Исследование зависимости фармакокинетических и дозиметрических характеристик меченных Re-188 фосфоновых кислот от их структуры в организме крыс на основе камерного моделирования

DOI: 10.21870/0131-3878-2023-32-1-168-182

Матвеев А.В.1, Петриев В.М.2,3, Тищенко В.К.2

«Радиация и риск». 2023. Том 32. № 1, с.168-182

Сведения об авторах

Матвеев А.В. – доцент, к.ф.-м.н. ОмГУ им. Ф.М. Достоевского. Контакты: 644077, Омск, пр. Мира, 55А. Тел.: +79043251774; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .

Петриев В.М. – зав. лаб., д.б.н., проф. НИЯУ МИФИ

Тищенко В.К. – вед. науч. сотр., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.

1 Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского, Омск
2 МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск
3 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва

Аннотация

Фосфоновые кислоты, меченные радионуклидом 188Re, являются наиболее перспективными радиофармацевтическими лекарственными препаратами (РФЛП) для радионуклидной терапии костных метастазов. Цель работы – разработка камерной математической модели кинетики меченных 188Re фосфоновых кислот в организме интактных крыс и расчёт на её основе фармакокинетических и дозиметрических характеристик данных РФЛП с разной химической структурой. Объектами исследования являлись четыре РФЛП, содержащие от двух до пяти фосфоновых групп. Для идентификации параметров модели и расчёта характеристик были использованы количественные данные о биораспределении меченных 188Re фосфоновых кислот в организме интактных крыс. Разработана камерная модель кинетики и предложены два подхода к идентификации её транспортных констант – через функционал невязки и с помощью аппроксимации моноэкспоненциальными функциями. По данным фармакокинетического моделирования все исследуемые РФЛП селективно накапливаются в костных тканях, причём химическая структура фосфоновых кислот влияет на их накопление и выведение. По уровню накопления активности в скелете структуры РФЛП можно расположить в порядке убывания: пять фосфоновых групп > две > четыре. При этом медленнее всего из костных тканей выводится РФЛП с двумя фосфоновыми группами, что является его преимуществом. Скорости выведения РФЛП из крови и других органов в среднем в 3 раза выше, чем из костных тканей. Выведение радиоактивности из организма происходит в основном через почечный клиренс. Наибольшие значения поглощённых доз формируются в костных тканях (бёдра, рёбра, череп, позвоночник) и органе выведения – почках. При этом максимальные значения поглощённых доз в костных тканях получены для РФЛП с пятью и двумя фосфоновыми группами, что в совокупности с их фармакокинетическими свойствами позволяет рассматривать их как перспективные остеотропные РФЛП для терапии костных метастазов.

Ключевые слова
камерное моделирование, фармакокинетика, дозиметрия, фосфоновые кислоты, рений-188, радиофармпрепарат, ядерная медицина, радионуклидная терапия, поглощённые дозы, костные метастазы.

Список цитируемой литературы

1. Murray I., Du Y. Systemic radiotherapy of bone metastases with radionuclides //Clin. Oncol. 2021. V. 33, N 2. P. 98-105.

2. Lungu V., Niculae D., Bouziotis P. Pirmettis I., Podina C. Radiolabeled phosphonates for bone metastases therapy //J. Radioanal. Nucl. Chem. 2007. V. 273, N 3. P. 663-667.

3. Pillai M.R., Dash A., Knapp F.F.Jr. Rhenium-188: availability from the (188)W/(188)Re generator and status of current applications //Curr. Radiopharm. 2012. V. 5, N 3. P. 228-243.

4. Тищенко В.К., Петриев В.М., Сморызанова О.А., Михайловская А.А. Влияние химической структуры фосфоновых кислот, меченных 188Re, на их поведение в организме лабораторных животных //Радиация и риск. 2017. Т. 26, № 1. С. 78-88.

5. Meerkhan S., Sjögreen Gleisner K., Larsson E., Strand S.E., Jönsson B.A. Testis dosimetry in individual patients by combining a small-scale dosimetry model and pharmacokinetic modeling-application of (111)In-Ibritumomab Tiuxetan //Phys. Med. Biol. 2014. V. 59, N 24. P. 7889-7904.

6. Сергиенко В.И., Джеллифф Р., Бондарева И.Б. Прикладная фармакокинетика: основные положения и клиническое применение. М.: Изд-во РАМН, 2003. 208 с.

7. Галанин М.П., Ходжаева С.Р. Разработка и тестирование методов решения жестких обыкновенных дифференциальных уравнений //Математическое моделирование и численные методы. 2014. № 4. С. 95-119.

8. Ватульян А.О. Математические модели и обратные задачи //Соросовский образовательный журнал. 1998. № 11. С. 143-148.

9. Матвеев А.В. Особенности расчёта индивидуальных фармакокинетических и дозиметрических характеристик радиофармпрепаратов у больных с метастазами в кости при проведении радионуклидной терапии //Инновационное развитие науки: фундаментальные и прикладные проблемы: монография. Петрозаводск: МЦНП «Новая наука», 2021. С. 49-72.

10. Петриев В.М., Матвеев А.В., Тищенко В.К. Камерное моделирование кинетики 188Re-пентафосфоновой кислоты в организме крыс с костной мозолью //Химико-фармацевтический журнал. 2021. Т. 55, № 10. С. 3-9.

Полная версия статьи