Lutetium 177 ions were implanted in iron and nickel foils using a mass separator. The rotations of the angular correlation pattern caused by the hyperfine fields acting on the implanted nuclei were measured for the 71-250 keV and the 208-113 keV cascades in the beta-decay product Hafnium 177. Using measured data, the g-factor for the 250 keV spin 11/2, second excited state in Hf177 was determined, as were the internal fields acting on the Hf177 impurity in iron and nickel. The results are as follows: g11/2 = 0.277 ± 0.080 HFe(int) = -133 ± 7 k0e HNi(int) = -58.6 ± 8 k0e / Thesis / Master of Science (MSc)

Gliomas malignos são tumores cerebrais primários, resistentes a vários tratamentos, como quimioterapia, radioterapia, indução de apoptose e cirurgia. Uma alternativa para o tratamento dos gliomas malignos é a terapia radionuclídea. Essa técnica utiliza moléculas radiomarcadas que se ligam seletivamente às células tumorais e nelas depositam dose citotóxica de radiação, provocando a morte das células doentes. A maioria dos protocolos de terapia radionuclídea para tumores cerebrais malignos envolve a administração de peptídeos marcados com radioisótopos emissores -. A substância P (SP) é um neuropeptídeo de 11 aminoácidos, da família das taquicininas, caracterizada pela sequência C-terminal Phe-X-Gly-Leu-Met-NH2. A SP radiomarcada com diferentes radioisótopos, inclusive Lutécio-177, tem sido descrita e proposta para tratamento in vivo de tumores. A SP é o ligante mais importante dos receptores de neuroquinina tipo 1, superexpressos em gliomas malignos. O objetivo deste trabalho foi estudar as condições de marcação de SP-DOTA com 177Lu, a estabilidade do composto marcado e suas propriedades in vitro e in vivo, a fim de desenvolver um protocolo de produção e avaliar o potencial do radiofármaco para terapia de gliomas. As condições de marcação foram otimizadas variando-se temperatura, tempo de reação, atividade de cloreto de lutécio-177 e massa de SP-DOTA e analisou-se a pureza radioquímica das preparações por meio de técnicas cromatográficas. A estabilidade da SP-DOTA-177Lu radiomarcada com baixa atividade de 177Lu foi avaliada por diferentes tempos a 2 - 8 ºC ou incubadas em soro humano a 37 ºC. A estabilidade das marcações com alta atividade de 177Lu também foi analisada na presença de ácido gentísico (6 mg/mL) adicionado após a reação de marcação. As condições de marcação em baixa e alta atividade foram submetidas à avaliação quanto à possibilidade de oxidação do resíduo de metionina, adicionando o aminoácido D-Lmetionina (6 mg/mL) ao meio de reação e posterior avaliação cromatográfica. Estudo in vitro com SP-DOTA-177Lu, radiomarcada na ausência e presença de metionina, utilizando células de glioma humano M059J e U-87 MG, verificou o efeito da oxidação da metionina sobre a ligação às células. Estudos de biodistribuição foram realizados em camundongos Nude com modelo tumoral e em camundongos Balb-c sadios. Obteve-se a maior pureza radioquímica (> 95 %) associada à maior atividade específica de SP-DOTA-177Lu quando o tempo de reação foi de 30 minutos, temperatura de 90 ºC, massa de SP-DOTA de 10 g e a atividade do 177Lu de 185 MBq. A SP radiomarcada em condições otimizadas manteve-se estável a 2 - 8 ºC e em soro humano por 4 horas. Os estudos in vitro demonstraram ligação aos receptores celulares e essa ligação mostrou-se reduzida quando o peptídeo apresenta-se em sua forma oxidada. A adição de metionina combinada com ácido gentísico preveniu a oxidação peptídica e assegurou-se a estabilidade do composto marcado, principalmente com alta atividade de 177Lu, quando se utilizou maior massa de SP-DOTA. Nos estudos in vivo, os resultados mostraram uma cinética de biodistribuição favorável do composto e capacidade de ligação às células tumorais. SP-DOTA-177Lu pode ser uma ferramenta útil para estudos in vivo devido à facilidade de preparação, alta estabilidade e afinidade pelas células tumorais. / Malignant gliomas are primary brain tumors, resistant to various treatments, as chemotherapy, radiotherapy, induction of apoptosis and surgery. An alternative for the treatment of malignant gliomas is the radionuclide therapy. This technique apply radiolabeled molecules that selectively bind to tumor cells producing cytotoxic effect by dose irradiation, and resulting in death of tumor cells. Most protocols for radionuclide therapy of malignant brain tumors involve the administration of peptides labeled with - emitting radioisotopes. The Substance P (SP) is an 11- amino acid neuropeptide, characterized by the C-terminal sequence Phe-X-Gly-Leu-Met-NH2. The use of SP labeled with different radionuclides including 177Lu, have been proposed for in vivo treatment of tumors. SP is the most important target of neurokinin 1 receptors, overexpressed in malignant gliomas. The objective of this work was to study conditions of radiolabeling DOTA-SP with 177Lu, the stability of labeled compound and in vivo and in vitro, to develop a protocol production and evaluate the potential of the radiopharmaceutical in the therapy of gliomas. The labeling conditions were optimized varying the temperature, reaction time, activity of lutetium-177 chloride and mass of DOTA-SP. The radiochemical purity of preparations were analyzed by chromatographic techniques. The stability of 177Lu -DOTA- SP radiolabeled with low activity of 177Lu was evaluated for different time at 2-8 °C or incubated in human serum. The stability of the labeled with high activity of 177Lu was also analyzed in the presence of gentisic acid (6 mg / mL) added after the labeling reaction. The labeled conditions in low and high activity were subjected to evaluation for the ability to cause oxidation of methionine residue, adding the D-L- methionine amino acid to the reaction medium (6 mg / mL) and subsequent chromatographic evaluation. In vitro study with 177Lu-DOTA-SP, radiolabeled in the absence and presence of methionine, using human M059J U-87 MG glioma cells and, showed the effect of oxidation of methionine on the cells binding. Biodistribution studies were performed in Nude mice with tumor model and Balb-c mice. Highest radiochemical purity (> 95%) associated with the highest specific activity of 177Lu-DOTA-SP when the reaction time was 30 minutes, temperature of 90 °C, 10 g of DOTA-SP, and the activity of 177Lu of 185 MBq. The radiolabeled SP in optimized conditions remained stable at 2-8 °C and in human serum for 4 hours. In vitro studies showed the binding to cell receptors and this binding was reduced when the peptide was presented in its oxidized form. The addition of methionine combined with gentisic acid prevented the oxidation of peptide and increased the stability of the labeled compound, particularly with high activity of 177Lu, when using larger mass of DOTA-SP. In vivo studies results showed a favorable biodistribution kinetics of the compound and ability to bind to tumor cells. 177Lu-DOTA-SP can be a useful tool for in vivo studies due to ease preparation, high stability and affinity for tumor cells.

Gliomas malignos são tumores cerebrais primários, resistentes a vários tratamentos, como quimioterapia, radioterapia, indução de apoptose e cirurgia. Uma alternativa para o tratamento dos gliomas malignos é a terapia radionuclídea. Essa técnica utiliza moléculas radiomarcadas que se ligam seletivamente às células tumorais e nelas depositam dose citotóxica de radiação, provocando a morte das células doentes. A maioria dos protocolos de terapia radionuclídea para tumores cerebrais malignos envolve a administração de peptídeos marcados com radioisótopos emissores -. A substância P (SP) é um neuropeptídeo de 11 aminoácidos, da família das taquicininas, caracterizada pela sequência C-terminal Phe-X-Gly-Leu-Met-NH2. A SP radiomarcada com diferentes radioisótopos, inclusive Lutécio-177, tem sido descrita e proposta para tratamento in vivo de tumores. A SP é o ligante mais importante dos receptores de neuroquinina tipo 1, superexpressos em gliomas malignos. O objetivo deste trabalho foi estudar as condições de marcação de SP-DOTA com 177Lu, a estabilidade do composto marcado e suas propriedades in vitro e in vivo, a fim de desenvolver um protocolo de produção e avaliar o potencial do radiofármaco para terapia de gliomas. As condições de marcação foram otimizadas variando-se temperatura, tempo de reação, atividade de cloreto de lutécio-177 e massa de SP-DOTA e analisou-se a pureza radioquímica das preparações por meio de técnicas cromatográficas. A estabilidade da SP-DOTA-177Lu radiomarcada com baixa atividade de 177Lu foi avaliada por diferentes tempos a 2 - 8 ºC ou incubadas em soro humano a 37 ºC. A estabilidade das marcações com alta atividade de 177Lu também foi analisada na presença de ácido gentísico (6 mg/mL) adicionado após a reação de marcação. As condições de marcação em baixa e alta atividade foram submetidas à avaliação quanto à possibilidade de oxidação do resíduo de metionina, adicionando o aminoácido D-Lmetionina (6 mg/mL) ao meio de reação e posterior avaliação cromatográfica. Estudo in vitro com SP-DOTA-177Lu, radiomarcada na ausência e presença de metionina, utilizando células de glioma humano M059J e U-87 MG, verificou o efeito da oxidação da metionina sobre a ligação às células. Estudos de biodistribuição foram realizados em camundongos Nude com modelo tumoral e em camundongos Balb-c sadios. Obteve-se a maior pureza radioquímica (> 95 %) associada à maior atividade específica de SP-DOTA-177Lu quando o tempo de reação foi de 30 minutos, temperatura de 90 ºC, massa de SP-DOTA de 10 g e a atividade do 177Lu de 185 MBq. A SP radiomarcada em condições otimizadas manteve-se estável a 2 - 8 ºC e em soro humano por 4 horas. Os estudos in vitro demonstraram ligação aos receptores celulares e essa ligação mostrou-se reduzida quando o peptídeo apresenta-se em sua forma oxidada. A adição de metionina combinada com ácido gentísico preveniu a oxidação peptídica e assegurou-se a estabilidade do composto marcado, principalmente com alta atividade de 177Lu, quando se utilizou maior massa de SP-DOTA. Nos estudos in vivo, os resultados mostraram uma cinética de biodistribuição favorável do composto e capacidade de ligação às células tumorais. SP-DOTA-177Lu pode ser uma ferramenta útil para estudos in vivo devido à facilidade de preparação, alta estabilidade e afinidade pelas células tumorais. / Malignant gliomas are primary brain tumors, resistant to various treatments, as chemotherapy, radiotherapy, induction of apoptosis and surgery. An alternative for the treatment of malignant gliomas is the radionuclide therapy. This technique apply radiolabeled molecules that selectively bind to tumor cells producing cytotoxic effect by dose irradiation, and resulting in death of tumor cells. Most protocols for radionuclide therapy of malignant brain tumors involve the administration of peptides labeled with - emitting radioisotopes. The Substance P (SP) is an 11- amino acid neuropeptide, characterized by the C-terminal sequence Phe-X-Gly-Leu-Met-NH2. The use of SP labeled with different radionuclides including 177Lu, have been proposed for in vivo treatment of tumors. SP is the most important target of neurokinin 1 receptors, overexpressed in malignant gliomas. The objective of this work was to study conditions of radiolabeling DOTA-SP with 177Lu, the stability of labeled compound and in vivo and in vitro, to develop a protocol production and evaluate the potential of the radiopharmaceutical in the therapy of gliomas. The labeling conditions were optimized varying the temperature, reaction time, activity of lutetium-177 chloride and mass of DOTA-SP. The radiochemical purity of preparations were analyzed by chromatographic techniques. The stability of 177Lu -DOTA- SP radiolabeled with low activity of 177Lu was evaluated for different time at 2-8 °C or incubated in human serum. The stability of the labeled with high activity of 177Lu was also analyzed in the presence of gentisic acid (6 mg / mL) added after the labeling reaction. The labeled conditions in low and high activity were subjected to evaluation for the ability to cause oxidation of methionine residue, adding the D-L- methionine amino acid to the reaction medium (6 mg / mL) and subsequent chromatographic evaluation. In vitro study with 177Lu-DOTA-SP, radiolabeled in the absence and presence of methionine, using human M059J U-87 MG glioma cells and, showed the effect of oxidation of methionine on the cells binding. Biodistribution studies were performed in Nude mice with tumor model and Balb-c mice. Highest radiochemical purity (> 95%) associated with the highest specific activity of 177Lu-DOTA-SP when the reaction time was 30 minutes, temperature of 90 °C, 10 g of DOTA-SP, and the activity of 177Lu of 185 MBq. The radiolabeled SP in optimized conditions remained stable at 2-8 °C and in human serum for 4 hours. In vitro studies showed the binding to cell receptors and this binding was reduced when the peptide was presented in its oxidized form. The addition of methionine combined with gentisic acid prevented the oxidation of peptide and increased the stability of the labeled compound, particularly with high activity of 177Lu, when using larger mass of DOTA-SP. In vivo studies results showed a favorable biodistribution kinetics of the compound and ability to bind to tumor cells. 177Lu-DOTA-SP can be a useful tool for in vivo studies due to ease preparation, high stability and affinity for tumor cells.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-12-19T16:34:27Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-12-19T16:34:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Gliomas malignos são tumores cerebrais primários, resistentes a vários tratamentos, como quimioterapia, radioterapia, indução de apoptose e cirurgia. Uma alternativa para o tratamento dos gliomas malignos é a terapia radionuclídea. Essa técnica utiliza moléculas radiomarcadas que se ligam seletivamente às células tumorais e nelas depositam dose citotóxica de radiação, provocando a morte das células doentes. A maioria dos protocolos de terapia radionuclídea para tumores cerebrais malignos envolve a administração de peptídeos marcados com radioisótopos emissores -. A substância P (SP) é um neuropeptídeo de 11 aminoácidos, da família das taquicininas, caracterizada pela sequência C-terminal Phe-X-Gly-Leu-Met-NH2. A SP radiomarcada com diferentes radioisótopos, inclusive Lutécio-177, tem sido descrita e proposta para tratamento in vivo de tumores. A SP é o ligante mais importante dos receptores de neuroquinina tipo 1, superexpressos em gliomas malignos. O objetivo deste trabalho foi estudar as condições de marcação de SP-DOTA com 177Lu, a estabilidade do composto marcado e suas propriedades in vitro e in vivo, a fim de desenvolver um protocolo de produção e avaliar o potencial do radiofármaco para terapia de gliomas. As condições de marcação foram otimizadas variando-se temperatura, tempo de reação, atividade de cloreto de lutécio-177 e massa de SP-DOTA e analisou-se a pureza radioquímica das preparações por meio de técnicas cromatográficas. A estabilidade da SP-DOTA-177Lu radiomarcada com baixa atividade de 177Lu foi avaliada por diferentes tempos a 2 - 8 ºC ou incubadas em soro humano a 37 ºC. A estabilidade das marcações com alta atividade de 177Lu também foi analisada na presença de ácido gentísico (6 mg/mL) adicionado após a reação de marcação. As condições de marcação em baixa e alta atividade foram submetidas à avaliação quanto à possibilidade de oxidação do resíduo de metionina, adicionando o aminoácido D-Lmetionina (6 mg/mL) ao meio de reação e posterior avaliação cromatográfica. Estudo in vitro com SP-DOTA-177Lu, radiomarcada na ausência e presença de metionina, utilizando células de glioma humano M059J e U-87 MG, verificou o efeito da oxidação da metionina sobre a ligação às células. Estudos de biodistribuição foram realizados em camundongos Nude com modelo tumoral e em camundongos Balb-c sadios. Obteve-se a maior pureza radioquímica (> 95 %) associada à maior atividade específica de SP-DOTA-177Lu quando o tempo de reação foi de 30 minutos, temperatura de 90 ºC, massa de SP-DOTA de 10 g e a atividade do 177Lu de 185 MBq. A SP radiomarcada em condições otimizadas manteve-se estável a 2 - 8 ºC e em soro humano por 4 horas. Os estudos in vitro demonstraram ligação aos receptores celulares e essa ligação mostrou-se reduzida quando o peptídeo apresenta-se em sua forma oxidada. A adição de metionina combinada com ácido gentísico preveniu a oxidação peptídica e assegurou-se a estabilidade do composto marcado, principalmente com alta atividade de 177Lu, quando se utilizou maior massa de SP-DOTA. Nos estudos in vivo, os resultados mostraram uma cinética de biodistribuição favorável do composto e capacidade de ligação às células tumorais. SP-DOTA-177Lu pode ser uma ferramenta útil para estudos in vivo devido à facilidade de preparação, alta estabilidade e afinidade pelas células tumorais. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O emissor - 177Lu é um radioisótopo terapêutico promissor para o tratamento curativo de câncer usando proteínas marcadas. Possui meia-vida de 6,71 dias e energia - máxima e média de 421 e 133 keV, respectivamente, resultando na radiação de em uma pequena área do tecido. O decaimento é acompanhado pela emissão de raios-g com baixa energia de 208 keV (11%) e 113 keV (6,4%), adequados para a aquisição de imagens. O 177Lu pode ser produzido por dois métodos diferentes, diretamente, irradiando-se alvos naturais de óxido de lutécio (Lu2O3) (176Lu, 2,6%) ou em alvos de Lu2O3 enriquecidos (em 176Lu), e também indiretamente, irradiando-se os alvos de óxido de itérbio (Yb2O3), acompanhado pela separação radioquímica dos isótopos de lutécio e itérbio. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um método de produção do 177Lu através de reação nuclear (n, g), tanto pelo método direto de produção, como pelo método indireto de produção. Foram irradiados alvos de óxido de lutécio e de itérbio para a avaliação da atividade produzida e a separação química do lutécio e do itérbio foi estudada utilizando diferentes resinas de troca de íons. Para a produção direta, o melhor resultado obtido foi utilizando o alvo Lu2O3 enriquecido em 39,6%. Já pelo método indireto de produção os melhores resultados obtidos foram com o processo de separação no qual se utiliza o -HIBA 0,25M como eluente. Pelos resultados obtidos é possível produzir o 177Lu de baixa atividade específica para o uso na marcação de moléculas destinadas ao alívio de dor óssea e para radiosinoviortese. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-12-19T16:34:27Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-12-19T16:34:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tumores carcinoides (neoplasias bem diferenciadas) são tumores neuroendócrinos que podem surgir em diferentes locais anatômicos. Na população a prevalência dos tumores carcinoides é de aproximadamente 10 casos para um milhão de habitantes e sua incidência é maior na quinta e sexta década de vida. Este trabalho propõe um modelo cinético baseado na teoria da análise compartimental em humanos com tumores carcinoides que se submeterão ao tratamento com o radiofármaco [177Lu-DOTA0,Tyr3]Octreotato. Imagens cintilográficas dinâmicas planares, obtidas imediatamente à injeção de 370 MBq (10 mCi) do radiofármaco, foram obtidas com o tomógrafo SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography). Por meio da seleção de regiões de interesse (ROI) os resultados foram digitalizados e aplicados ao modelo cinético aqui proposto. A primeira fase do estudo (atividade de 370 MBq) teve como objetivo conhecer os parâmetros cinéticos e subsequentemente, o paciente foi submetido ao protocolo de tratamento radioterápico, a critério médico, aos quatro ciclos de 7,4 GBq (200 mCi) do radiofármaco. Desta forma, foi possível estimar previamente as constantes cinéticas ki,j da biodistribuição do 177Lu-DOTATATO no corpo, sendo ki,j a fração de transferência do i-ésimo compartimento (tecido ou órgão) para o j-ésimo compartimento a partir das ROI demarcadoras dos órgãos de maior captação, a saber: fígado, rins, região vascularizada e tumores carcinoides. A partir das constantes cinéticas ki,j a estimativa de dose absorvida em 26 órgãos foi estimada pelo método MIRD. Os resultados dosimétricos foram compatíveis com outras metodologias descritas na literatura. Para um paciente adulto de 73,6 kg, em termos médios seus rins (sem os protetores renais) recebem a maior intensidade de dose (2,39 mGy/MBq) seguido do fígado (0,70 mGy/MBq). Observou-se que tumores com aproximadamente 100g recebem dose da ordem de 0,52 mGy/MBq independentemente da posição a que se encontram no corpo. Este achado se deve à predominância do dano devido às partículas beta quando comparado à radiação gama que possui pouco rendimento de emissão no processo de decaimento do 177Lu. Portanto, os parâmetros cinéticos que promovem a captação do 177Lu nas células são os principais responsáveis pela composição da dose no tumor e demais órgãos. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

<p> The use of high flux research reactors, such as the High Flux Isotope Reactor (HFIR), to produce a wide variety of both industrial and medical isotopes has been well documented and proven to be economically feasible. However, due to the lack of access to these high flux facilities by most countries, isotope production methods utilizing reactors with low to moderate flux levels are needed, especially for short lived medical isotopes whose production must be relatively close to the location where they will be administered. In recent years medical isotopes that can both be used for treatment and diagnostic uses have become of great interest. One of the most popular of these theragnostic radionuclides is lutetium-177. Production of high-grade Lu-177 can be achieved in both high and low flux reactors through two different production methods. The current work looks to determine the feasibility of producing Lu-177 via the indirect route, using the relatively low flux of PUR-1. This will be accomplished through the use of high-fidelity models and simulations to predict the resulting production rates of the desired products. The results of these models and simulations will then be compared to the results obtained from the experimental irradiation of various samples of ytterbium oxide in PUR-1. Many studies have successfully produced Lu-177 using moderate and high flux reactors and several papers have studied the predicted production rate for low to moderate flux reactors by using the reported thermal flux of various research reactors and the reported cross-section values for ytterbium. A Monte Carlo based model of PUR-1 will be developed to determine the radiative capture reaction rates for the ytterbium targets across all neutron energies. This model in conjunction with a simplified MATLAB model, to solve the series of partial differential equations describing the production and decay of each product isotope, will be used to predict isotope production rates and will be compared to experimentally obtained results. </p>