L'invention concerne un nouveau complexe organo-métallique contenant un isotope d'un métal émettant des radiations
y à courte vie. Plus précisément, l'invention concerne la production de nouveaux complexes entre l'acide phtalocyanine tétrasulfonique et des isotopes de métaux émettant des radiations V à courte vie. Les nouveaux produits selon l'invention sont destinés à être injectés dans le sang d'un mammifère,
à l'état dissous ou dispersé dans un milieu _.aqueux biologiquement stérile, pratiquement isotonique, avec des fluides corporels de mammifères, pour permettre la détecticn de
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La technique radiochimique a trcuvé de nombreuses applications dans les domaines de la médecine et de la biologie.
On sait depuis longtemps que l'introduction dans un organisme
de composés contenant (ou marqués avec) un radioisotope
peut donner un aperçu de l'anatomie, de la physiologie et
des processus métaboliques de l'organisme. Ces composés, généralement appelés ' " produits pharmaceutiques radioactifs' sont particulièrement utiles dans les techniques de diagnostic
qui impliquent l'étude de la structure ou de la fonction de divers organes internes, par exemple le cerveau, le rein ou
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étude diagnostique, on préfère des isotopes ayant une courte durée de demi-vie et un spectre d'émission riche en rayons
gamma (par opposition aux particules alpha ou béta)�
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6 heures et un spectre d'émission, 99 % de radiation gamma
à 140 KeV, qui convient particulièrement bien à des techniques
de médecine diagnostic nucléaire.. C'est ainsi que le 99mTc
a une activité spécifique élevée, 5,28 x 10 millicuries par gramme (mc/g) et une grande vitesse de désintégration appropriée, alors que son produit de filtrationle 99 Te, a une activité spécifique qui est presque 90 fois plus faible et une durée
de demi-vie approximativement 90 fois plus langue..Pour l'organisme à étudier ou dont on veut faire le diagnostic, la
<EMI ID=4.1> relativement stable, en son produit de dégradation (le ruthénium) ne devrait normalement pas produire de quantités de radiation dangereuses, quel que soit le moyen biologique ou la voie d'élimination d'un produit pharmaceutique radioactif au
99mTc. Pour le.chercheur ou le clinicien, le spectre d'émission du 99mTc peut fournir des taux de précision élevés dans des mesures et des calculs radiod iagnostiques. Depuis peu de
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produit le Te comme produit de désintégration radioactif.
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pharmaceutiques radioactifs idéaux pour une. utilisation diagnostique, l'attention ou la sélection de composés ou de complexes de Tc,en tenant compte de la spécificité vis à vis des organes et des taux de toxicité tolérables, est une tâche
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sont inappropriés pour une utilisation chez l'homme ou l'animal, même aux faibles quantités impliquées dans un examen diagnostique. Des composés avec une stabilité "in vivo" insuffisante peuvent être de médiocres outils diagnostiques, car ils peuvent libérer des ions ou d'autres espèces chimiques radioactifs avec une spécificité insuffisante ou indésirée vis à vis des organes. Des composés stables qui peuvent être distribués généralement dans tout l'organisme, malgré leur stabilité, ou qui n'atteignent pas une destination désirée dans l'organisme, sont également peu appropriés pour de
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par exemple desétudes de la vésicule biliaire ou du foie. Pour ces études de la fonction des organes, des composés qui sont spécifiques vis à vis d'un organe, mais qui ne sont pas excrétés par lui (ou s'ils sont excrétés, sont facilement
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Certains composés ou complexes de Tc.ont été développés pour des recherches spécifiques. Par exemple un complexe
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en présence desulfate ferreux s'est avéré utile comme agents pour une visualitation des reins, une étude de la fonction rénale et d'autres études vasculaires, (brevet US 3 446 361).
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de balayage radiographique du squelette osseux (brevet US
3 735 001). Le cerveau et les reins peuvent être examinés avec un complexe de fer marqué avec le 99mTc (brevet US
3 787 565). On sait également que des macro-agrégats de aérum-albuline marquée avec le 99mTc sont particulièrement utilisables dans des recherches sur la fonction des poumons
(Brevets US 3 803 299 et 3 862 299). D'autres dérivés du
99mtechnetium ont été proposés à diverses fins dans les brevets US 3 812 264, 3 852 413, 3 863 004 et 3 683 066.
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des dérivés de tétraphényl porphyne sulfate marquas au 57 Co peuvent être utilisés dans la détection de tumeurs cérébrales,
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sont dissociés, ce qui explique en partie le fait que le radioisotope ne se localise pas dans les tumeurs.
Malgré ces développements, il reste nécessaire de disposer de produits pharmaceutiques radioactifs qui s'accumulent rapidement et sélectivement dans des tissus spécifiques.
Il semble particulièrement souhaitable de fournir des produits pharmaceutiques radioactifs qui montrent une affinité pour les tumeurs malignes ou les cellules tumorales afin de fournir un diagnostic précoce des tumeurs et des métastases tumorales.
On sait également que des phtalocyanines et précisément
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ter comme les porphyrines naturelles. Une phtalocyanine est un composé hétérocyclique constitué de 4 noyaux de benzisoindole reliés entre eux par des ponts azote. Ces composés
sont connus pour former des chélates stables avec des ions métalliques et certains oxydes métalliques. Des phtalocyanines métalliques peuvent être préparées par échange de l'ion métallique désiré avec l'ion central de la phtalocyanine de lithium. Une telle classe de phtalocyanines métalliques ainsi préparées est représentée par les phtalocyanines de terres,rares d'actinide et de lanthanide et plus particulièrement par
la phtalocyanine sulfonés d'uranyle,.qui sont décrites dans le brevet US.3 027 391 comme étant utilisables dans le traitement d'une tumeur localisable par injection directe
de la phtalocyanine d'uranyle dans la tumeur de l'animal.
Comme on peut s'en rendre compte, ces phtalocyanines sulfonées de métaux lourds ne sont utilisables que lorsqu'une tumeur a déjà été localisée par d'autres moyens et uniquement
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lorsque le métal lourd de départ est un nucléide radioactif où les radiations détruisent la tuteur, soit lorsque le né tal lourd est un nucléide fissible ou activable par des neutrons. Malheureusement, ce procédé ne permet pas de localiser une tumeur et ne permet qu'un traitement radioactif d'une tumeur, ce qui ne laisse aucune place pour détecter la présence d'une tumeur et la traiter par d'autres moyens, la chirurgie par exemple.
Depuis, on sait que le principal problème associé aux tumeurs malignes est leur détection précoce afin de pouvoir commencer un traitement adéquat aussitôt que possible, il semble donc particulièrement souhaitable de fournir un procédé
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Conformément à l'invention, on a maintenant trouvé qu'il est possible de détecter facilement des tumeurs malignes en utilisant de nouveaux complexes d'isotopes de métaux émettant des rayons gamma de courte vie et d'acide phtalocyanine tétra-
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<EMI ID=19.1> lièrement utiles jans la détection de la présence, de l'emplacement et de l'importance d'une tumeur maligne par le procédé usuel de balayage par radioactivité.
Les isotopes de métaux émettant des radiations gamma
de courte vie,qui peuvent être combinés avec l'acide phtalocyanine sulfonique pour donner les nouveaux complexes pharmaceutiques radioactifs selon l'invention sont le 99mtechnetium, le gallium, le gallium, le mercure, le cuivre, le
chrome, le cobalt, le .indium et' le zinc. Les complexes préférés pour des études.requérant une visualisation dans les
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car le 99mtechnétium et le gallium sont faciles à obtenir, lorsqu'on le désire à partir d'un générateur, et en raison de .leur courte durée de demi-vie de 6 heures et de 68 minutes respectivement. Bien que le 99technetium soit le principal isotope actuellement utilisé dans la pratique clinique, le 6B gallium acquiert ainsi une place également importante, à la suite de développements récents dans l'instrumentation tomographique par positron. Pour une application requérant une visualisation à des intervalles plus éloignés, jusqu'à 120 heures après l'injection, on préfère des complexes d'isotopes de métaux ayant une durée de demi-vie d'environ 3 jours, tels que l'acide phtalocyanine tétrasulfonique gallium et l'acide phtalocyanine tétrasulfonique indium.
Les nouveaux composés selon l'invention peuvent être préparés soit, par le procédé de condensation décrit dans
Inor. Chem. 4, 469 (1965) par Weber et al, soit par le
procédé de marquage direct.
Le procédé de condensation consiste essentiellement à condenser le sel monosodique de l'acide sulfophtalique avec l'isotope-du métal émettant des radiations gamma de courte vie, dans le nitrobenzène à 200[deg.]C ou plus, dans une atmosphère de gaz inerte en présence d'un agent réducteur constitué d'hydroxylamine, d'urée et da chlorure d'ammonium et en présence d'un catalyseur tel que le molybdate d'ammonium. On chauffe le mélange réactionnel vers 90[deg.]C et on concentre dans un courant d'azote. Une condensation a lieu en chauffant le résidu à
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environ 0,5 heure.
Néanmoins, ce procédé présente des.inconvénients en ce qu'on obtient un mélange d'isotopes marqués de complexes de
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les matériaux de départ qui n'ont pas réagi, tels que.les réactifs et l'isotope de. métal libre, ce qui se traduit par une certaine perte ds temps qui devient un inconvénient lorsqu'on utilise un isotope de métal ayant une très courte durée de demi-vie, de 3'heures environ, d'où une course contre la montre jusqu'à l'injection à l'hôte à examiner. Cependant, ce procédé est le seul possible lorsqu'on utilise un isotope de métal tel que le technetium qui ne s'avère pas spécialement approprié dans le procédé de marquage direct, en raison de ses propriétés chimiques.
On peut également obtenir les produits désires selon l'invention par le procédé de marquage direct. Dans ce procédé, on sépare la tétrasulfophtalocyanine obtenue par sulfonation de la phtalocyanine, de façon à recueillir le constituant principal qu'on marque ensuite directement avec l'isotope de métal désiré selon des procédés connus dans la technique. Ce procédé est appliqué de préférence avec des isotopes de
métaux autres que le technetium. Dans le procédé de marquage direct, on ajoute l'isotope de métal à la solution aqueuse
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minutes à 100[deg.]C, après avoir ajusté à un pH neutre ou légèrement basique.
Les nouveaux complexes d'acide phtalocyanine tétrasulfonique et d'isotopes de métaux émettant des radiations
gamma de courte vie sont utilisables en injections dans le circuit sanguin pour diagnostiquer la présence de tumeurs chez l'animal.
Les phtalocyanines et leurs analogues sulfonés ne sont pas toxiques, et même leurs complexes avec des métaux toxiques donnent des complexes métalliques non-toxiques. En outre, étant donné que la quantité réelle d'isotopes de métaux de courte vie, requise pour des applications de balayage chez les animaux, est négligeable, les complexes d'acide phtalocyanine tétrasulfonique correspondants ne montrent aucune possibilité notable d'avoir des effets pharmacologiques contraires lorsqu'ils sont administrés à des animaux dans un but de détection, ... ,. ,
L'invention est illustrée par les exemples non-limitatifs suivants.
EXEMPLE 1
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générateur de go Mo/ QQm Te), on ajoute 8,04 mg (3x10 �5 mole) du sel monosodique de l'acide sulfophtalique, 6 mg (10�4
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chauffe le mélange à 90[deg.]C et on concentre dans un courant d'azote. En 25 minutes, on chauffe le résidu à 235[deg.]C pour que la condensation puisse avoir lieu. Après avoir refroidi le mélange à la température ambiante, on reprend le résidu par 1 ml d'eau et on applique sur une colonne à faible pou-
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chargé dans une seringue en plastique d'un ml, colonne A). On lave la colonne avec 9 ml d'eau distillée et on élue en direction inverse avec 10 ml d'hydroxyde de sodium 0,1 N. On fait directement passer l'éluat sur une colonne échangeuse
de cation (0,5 ml d'Amberlite� 12-120 (H), colonne B),
en séparant 5 fractions de 2ml chacune. On recueille le
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de l'échantillon de pertechnetate initial), dans la troi-sième fraction (Fraction III, colonne B). Après avoir ajusté le pH à 7,0 avec de l'acide chlorhydrique 0,1 N (environ 0,1 ml), la préparation est prête à injecter à des animaux de laboratoire.
En procédant de la même façon et en partant du nitrate
ou du chlorure de gallium, de cuivre, de chrome, de cobalt, de <1><1><1>indium et de zinc, on.obtient l'acide phtalocyanine tétrasulfonique gallium, l'acide phtalocyanine tétrasulfonique 64cuivre, l'acide phtalocyanine tétrasulfo- nique chrome, l'acide phtalocyanine tétrasulfonique ** cobalt, l'acide phtalocyanine tétrasulfonique indium
et l'acide phtalocyanine tétrasulfonique 62 zinc correspondants,
EXEMPLE 2
Afin de déterminer la nature chimique de l'entité 99mTc dans la fraction de PcTs - 99mTc purifiée (exemple 1, fraction III, de la colonne B), on a conduit une expérience de conden-
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de 99technetium métallique dans quelques gouttes d'acide nitrique concentré, après quoi on ajoute une faible quantité
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ajouté une faible quantité d'hydroxylamine, on sèche la mélange sous vide pour obtenir un solide vert pâle. On reprend le matériau dans 2 ml d'une solution aqueuse d'hydroxylamine
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date d'ammonium et 53 mg (10-3 mole) de chlorure d'ammonium. On recouvre le mélange réactionnel de nitrobenzène (point
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atmosphère d'azote. Après l'évaporation de l'eau, l'hydroxylamine se décompose, comme le montre la formation soudaine de gaz. La couleur du mélange réactionnel vire du violet pâle
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porte le mélange réactionnel au reflux pendant 20 minutes. On recueille le précipité noir, on met en suspension dans <EMI ID=37.1>
méthanol absolu et on sèche, afin de recueillir 235 mg d'une poudre noire. L'activité spécifique (désintégration Y du
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En conséquence, ou bien la préparation est contaminée par
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le dernier complexe contient plus d'une mole de Tc par mole de PcTs.
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d'ion (voir exemple 1, puis analysé par spectrophotographie UV le PcTs - 99mTc purifié (fraction III de la colonne B).
Le spectre UV montre les;maxima d'absorption caractéristiques
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EXEMPLE 3
Distribution in vivo du PcTs - 99mTc (fraction III de la colonne B, voir exemple 1)
On anesthésie des lapines de 2 kg par injection intra-
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Dans la veine marginale de l'oreille, on injecte la fraction
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caméra est équipée d'un collimateur parallèle à haute résolution et contient une matrice de 37 phototubes pour obte-
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Cinq minutes après l'injection, la radioactivité s'accumule dans le coeur et dans la région hépatique. Les reins sont devenus uisibles alors.que les os, et en particulier les les articulations des pattes postérieures, peuvent également être reconnus. Six heures après.l'injection, on observe une fixation prononcée dans le foie, la région cardiaque, les teins et la rate. La stabilité du complexe de PcTs - 99mTc est mise en évidence par l'absence d'activité dans l'estomac, la thyroïde et les glandes salivaires. A titre de comparaison, un balayage par scintillation d'un lapin auquel on a injecté
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tate libre, montre que contrairement à l'expérience avec le PcTs - 99mTc, l'estomac, les glandes salivaires et la thyroïde sont alors fortement marqués.
EXEMPLE 4
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organes en fonction du temps, on injecte à.7 rats femelles Fisher 344 CRBL, par la veine caudale, le produit pharmaceu-
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saline par rat). On sacrifie les-animaux à différents intervalles de temps et on les dissèque. On prélève des échantillons du foie, des reins, des poumons, des muscles, de la rate
QQm
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moyen d'un analyseur Spectron-100 R à canaux multiples, étalonné pour des photons de 140 KeV (Picker Nuclear). On
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aux différences de poids entre les animaux et on trace les courbes de variation des activités spécifiques. Le diagramme permet de mettre en évidence certains modes de distribution. Une activité spécifique élevée dans les reins est maintenue pendant la durée de l'étude, indiquant une fixation irréversible du PcTs - Te dans ces organes. La fixation hépatique, avec un maximum après 12 heures, est aussi significative.
La rate et les poumons sont moins actifs, bien que leurs activités spécifiques restent constantes pendant l'expérience. L'activité du système sanguin diminue exponentiellement avec une demi-période d'élimination de 12 heures. La fixation du PcTs - 99mTc par les muscles est insignifiante et est parallèle à l'activité du sang.
En conclusion, ces résultats indiquent que le tissu
rénal montre une forte affinité pour le PcTs - 99mTc, Plusieurs autres organes, dont le foie, la rate, les poumons et le coeur retiennent également ce produit. Le mode de distribu-tion suggère une fixation significative au niveau du système réticulo-endothélial.
EXEMPLE 5
Le mode d'excrétion du PcTs - 99mTc permet également d'avoir une idée de la fixation de ce produit pharmaceutique radioactif par les différents organes. On détermine l'excrétion du 99mTc sur 3 rats mâles (Sprague-Sawley) d'environ
100 g chacun. Pour obtenir des données uniformes, on soumet
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PcTs - 99mTc par la veine caudale. On mesure l'activité totale des animaux à différents intervalles de temps au moyen d'une caméra PHD-V (Searle) équipée d'un collimateur parallèle à haute résolution. Les animaux sont maintenus dans une cage étroite pour régler leur maintien par rapport au détecteur. Pendant l'expérience, ils peuvent boire et manger. On trace une courbe à l'échelle semi-logarithmique de la moyenne des valeurs obtenues avec les 3 animaux, exprimées en pourcentage par rapport à l'activité au moment de l'injection.
On corrige les valeurs en tenant compte de la désintégrstion du 99mTc et celles-ci ne représentent donc que l'excrétion biologique du PcTs - Tc. On obtient une courbe en deux parties indiquant qu'un équilibre de distribution est atteint en 3 heures. Ce point d'intersection des deux courbes coïncide avec la fixation maximale dans les divers organes et dans le système sanguin. Il estévident que pendant les trois pre-
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été directement excrétés du système sanguin. Le reste du
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l'absence d'activité dans l'estomac, la thyroïde et les glandes salivaires- (exemple 3), indiquent qu'il n'y a pas de pertechnetate libéré à partir du complexe de PcTs - Te. Elles suggèrent également une fixation irréversible du PcTs - Tc sur les sites récepteurs des organes cible.
EXEMPLE 6
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des tumeurs, on a choisi comme modèle un adénocarcinome mammaire 13 762 sensible aux hormones chez des rats femelles Fisher 344/CRBL. Cette tumeur est maintenue sous la forme ascite. Mais.une fois inoculée par voie sous-cutanée ou dans un tissu mou, une tumeur.solide se développe. Dans cette étude, on inocule 5 animaux pesant 250 g chacun avec 0,5 ml de liquide
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temps de 3, 6, 8 et 11 jours après l'inoculation, on injecte
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chaque animal. On suit la distribution de l'activité dans les animaux par balayage par scintillation au moyen d'une caméra
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(Chromemco). On enregistre des images sélectionnées sur une disque magnétique qji permet leur représentation sur une matrice
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au moyen d'une échelle de 8 couleurs qui se répètent 4 fois pour couvrir une activité de 0 à 256 comptages. En plus de la visualisation dramatique due au balayage par scintillation, cette technique permet une étude quantitative des résultats.
Les images obtenues 3 et 6 jours après l'inoculation
de la tumeur révèlent déjà une légère augmentation de l'activité au site d'inoculation. Cependant, une expérience de
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99mTc dans la tumeur. On sacrifie et on.dissèque un des animaux après l'étude scintigraphique. La tumeur s'est développée dans la cuisse sous forme d'un nodule blanc, solide non-vascularisé
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élevée que celle' du tissu musculaire prélevé dans la cuisse saine. 11 jours après l'inoculation, la tumeur atteint un diamètre d'un cm (455 mg) et est également bien visualisée avec le nouveau produit pharmaceutique radioactif selon l'invention <EMI ID=64.1>
<EMI ID=65.1> malignes aux stades de développement de la tumeur, bien avant la phase de vascularisation, indique nettement l'utilité de ce nouveau produit pharmaceutique radioactif comme agent de détection pour un diagnostic précoce des tumeurs malignes et de leurs métastases.
EXEMPLE 7
Production d'acide phtalocyanine tétrasulfonique 67 gallium
(PcTs - Sa) par marquage direct
On convertit la phtalocyanine en le dérivé tétrasulfonique par le procédé de R.P. Linstead et F.T. Weiss, J. Chem. Soc.
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phtalocyanine tétrasulfonique dans 0,6 ml d'un tampon de phosphate 0,1 M (pH 7,3), on ajoute 0,1 ml du même tampon
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10 minutes à 100[deg.]C, après quoi on applique un échantillon
de 10 à 25 /-il sur une plaque de gel de silice pour chromato-
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l'acétone : acétate d'éthyle eau : NH40H (7:3:3:0,3), un autoradiogramme révèle la présence de 4 zones radioactives avec des tracés de migration identiques comme constituants majeurs résolus en bleu de la préparation d'acide phtalocyanine tétrasulfonique non-marqué. Le gallium qui n'a pas
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en éluant avec 1 ml de solution saline à 0,9 �. La préparation est alors prête à l'emploi.
En procédant de la même manière, mais en partant du nitrate ou du chlorure de gallium, de cuivre, de chrome, de cobalt, de indium, de mercure et de zinc, on obtient l'acide phtalocyanine tétrasulfonqiue 68gallium,
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cyanine tétrasulfonique chrome, l'acide phtalocyanine tétrasulfonique cobalt, l'acide phtalocyanine tétrasulfonique mercure, l'acide phtalocyanine tétrasulfonique indium et l'acide phtalocyanine tétrasulfonique 62 zinc correspondants.
The invention relates to a new organometallic complex containing an isotope of a radiation-emitting metal.
y short life. More specifically, the invention relates to the production of new complexes between phthalocyanine tetrasulfonic acid and isotopes of metals emitting short-lived V radiations. The new products according to the invention are intended to be injected into the blood of a mammal,
dissolved or dispersed in a biologically sterile, practically isotonic aqueous medium with body fluids of mammals, to allow the detection of
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Radiochemical technology has found numerous applications in the fields of medicine and biology.
It has long been known that introduction into an organism
of compounds containing (or labeled with) a radioisotope
can provide insight into the anatomy, physiology and
metabolic processes in the body. These compounds, generally called "radioactive pharmaceuticals" are particularly useful in diagnostic techniques
which involve studying the structure or function of various internal organs, such as the brain, kidney or
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diagnostic study, isotopes with a short half-life and a ray-rich emission spectrum are preferred
gamma (as opposed to alpha or beta particles) �
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6 hours and an emission spectrum, 99% gamma radiation
at 140 KeV, which is particularly suitable for techniques
of nuclear diagnostic medicine. This is how 99mTc
has a high specific activity, 5.28 x 10 millicuries per gram (mc / g) and a high appropriate disintegration speed, while its filtration product 99 Te, has a specific activity which is almost 90 times lower and a duration
of half-life approximately 90 times longer language. For the organism to be studied or for which one wants to make the diagnosis,
<EMI ID = 4.1> relatively stable, in its degradation product (ruthenium) should not normally produce dangerous amounts of radiation, whatever the biological means or the way of elimination of a radioactive pharmaceutical product with
99mTc. For the researcher or the clinician, the emission spectrum of 99mTc can provide high accuracy rates in radiological diagnostic measurements and calculations. Recently
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produces Te as a radioactive decay product.
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radioactive pharmaceuticals ideal for one. diagnostic use, attention to or selection of Tc compounds or complexes, taking into account organ specificity and tolerable toxicity rates, is a task
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are unsuitable for use in humans or animals, even at the small amounts involved in diagnostic testing. Compounds with insufficient "in vivo" stability can be poor diagnostic tools because they can release ions or other radioactive chemical species with insufficient or undesired specificity towards organs. Stable compounds which can be distributed generally throughout the body, despite their stability, or which do not reach a desired destination in the body, are also unsuitable for
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for example, studies of the gallbladder or the liver. For these studies of organ function, compounds which are specific to an organ, but which are not excreted by it (or if they are excreted, are easily
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Certain compounds or complexes of Tc have been developed for specific research. For example a complex
<EMI ID = 10.1> to provide a meaningful imago of liver function by measuring the radioactivity emitted from the liver, gallbladder, intestines and feces of the body or the patient examined (US Patent 3,873 680).
<EMI ID = 11.1>
in the presence of ferrous sulfate has been found useful as agents for visualization of the kidneys, a study of renal function and other vascular studies, (US Pat. No. 3,446,361).
<EMI ID = 12.1>
X-ray scan of the bone skeleton (US patent
3,735,001). The brain and kidneys can be examined with an iron complex labeled with 99mTc (US patent
3,787,565). We also know that macro-aggregates of aerum-albulin labeled with 99mTc are particularly useful in research on the function of the lungs.
(US Patents 3,803,299 and 3,862,299). Other derivatives of
99mtechnetium have been proposed for various purposes in US patents 3,812,264, 3,852,413, 3,863,004 and 3,683,066.
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derivatives of tetraphenyl porphyne sulfate marquas with 57 Co can be used in the detection of brain tumors,
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are dissociated, which partly explains the fact that the radioisotope does not localize in tumors.
Despite these developments, it remains necessary to have radioactive pharmaceutical products which accumulate quickly and selectively in specific tissues.
It seems particularly desirable to provide radioactive pharmaceuticals which show an affinity for malignant tumors or tumor cells in order to provide an early diagnosis of tumors and tumor metastases.
We also know that phthalocyanines and precisely
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ter like natural porphyrins. A phthalocyanine is a heterocyclic compound made up of 4 benzisoindole nuclei linked together by nitrogen bridges. These compounds
are known to form stable chelates with metal ions and certain metal oxides. Metal phthalocyanines can be prepared by exchanging the desired metal ion with the central ion of lithium phthalocyanine. One such class of metallic phthalocyanines thus prepared is represented by the rare earth phthalocyanines of actinide and lanthanide and more particularly by
sulfonated uranyl phthalocyanine, which are described in US Pat. No. 3,027,391 as being usable in the treatment of a localizable tumor by direct injection
uranyl phthalocyanine in the animal's tumor.
As can be seen, these sulfonated phthalocyanines of heavy metals can only be used when a tumor has already been located by other means and only
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when the starting heavy metal is a radioactive nuclide where the radiation destroys the support, or when the heavy nucleus is a fissile nuclide or activatable by neutrons. Unfortunately, this process does not locate a tumor and only allows radioactive treatment of a tumor, which leaves no room for detecting the presence of a tumor and treating it by other means, surgery by example.
Since then, it has been known that the main problem associated with malignant tumors is their early detection in order to be able to start an adequate treatment as soon as possible, it therefore seems particularly desirable to provide a method
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In accordance with the invention, it has now been found that it is possible to easily detect malignant tumors by using novel complexes of isotopes of metals emitting short gamma rays and of phthalocyanine tetra-
<EMI ID = 18.1>
<EMI ID = 19.1> particularly useful in detecting the presence, location and size of a malignant tumor by the usual method of radioactive scanning.
Isotopes of metals emitting gamma radiation
short-lived, which can be combined with phthalocyanine sulfonic acid to give the new radioactive pharmaceutical complexes according to the invention are 99mtechnetium, gallium, gallium, mercury, copper,
chromium, cobalt, .indium and zinc. Preferred complexes for studies requiring visualization in
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1>
because 99mtechnetium and gallium are easy to obtain, when desired from a generator, and because of their short half-life of 6 hours and 68 minutes respectively. Although 99technetium is the main isotope currently used in clinical practice, 6B gallium thus acquires an equally important place, following recent developments in tomographic instrumentation by positron. For an application requiring viewing at more distant intervals, up to 120 hours after injection, complexes of isotopes of metals having a half-life of about 3 days are preferred, such as phthalocyanine acid. tetrasulfonic gallium and phthalocyanine acid tetrasulfonic indium.
The new compounds according to the invention can be prepared either by the condensation process described in
Inor. Chem. 4, 469 (1965) by Weber et al, or by the
direct marking process.
The condensation process essentially consists of condensing the monosodium salt of sulfophthalic acid with the isotope-of the metal emitting short-lived gamma radiation, in nitrobenzene at 200 [deg.] C or higher, in an atmosphere of inert gas. in the presence of a reducing agent consisting of hydroxylamine, urea and ammonium chloride and in the presence of a catalyst such as ammonium molybdate. The reaction mixture is heated to 90 ° C. and concentrated in a stream of nitrogen. Condensation occurs by heating the residue to
<EMI ID = 22.1>
about 0.5 hour.
However, this method has drawbacks in that a mixture of isotopes marked with complexes of
<EMI ID = 23.1>
unreacted starting materials, such as reagents and the isotope of. free metal, which results in a certain loss of time which becomes a disadvantage when using a metal isotope having a very short half-life duration, of approximately 3 hours, resulting in a race against the clock up to 'at injection to the host to be examined. However, this method is the only one possible when using a metal isotope such as technetium which is not particularly suitable in the direct labeling process, because of its chemical properties.
The desired products according to the invention can also be obtained by the direct labeling process. In this process, the tetrasulfophthalocyanine obtained by sulfonation of the phthalocyanine is separated, so as to collect the main component which is then labeled directly with the desired metal isotope according to methods known in the art. This process is preferably applied with isotopes of
metals other than technetium. In the direct labeling process, the metal isotope is added to the aqueous solution
<EMI ID = 24.1>
minutes at 100 [deg.] C, after adjusting to a neutral or slightly basic pH.
New complexes of phthalocyanine tetrasulfonic acid and isotopes of radiation-emitting metals
Short-lived gamma rays can be used as injections into the bloodstream to diagnose the presence of tumors in animals.
Phthalocyanines and their sulfonated analogs are not toxic, and even their complexes with toxic metals give non-toxic metal complexes. In addition, since the actual amount of short-lived isotopes of metals required for scanning applications in animals is negligible, the corresponding phthalocyanine tetrasulfonic acid complexes show no significant possibility of having pharmacological effects contrary when administered to animals for the purpose of detection, ...,. ,
The invention is illustrated by the following nonlimiting examples.
EXAMPLE 1
<EMI ID = 25.1>
go generator Mo / QQm Te), 8.04 mg (3x10 & 5 mole) of the monosodium salt of sulfophthalic acid, 6 mg (10 4 4) are added
<EMI ID = 26.1>
<EMI ID = 27.1>
heat the mixture to 90 ° C. and concentrate in a stream of nitrogen. In 25 minutes, the residue is heated to 235 [deg.] C so that condensation can take place. After having cooled the mixture to room temperature, the residue is taken up in 1 ml of water and applied to a column at low
<EMI ID = 28.1>
loaded into a 1 ml plastic syringe, column A). The column is washed with 9 ml of distilled water and eluted in the reverse direction with 10 ml of 0.1 N sodium hydroxide. The eluate is passed directly through an exchange column.
cation (0.5 ml of Amberlite 12 12-120 (H), column B),
by separating 5 fractions of 2ml each. We collect the
<EMI ID = 29.1>
of the initial pertechnetate sample), in the third fraction (Fraction III, column B). After adjusting the pH to 7.0 with 0.1 N hydrochloric acid (about 0.1 ml), the preparation is ready for injection into laboratory animals.
By proceeding in the same way and starting from the nitrate
or gallium chloride, copper, chromium, cobalt, <1><1> <1> indium and zinc, we get phthalocyanine tetrasulfonic acid gallium, phthalocyanine tetrasulfonic acid 64copper, chromium tetrasulfonic phthalocyanine, tetrasulfonic phthalocyanine acid ** cobalt, tetrasulfonic phthalocyanine acid indium
and the corresponding phthalocyanine tetrasulfonic acid 62 zinc,
EXAMPLE 2
In order to determine the chemical nature of the entity 99mTc in the fraction of PcTs - 99mTc purified (example 1, fraction III, of column B), a conduction experiment was carried out.
<EMI ID = 30.1>
<EMI ID = 31.1>
99technetium metal in a few drops of concentrated nitric acid, after which a small amount is added
<EMI ID = 32.1>
added a small amount of hydroxylamine, the mixture is dried under vacuum to obtain a pale green solid. The material is taken up in 2 ml of an aqueous hydroxylamine solution.
<EMI ID = 33.1>
<EMI ID = 34.1>
date of ammonium and 53 mg (10-3 mole) of ammonium chloride. The nitrobenzene reaction mixture is covered (point
<EMI ID = 35.1>
nitrogen atmosphere. After the water has evaporated, the hydroxylamine decomposes, as shown by the sudden formation of gas. Color of reaction mixture turns pale purple
<EMI ID = 36.1>
brings the reaction mixture to reflux for 20 minutes. The black precipitate is collected, it is suspended in <EMI ID = 37.1>
absolute methanol and dried to collect 235 mg of a black powder. The specific activity (Y disintegration of
<EMI ID = 38.1>
<EMI ID = 39.1>
Consequently, either the preparation is contaminated with
<EMI ID = 40.1>
the latter complex contains more than one mole of Tc per mole of PcTs.
<EMI ID = 41.1>
<EMI ID = 42.1>
ion (see example 1, then analyzed by UV spectrophotography the purified PcTs - 99mTc (fraction III of column B).
The UV spectrum shows the characteristic absorption maxima
<EMI ID = 43.1>
EXAMPLE 3
In vivo distribution of PcTs - 99mTc (fraction III of column B, see example 1)
2 kg rabbits are anesthetized by intravenous injection
<EMI ID = 44.1>
In the marginal vein of the ear, the fraction is injected
<EMI ID = 45.1>
camera is equipped with a high resolution parallel collimator and contains a matrix of 37 phototubes for
<EMI ID = 46.1>
Five minutes after the injection, radioactivity builds up in the heart and in the hepatic region. The kidneys have become usable while the bones, and in particular the joints of the hind legs, can also be recognized. Six hours after the injection, a pronounced fixation is observed in the liver, the cardiac region, the stains and the spleen. The stability of the PcTs - 99mTc complex is demonstrated by the absence of activity in the stomach, the thyroid and the salivary glands. For comparison, a scintillation scan of a rabbit that has been injected
<EMI ID = 47.1>
tate libre, shows that contrary to the experience with PcTs - 99mTc, the stomach, the salivary glands and the thyroid are then strongly marked.
EXAMPLE 4
<EMI ID = 48.1>
organs as a function of time, 7 female Fisher 344 CRBL rats are injected, through the caudal vein, the pharmaceutical product
<EMI ID = 49.1>
saline per rat). The animals are sacrificed at different time intervals and dissected. We take samples from the liver, kidneys, lungs, muscles, spleen
QQm
<EMI ID = 50.1>
using a multi-channel Spectron-100 R analyzer, calibrated for 140 KeV photons (Picker Nuclear). We
<EMI ID = 51.1>
to the differences in weight between the animals and the curves of variation of the specific activities are drawn. The diagram makes it possible to highlight certain modes of distribution. A high specific activity in the kidneys is maintained for the duration of the study, indicating an irreversible fixation of PcTs - Te in these organs. Liver fixation, with a maximum after 12 hours, is also significant.
The spleen and lungs are less active, although their specific activities remain constant during the experiment. The activity of the blood system decreases exponentially with a half-hour elimination period of 12 hours. The fixation of PcTs - 99mTc by the muscles is insignificant and parallels the activity of the blood.
In conclusion, these results indicate that the tissue
kidney shows a strong affinity for PcTs - 99mTc, Several other organs, including the liver, spleen, lungs and heart also retain this product. The mode of distribution suggests significant fixation in the reticuloendothelial system.
EXAMPLE 5
The mode of excretion of PcTs - 99mTc also gives an idea of the fixation of this radioactive pharmaceutical product by the various organs. The excretion of 99mTc is determined on 3 male rats (Sprague-Sawley) of approximately
100 g each. To obtain uniform data, we submit
<EMI ID = 52.1>
<EMI ID = 53.1>
PcTs - 99mTc through the tail vein. The total activity of the animals is measured at different time intervals using a PHD-V camera (Searle) equipped with a high resolution parallel collimator. The animals are kept in a narrow cage to adjust their maintenance relative to the detector. During the experiment, they can eat and drink. A curve is plotted on a semi-logarithmic scale of the average of the values obtained with the 3 animals, expressed as a percentage relative to the activity at the time of the injection.
The values are corrected by taking account of the 99mTc decay and these therefore only represent the biological excretion of PcTs - Tc. We obtain a curve in two parts indicating that a distribution equilibrium is reached in 3 hours. This point of intersection of the two curves coincides with the maximum fixation in the various organs and in the blood system. It is evident that during the first three
<EMI ID = 54.1>
been directly excreted from the blood system. The rest of the
<EMI ID = 55.1>
<EMI ID = 56.1>
the absence of activity in the stomach, the thyroid and the salivary glands- (example 3), indicate that there is no pertechnetate released from the complex of PcTs - Te. They also suggest an irreversible fixation of PcTs - Tc on the receptor sites of the target organs.
EXAMPLE 6
<EMI ID = 57.1>
for tumors, a hormone-sensitive mammary adenocarcinoma 13,762 was chosen as the model in female Fisher 344 / CRBL rats. This tumor is maintained in the form of ascites. But, once inoculated subcutaneously or into soft tissue, a solid tumor develops. In this study, 5 animals weighing 250 g each are inoculated with 0.5 ml of liquid
<EMI ID = 58.1>
3, 6, 8 and 11 days after inoculation, we inject
<EMI ID = 59.1>
each animal. Activity distribution in animals is monitored by scintillation scanning using a camera
<EMI ID = 60.1>
(Chromemco). We save selected images on a magnetic disc that allows their representation on a matrix
<EMI ID = 61.1>
using a scale of 8 colors that repeat 4 times to cover an activity from 0 to 256 counts. In addition to the dramatic visualization due to scintillation scanning, this technique allows a quantitative study of the results.
The images obtained 3 and 6 days after inoculation
of the tumor already show a slight increase in activity at the inoculation site. However, an experience of
<EMI ID = 62.1>
99mTc in the tumor. One of the animals is sacrificed and dissected after the scintigraphic study. The tumor developed in the thigh as a white, solid, non-vascular nodule
<EMI ID = 63.1>
higher than that of muscle tissue taken from the healthy thigh. 11 days after inoculation, the tumor reaches a diameter of one cm (455 mg) and is also well visualized with the new radioactive pharmaceutical product according to the invention <EMI ID = 64.1>
<EMI ID = 65.1> malignant at the stages of tumor development, well before the vascularization phase, clearly indicates the usefulness of this new radioactive pharmaceutical product as a detection agent for the early diagnosis of malignant tumors and their metastases.
EXAMPLE 7
Production of phthalocyanine tetrasulfonic acid 67 gallium
(PcTs - Sa) by direct marking
Phthalocyanine is converted to the tetrasulfonic derivative by the method of R.P. Linstead and F.T. Weiss, J. Chem. Soc.
<EMI ID = 66.1>
tetrasulfonic phthalocyanine in 0.6 ml of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.3), 0.1 ml of the same buffer is added
<EMI ID = 67.1>
<EMI ID = 68.1>
10 minutes at 100 [deg.] C, after which a sample is applied
from 10 to 25 / -il on a plate of silica gel for chromato-
<EMI ID = 69.1>
acetone: ethyl acetate water: NH40H (7: 3: 3: 0.3), an autoradiogram reveals the presence of 4 radioactive zones with identical migration traces as major constituents resolved in blue of the acid preparation unlabelled tetrasulfonic phthalocyanine. Gallium which has not
<EMI ID = 70.1>
<EMI ID = 71.1>
<EMI ID = 72.1>
eluting with 1 ml 0.9 & saline solution. The preparation is then ready for use.
By proceeding in the same way, but starting from the nitrate or chloride of gallium, copper, chromium, cobalt, indium, mercury and zinc, we obtain phthalocyanine tetrasulfonic acid 68gallium,
<EMI ID = 73.1>
cyanine tetrasulfonic chromium, phthalocyanine tetrasulfonic acid cobalt, phthalocyanine tetrasulfonic acid mercury, phthalocyanine tetrasulfonic acid indium and phthalocyanine tetrasulfonic acid 62 zinc.