Optimización del marcaje del (99m)Tc-Ciprofloxacino como antibiótico para el diagnóstico de infecciones. Estudio de la acumulación

Abstract

El ciprofloxacino marcado con tecnecio-99m (99mTc-ciprofloxacino) es un radiofármaco cuyo interés radica en el diagnóstico y control terapéutico de las infecciones. El marcaje de este antibiótico ya se ha llevado a cabo por diferentes grupos de investigación pero es necesario el desarrollo de nuevos métodos de preparación y control de calidad para obtener un radiofármaco lo más puro posible así como para evaluar la acumulación in vitro en bacterias. Este radiofármaco debe cumplir los requisitos más estrictos de pureza y calidad si se pretende su aplicación en la práctica clínica y poder competir con las pruebas ya existentes en el campo de la infección. Para el marcaje, en este trabajo se ha usado ciprofloxacino clorhidrato, ácido clorhídrico, cloruro de estaño, ácido tartárico, agua inyectable, cloruro sódico 0,9% y tecnecio. El control de calidad se ha basado en cromatografía en capa fina combinando dos de sílica gel y una en fase reversa. El estudio del marcaje propuesto para el radiofármaco muestra una clara influencia de la concentración de ácido tartárico durante la reacción mostrándose un equilibrio entre 99mTc-ciprofloxacino y 99mTc-tartrato. Usando una relación molar ciprofloxacino / ácido tartárico de 50 a 100, el producto mayoritario es el esperado (99mTc-ciprofloxacino). En cambio, con relaciones molares ciprofloxacino / ácido tartárico menores de 10 se obtienen grandes cantidades de 99mTc-tartrato. Sin embargo, a medida que disminuimos la concentración de ácido tartárico aumenta la proporción de especies coloidales, las cuales son impurezas a evitar en esta exploración diagnóstica, debido a la posibilidad de falsos positivos. La acumulación in vitro en bacterias se llevó a cabo mediante dos cepas (con y sin mecanismos de resistencia) de Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa a los 5 y 30 minutos. La evaluación de la acumulación de tecnecio libre se realizó para demostrar si toda la señal radiactiva intracelular era debida al antibiótico marcado. El 99mTc-ciprofloxacino se acumuló por igual en todas las cepas bacterianas estudiadas mientras que el tecnecio libre (99mTcO4-) no mostró acumulación. El estudio clínico se realizó en 40 pacientes con sospecha clínica y/o analítica de aflojamiento séptico en prótesis osteoarticulares de cadera, rodilla y hombro. La adquisición de imágenes consistió en una gammagrafía ósea convencional y en la combinación de una gammagrafía con leucocitos marcados con 99mTc-HMPAO y una gammagrafía medular (99mTc-coloide). La prueba con 99mTc-ciprofloxacino se realizó a las 1, 4 y 24 horas post inyección intravenosa de 370MBq. El diagnóstico final de infección de prótesis osteoarticular se estableció cuando en 2 cultivos de tejido periprotésico de 6 sean positivos para el mismo microorganismo o haya evidencia macroscópica de material purulento. De los 40 pacientes incluidos en el estudio se documentó infección en 16 correspondientes a las prótesis en 8 caderas, 6 rodillas y 2 hombros. De los microorganismos aislados, 9 fueron resistentes a ciprofloxacino. En los 24 casos restantes se excluyó el diagnóstico de infección. Los mejores resultados de la gammagrafía con 99mTc-ciprofloxacino en pacientes se obtienen en las imágenes a las 24 horas, con una sensibilidad del 88%, una especificidad del 71%, un valor predictivo positivo del 67% y un valor predictivo negativo del 89%. La gammagrafía con 99mTc-ciprofloxacino puede ser una alternativa útil a la gammagrafía con leucocitos marcados en la evaluación de la sospecha de infección de prótesis de cadera. La especificidad encontrada no es adecuada para recomendarla en el diagnóstico de infección en prótesis de rodilla.

99mTc-ciprofloxacin is a radiopharmaceutical used in the detection of osteoarticular prosthesis infection. In this work, a labelling procedure using tin(II) chloride and L-tartaric acid instead of tin(II) tartrate is reported. Quality control is based on thin layer chromatography. Intracellular accumulation of the labelled antibiotic and free pertechnetate (99mTcO4-) in bacteria was also analyzed. Finally, a clinical trial was performed. The study of the influence of tartaric acid concentration during the labelling reaction showed the existence of an equilibrium between 99mTc-ciprofloxacin and 99mTc-tartrate. When using a molar ratio ciprofloxacin/tartaric acid from 50 to 100, 99mTc-ciprofloxacin is the main product. Significant amounts of 99mTc-tartrate were observed when the ciprofloxacin/tartrate ratio is minus or equal than 10 and it can become the main compound at lower values. Radiocolloid quantity becomes important at high ratio values. The study of the intracellular accumulation of ciprofloxacin, 99mTc-ciprofloxacin and 99mTcO4- was performed in Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa strains with and without the presence of an efflux pump as a mechanism of resistance. Accumulation of 99mTcO4- was performed to ensure that the entire radioactivity signal was due to the 99mTc-ciprofloxacin. Also, the accumulation of non-labelled ciprofloxacin was done to ensure that the strains were able to pump out the antibiotic. 99mTc-ciprofloxacin accumulated equally intracellularly in all the strains tested while 99mTcO4- did not show accumulation. Forty patients (26 women, 14 men) with local pain in the hip (21), knee (16), or shoulder (3) prosthesis were recruited. 99mTc-ciprofloxacin scintigraphy was performed at 1, 4, and 24h after intravenous injection of 370MBq. A routine bone scan, 99mTc-HMPAO leukocyte scan and 99mTc-colloid scan were performed. Diagnosis of arthroplasty infection was established in 16 out 40 cases: 8 hips, 6 knees, 1 shoulder. From the isolated microorganisms, 9 were resistant to ciprofloxacin. 99mTc-ciprofloxacin scintigraphy showed the 24h image to be the best acquisition time-point. The sensitivity, specificity, negative predictive value and positive predictive value at 24h were 88, 71, 67, and 89%. 99mTc-ciprofloxacin scintigraphy can be a useful alternative in the diagnosis of arthroplasty infection of the hip. The lack of specificity of makes this technique inadequate for knee prostheses.