principais variáveis que tem impacto sobre a dose do trabalhador. Os resultados obtidos foram apresentados para variável Indivíduo Ocupacionalmente Exposto - IOE, variável Operação, variável Área/Cela, variável Tipo de Tarefa e variável Duração de Operação, em função da variável Dose. O objetivo deste trabalho foi contribuir com melhorias nas operações em áreas restritas que possam resultar em doses individuais mais baixas sem causar alterações significativas na rotina de trabalho. A análise dos resultados mostrou que a Pesquisa a Variáveis identificou os fatores que mais impactam com a dose recebida. São eles variável Operação, variável Área/Cela e variável Tipo de Tarefa. / This study was developed at IPEN - Institute of Energy and Nuclear Research more specifically in CR - Center of Radiopharmacy that conducts research and processing of radiopharmaceuticals such as 99Mo, 131I, 123I, 67Ga, 201Tl, 18F, 177Lu and 153Sm for use in nuclear medicine. The radioisotopes are produced on industrial scale and the facility was designed to meet the standards of radiation safety requirements and quality control. To ensure the production, there are qualified professionals who perform the maintenance tasks of the equipments and instruments, in the radiopharmaceuticals processing cells, to conduct the work with quality and safety. This study were based in a research called \"Search of Variables\", for the operations carried out in restricted areas of CR, taking into account the doses distribution data for these tasks, from 2005 to 2011. This research aims to identify and determine the key variables that impact on the worker\'s dose. The results were presented for the following variables: Individual occupationally exposed - IOE, operation variable, Area/Cell, Type of Task and Duration of Operation, which depend on the variable Dose. The main objective is to contribute to the improvements in operations in restricted areas that may result in lower individual doses without causing significant changes in the working routine. The results have shown the variable that most affect the dose of the workers, which are: the variable Operation, the variable Area/Cell and the variable Type of Task.

Cerebral blood flow dynamics is an essential component for preserving cerebral integrity. Cerebral blood flow abnormalities are often seen in patients with central nervous system pathologies such as epilepsy, migraine, Alzheimer's Disease, vascular dementia, stroke, and even HIV/AIDS. There is increasing clinical and experimental evidence implicating cerebral hypoperfusion during ageing. The determination of cerebral perfusion has therefore become an important objective in physiological, pathological, pharmacological, and clinical investigations. The knowledge of regional cerebral blood flow further provides useful diagnostic information and/or data for a better understanding of the complex clinical presentations in patients with neurological and psychiatric disorders. Several cerebrovasoactive drugs have found application in the clinical setting of cerebrovascular diseases such as migraine and dementia. Due to the similarities between humans and non-human primates with respect to their brains, both structurally and behaviourally, numerous studies have been conducted and several non-human primate models have been developed for physiological, pathological, pharmacological, and clinical studies, amongst others in Parkinson's disease and diabetes. The relatively large size of the Cape baboon Papio Ursinus with a weight of 27-30 kg for a large male, makes this primate especially suitable for in vivo brain studies using radiotracers and Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT). The main aim of the current study was therefore to develop a suitable radiotracer (99m Tc-hexamethylpropylene amine oxime (HMPAO) or 99m Tc_ethyl_cysteinatedimer (ECD) or 123l-iodoamphetamine (IMP)) for adapted in vivo cerebral blood flow measurements in a non-human primate (Papio ursinus) as an investigative model. The model was to be validated and applied in various drug studies for the evaluation of pharmacological interventions. The study design made use of split-dose methodology, whereby the radiopharmaceutical (radiotracer) was administered twice during each study. The first administration was injected soon after the induction of the anaesthesia, and was followed by the first SPECT data acquisition. The second administration of the radioligand, a double dose of radioactivity with respect to the first radioligand injection, was done at a specific time during the study, which took into account the pharmacodynamics of the drug. A second SPECT data acquisition followed subsequently. The drugs that were included in the study were acetazolamide, a carbonic acid anhydrase inhibitor (often used in nuclear medicine to determine cerebral reserve); sumaptriptan, a 5-HT (serotonin) agonist used for treatment of migraine; sodium valproate (an anti-epileptic drug); nimodipine, a calcium channel blocker and nitro-glycerine, a vasodilator used for angina. Arterial blood pressures were recorded from a catheter in the femoral artery and heart rates were concurrently monitored. The split-dose method was successfully applied to develop a non-human primate cerebral blood flow model under anaesthesia. The model showed differences in cerebral perfusion of the different anaesthesia regimes. These anaesthesia data sets were suitable as control/baseline results for drug intervention studies. Acetazolamide evaluation through the split-dose method in the baboon confirmed the sensitivity of the model by presenting comparable perfusion. This result compared to those already familiar prompted the model to be applied in pharmacological intervention studies. Subsequent results of these investigations showed increases in perfusion for single drug nimodipine treatment (25%). However, nimodipine attenuated the increases in perfusion when administered in combination with acetazolamide. Sumatriptan was able to decrease and normalise the increased perfusion after long duration anaesthesia. Decreased cerebral blood flow was observed for combinations of nimodipine with sodium valproate suggesting drug-drug interaction with important clinical implications. Similar decreases were found also for sumatriptan and nitro-glycerine when administered in combination with nimodipine. Studies with the various tracers (99m Tc_HMPAO or 99m Tc_ECD or 123l_IMP) showed clear differences in the perfusion data, confirming variation in the biochemical performance of the tracers. These differences, if not taken into consideration, caution for inappropriate clinical conclusions and subsequent erroneous therapeutic decisions. Improvement of radiotracer efficacy was subsequently attempted through application of the cyclodextrine complexation approach. Although cyciodextrine technology did not markedly improve the brain disposition of the 99m Tc-ECD, protection of the tracer against degradation was demonstrated. This study encouraged further exploration of this method for protection of the tracer against chemical and metabolic degradation. The current study was aimed to develop and effectively apply a non-human primate model with nuclear medicine technology for cerebral blood flow determinations after pharmacological interventions. This was achieved through the split-dose method and dedicated computer programming, which yielded a successful model with the non-human primate under anaesthesia. The model was validated with the application of acetazolamide to confirm familiar cerebrovascular reserve results, indicating that the model is sensitive to CBF changes. The model was also effectively applied in several pharmacological intervention studies, whereby cerebropharmacodynamics of selected drugs were investigated and established. This unique model of a non-human primate, Papio ursinus for cerebral blood flow determinations has served pharmacological research successfully during the past 12 years and could do so in the future, with scope to investigate new frontiers with improved technologies. / Thesis (Ph.D. (Pharmacology))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2004.