Optimalisasi Penandaan 99mTc-DTPA-Ketokonazol Sebagai Radiofarmaka untuk Deteksi Infeksi Fungi (Maula)
ISSN 1411 – 3481
OPTIMALISASI PENANDAAN 99mTc-DTPA-KETOKONAZOL SEBAGAI RADIOFARMAKA UNTUK DETEKSI INFEKSI FUNGI Maula Eka Sriyani1, Slamet Ibrahim S2, Aang Hanafiah Ws1 1
Pusat Teknologi Nuklir Bahan dan Radiometri – BATAN 2 Sekolah Farmasi, ITB E-mail:
[email protected] Diterima: 18-12-2012 Diterima dalam bentuk revisi: 27-01-2013 Disetujui: 12-02-2013
ABSTRAK 99m OPTIMALISASI PENANDAAN Tc-DTPA-KETOKONAZOL SEBAGAI RADIOFARMAKA UNTUK DETEKSI INFEKSI FUNGI. Kemiripan gejala yang timbul akibat penyakit infeksi, baik oleh bakteri, fungi atau virus pada stadium awal, mengakibatkan pengobatan seringkali tidak tepat. Diagnosis yang tepat sasaran dapat menjadikan pengobatan lebih efektif dan memiliki tingkat kesembuhan yang maksimal. Pada penelitian ini dilakukan pengembangan diagnosis infeksi fungi berbasis drug-targeting relationship antara radiofarmaka 99m Tc-DTPA-ketokonazol sebagai radioperunut dan fungi yang terdapat di dalam tubuh sebagai targetnya. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan sediaan radiofarmasi 99mTc-DTPAketokonazol menggunakan teknik penandaan tidak langsung dengan ko-ligan atau bifunctional agent sebagai penghubung antara radionuklida 99mTc dengan ketokonazol. Bifunctional agent yang digunakan dalam penelitian ini yaitu dietilen triamin pentaasetat (DTPA). Dari penelitian ini diperoleh kondisi optimal penandaan 99mTc-DTPA-ketokonazol, yaitu komposisi jumlah ketokonazol 2 mg; DTPA 1,125 mg; SnCl2.2H2O 37,5 µg; pH 4,5 dan waktu inkubasi selama 5 menit, sehingga diperoleh kemurnian radiokimia sebesar 97,77±0,33 %. Uji uptake in-vivo 99m Tc-DTPA-ketokonazol dilakukan terhadap Candida albicans yang diinfeksikan ke dalam paha kiri mencit. Hasil percobaan menunjukkan bahwa rasio organ terinfeksi dan tidak terinfeksi (T/NT) setelah 2 jam injeksi sebesar 3,16±0,04 (n=5). Dari hasil yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa 99mTc-DTPA-ketokonazol berhasil dibuat dan memenuhi syarat sebagai radiofarmaka.
Kata kunci: 99mTc-DTPA-ketokonazol, infeksi fungi, radiofarmaka, antifungi, radioperunut
ABSTRACT OPTIMUM CONDITION FOR 99mTc-DTPA-KETOCONAZOLE LABELING AS A RADIOPHARMACEUTICAL FOR FUNGAL INFECTION DETECTION. The symptoms of infectious disease at an early stage can’t be distinguished between bacterial, fungal or viral infections and often make the treatment become improper. Effective treatment, also maximum cure can be achieved if the diagnosis is accurate. In this research, drug-targeting relationship based for fungal infection diagnosis has been developed. The 99mTc-DTPA-ketoconazole radiopharmaceutical as a radiotracer was used for diagnosis of fungi infection present in the body as a target. The objective of this research is to obtain the 99mTc-DTPA-ketoconazole using indirect labeling techniques with diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) as a co-ligand or bifunctional agent. The result showed that the optimum condition for 99mTc-DTPA-ketoconazole labeling with high radiochemical purity of 97.77±0.33 % were 2 mg ketoconazole, 1.125 mg DTPA, 37.5 µg SnCl2·2H2O, pH=4.5 and incubation time at room temperature is 5 minutes. Invivo uptake test has been carried out, and the result showed high ratio of infected and non infected organ (I/NI) 2 hours post injection, that was 3.16±0.04 (n=5). From the results, it can be concluded that the optimum condition of 99mTc-DTPA-ketoconazole has been established and meets the radiochemical purity requirement as a radiopharmaceutical. Keywords: 99mTc-DTPA-ketoconazole, fungal infection, radiopharmaceuticals, antifungal agent, radiotracer 11
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. 14, No 1, Februari 2013; 11 - 22
1.
ISSN 1411 - 3481
scan),
PENDAHULUAN Penyakit yang disebabkan oleh infeksi,
maupun
radiografi
konvensional,
memberikan hasil yang kurang spesifik dan
baik berupa bakteri, virus maupun fungi di
tidak
dalam tubuh cukup sulit dilacak dan memiliki
antara infeksi yang disebabkan oleh bakteri,
gejala yang hampir mirip. Seringkali, deteksi
fungi, ataupun inflamasi steril (4,5).
dapat
membedakan
secara
jelas
infeksi yang terdapat di dalam tubuh sulit
Salah satu metode yang digunakan
dibedakan antara infeksi yang disebabkan
untuk menentukan kelainan di dalam tubuh
oleh bakteri atau fungi, ataupun inflamasi
dan secara spesifik dapat membedakan
steril. Sebanyak 50-70% kasus infeksi fungi
infeksi oleh bakteri atau fungi adalah
patogen
terbanyak
oleh
dengan pencitraan (imaging) menggunakan
Candida
albicans
yang
radiofarmaka
disebabkan (C.albicans)
sebagai
agen
pencitra
menyerang paru-paru, darah, jaringan otak,
(imaging agent). Radiofarmaka merupakan
ginjal dan saluran pencernaan (1,2). Infeksi
suatu senyawa yang mengandung radioaktif
umumnya terjadi tanpa gejala tertentu, dan
dan digunakan baik untuk tujuan diagnosis
penyebarannya
maupun
begitu
cepat
dengan
terapi.
Perbedaan
utama
dari
indikasi yang tidak jelas. Jika penyebab
radiofarmaka untuk tujuan diagnosis dan
infeksi dapat ditentukan dengan pasti, maka
terapi adalah berdasarkan radionuklida yang
pengobatan
digunakan.
selanjutnya
yang akan
harus lebih
dilakukan efektif
dan
Pada
umumnya
kebutuhan
radionuklida
yang
diagnosis, digunakan
memberikan hasil kesembuhan yang lebih
merupakan radionuklida pemancar radiasi
baik.
gamma, karena jenis radiasi ini dalam dosis Diagnosis secara dini, cepat dan
tertentu tidak bersifat merusak, memiliki
spesifik merupakan suatu langkah penting
daya tembus yang besar dan energi transfer
dan kritis terhadap keberhasilan pengobatan
(F) yang kecil, serta keberadaannya di
infeksi. Namun, hingga saat ini belum ada
dalam tubuh dapat dideteksi dari luar
metode diagnosis dini yang cepat dan
menggunakan
akurat untuk infeksi yang disebabkan oleh
Radionuklida pemancar gamma yang sering
C. Albicans (3), terutama terhadap infeksi di
digunakan
bagian organ dalam (deep seated infection).
diantaranya adalah teknesium-99m (99mTc),
Beberapa teknik diagnosis yang dilakukan
karena memancarkan gamma murni dengan
sekarang berprinsip pada teknik kultur yang
waktu paruh 6 jam dan energi 140 keV.
memiliki sensitivitas rendah dan memakan
Teknesium
waktu lama. Teknik lain yang digunakan
senyawa
adalah teknik histopatologi yang memiliki
elektron di dalam molekulnya, baik secara
keterbatasan karena teknik ini dilakukan
langsung
secara
Radiofarmaka
invasive,
pendarahan Pemeriksaan
dan
serta radiologis
menyebabkan
komplikasi yang
lain.
dilakukan,
seperti computed tomography-scan (CT-
kamera
untuk
dapat yang
tujuan
diagnosis
berikatan
memiliki
ataupun
gamma.
tidak
yang
dengan
gugus
langsung
digunakan
donor
(6). untuk
kebutuhan terapi umumnya mengandung radionuklida
pemancar
beta
atau
alfa,
karena kedua radiasi ini memiliki daya 12
Optimalisasi Penandaan 99mTc-DTPA-Ketokonazol Sebagai Radiofarmaka untuk Deteksi Infeksi Fungi (Maula)
ISSN 1411 – 3481
tembus yang tidak begitu besar. Namun,
digunakan untuk deteksi fungi dapat dilihat
karena bersifat seperti partikel, berjalan
pada Tabel 1.
lebih lambat dan memiliki energi transfer
Ketokonazol (1-[4-(4-{[(2R,4S)-2-(2,4-
yang besar, maka radionuklida pemancar
Dichlorophenyl)-2 (1H-imidazol-1-ylmethyl)-
beta atau alfa memiliki daya rusak terhadap
1,3-dioxolan-4-yl]methoxy}phenyl) piperazin-
sel
Biasanya,
1-yl]ethan-1-one) bekerja spesifik terhadap
radiofarmaka untuk tujuan terapi digunakan
sel fungi dengan cara menghambat enzim
pada penderita kanker.
sitokrom
yang
dilaluinya
(7).
Dewasa ini penggunaan radiofarmaka dalam pendeteksian infeksi atau inflamasi
Tc-White Blood Cell atau
membran
darah putih ( 99m
digunakan
infeksi
atau
untuk
inflamasi
berbagai
(8),
99m
Tc-
siprofloksasin untuk infeksi yang disebabkan oleh bakteri,
99m
Tc-UBI dan peptida lain
untuk infeksi umum, serta digunakan
biosintesis lanosterol
99m
Tc-WBC)
99m
(P45014DM)
Tc-sel
semakin meluas. Radiofarmaka
untuk
99m
Tc-etambutol
deteksi
Mycobacterium tuberculosis (9).
P450
14-alpha-demethylase
yang sterol
terlibat dan
menjadi sel
fungi
dalam
akan
mengubah
ergosterol (13).
memiliki beberapa gugus donor elektron yang dapat berikatan dengan
(14). Hasil
99m
Tc, baik
Tc-DTPA-ketokonazol yang
terbentuk diharapkan dapat menjadi sediaan
bakteri
radiofarmasi pilihan yang digunakan dalam
Namun
pencitraan infeksi fungi yang tidak hanya
untuk deteksi fungi masih sangat terbatas
terutama untuk mendiagnosis
dan masih bersifat tidak spesifik terhadap
infeksi fungi di dalam tubuh.
radiofarmaka
99m
secara langsung ataupun tidak langsung
sensitif,
Beberapa
pada
Ketokonazol
demikian, radiofarmaka yang digunakan
fungi.
jalur
tetapi
juga
bersifat
spesifik, adanya
yang
Tabel 1. Radiofarmaka yang digunakan untuk diagnosis infeksi (10) Radiofarmaka
Metode lokalisasi
Kekurangan
Gallium-67 sitrat
Berikatan dengan laktoferrin
Tidak spesifik untuk infeksi Kualitas gambar kurang baik
99m
Diapedesis dan kemotaksis
Spesifik untuk inflamasi, tidak spesifik untuk infeksi
99m
Meningkatkan permeabilitas vaskuler Fagositosis oleh polimorf dan makrofag
Tidak spesifik terhadap infeksi
Uptake oleh sel yang metabolismenya aktif Terikat pada membran sel mikroba Terikat pada DNA gyrase bakteri Menghambat sintesis asam mikolat untuk pembentukan dinding sel mikobakteri Menghambat sintesis ergosterol
Tidak spesifik terhadap infeksi
Tc-leukosit
Tc-nanokoloid
99m
Tc-liposom
Fluoro-18deoksiglukosa 99m Tc-peptida antimikroba 99m Tc-siprofloksasin (infekton) (11) 99m
Tc-etambutol
99m
Tc-flukonazol (12)
Pembuatannya sulit, terakumulasi di hati dan limpa, tidak spesifik untuk infeksi
Tidak spesifik terhadap infeksi Kendala bila terdapat resistensi Kendala bila terdapat resistensi
Kendala bila terdapat resistensi
13
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. 14, No 1, Februari 2013; 11 - 22
Pada
penelitian
penentuan ketokonazol
ini
dilakukan
ISSN 1411 - 3481
Nuklir
Nasional
(BATAN).
Fungi
yang
parameter
penandaan
digunakan adalah spesies Candida albicans
menggunakan
radionuklida
Nctc 3149 diperoleh dari Balai Pengawasan
teknesium-99m, meliputi pH, waktu inkubasi,
Obat dan Makanan, Bandung.
jumlah reduktor, jumlah ketokonazol, dan perbandingan DTPA dengan ketokonazol. Senyawa
DTPA
digunakan
2.2. Pembuatan Larutan Stok Sn-DTPA
sebagai
Sebanyak
2,5
mg
SnCl2.2H2O
memudahkan
ditambahkan ke dalam vial yang berisi 75
berlangsungnya reaksi. Hasil penandaan
mg DTPA dalam 5 mL akuabidest steril. Vial
optimal dihitung dengan mempertimbangkan
yang berisi larutan Sn-DTPA kemudian
bifunctional
agent
jumlah pengotor atau
99m
oksidasi
menggunakan
untuk
Tc-DTPA, 99m
dan metode
99m
Tc-reduksi
TcO4-
bebas
divakum dan disimpan pada suhu kamar. Larutan harus dibuat dalam keadaan segar.
radiokromatografi
kertas dan radioelektroforesis kertas.
2.3. Penentuan pH Optimum Sebanyak 100 µL larutan ketokonazol
2.
(20 mg/mL HCl 0,1N) dan 150 µL larutan
TATA KERJA
Sn-DTPA di dalam 6 buah vial,
2.1. Peralatan dan Bahan
masing-
Peralatan yang digunakan adalah
masing ditambah larutan HCl 0,1N/NaOH
tabung reaksi, erlenmeyer, laminar air flow,
0,1N tetes demi tetes, sehingga pH larutan
timbangan analitik, vortex mixer, mikropipet
bervariasi menjadi 2; 2,5; 3; 3,5; 4 dan 4,5.
0-200 µL, syringe 1 mL, 3 mL, 5 mL dan 10
Ke
dalam
masing-masing 99m
larutan
TcO4 dengan aktivitas +
mL, vial gelas 2 mL dan 12 mL, oven, ose,
ditambahkan Na
cawan petri, kolom gelas, dose calibrator (RI
2 mCi dan volume akhir dibuat 1 mL dengan
Deluxe Isotop Calib II, merk victoreen,
penambahan NaCl fisiologis hingga didapat
model 139000N), single channel analyzer
pH akhir campuran 3,5; 4; 4,25; 4,5; 4,75
(merk ORTEC, model 4890) dan perangkat
dan 5. Campuran diinkubasi selama 15
elektoforesis kertas.
menit pada temperatur kamar, dikocok
digunakan
pada
ketokonazol, Na
99m
Bahan-bahan yang penelitian
ini
adalah
TcO4 (buatan PT. Batan
sesekali dan efisiensi penandaan ditentukan berdasarkan kemurnian radiokimianya.
Teknologi), SnCl2.2H2O (Sigma Aldrich), DTPA (Fluka), akuabides steril (IKA pharma),
2.4. Penentuan Jumlah Optimum Sn-
NaCl fisiologis (IKA pharma), HCl, NaOH,
DTPA
Na2HPO4, NaH2PO4, asetonitril (E. Merck),
Pengerjaan dilakukan seperti pada
kertas saring Whatman 3 MM, Whatman 31
percobaan 2.3, akan tetapi larutan stok Sn-
ET dan Whatman 1.
DTPA yang ditambahkan adalah sebanyak 99m
Tc-DTPA-
50, 100, 150, 200, 250 dan 300µL dengan
ketokonazol digunakan mencit Swiss jantan
jumlah SnCl2·2H2O yang bervariasi, masing-
dengan berat 30-40 gram yang diperoleh
masing 12,5; 25; 37,5; 50; 62,5; 75 dan 87,5
dari laboratorium hewan di Badan Tenaga
µg. Larutan diatur hingga pH 3,5 dengan
Untuk uji uptake in-vivo
14
Optimalisasi Penandaan 99mTc-DTPA-Ketokonazol Sebagai Radiofarmaka untuk Deteksi Infeksi Fungi (Maula)
penambahan tetes demi tetes larutan NaOH
2.7. Penentuan Kemurnian Radiokimia
0,1N/HCl 0,1N. Setelah itu ditambahkan 99m
ISSN 1411 – 3481
Kemurnian radiokimia
99m
Tc-DTPA-
TcO4 dengan aktivitas + 2 mCi dan
ketokonazol
ditentukan
diperoleh volume akhir larutan sebanyak 1
kromatografi
kertas
mL dengan pH 4,5. Selanjutnya larutan
paper chromatography). Sistem pertama
diinkubasi selama 15 menit pada temperatur
yaitu fase gerak asetonitril 100% dan fase
kamar.
diam whatman 3 MM. Sistem pertama
Na
Efisiensi
penandaan
ditentukan
berdasarkan kemurnian radiokimia yang
digunakan
untuk 99m
pengotor Na
dihasilkan.
dengan
menaik
metode
(ascending
menentukan
besarnya
TcO4 yang masih tersisa
yang terdapat pada Rf 0,9-1, sedangkan 2.5. Optimalisasi Jumlah Ketokonazol Optimalisasi
jumlah
ketokonazol
99m
Tc-DTPA,
99m
99m
TcO2 terdapat pada Rf 0 (15). Sistem ke
Tc-DTPA-ketokonazol dan
dilakukan seperti pada percobaan 2.4.
dua yaitu fase gerak asetonitril 50% dan
Parameter yang divariasikan adalah jumlah
fase diam whatman 31 ET. Sistem ke dua
ketokonazol (2, 4, 6, 8, 10 mg), sedangkan
digunakan
jumlah
Sn-DTPA
yang
ditambahkan
sebanyak 150 µL. Larutan diatur hingga pH 3,5
kemudian
ditambahkan
Na
99m
TcO4
pengotor
untuk
99m
menentukan
TcO2 yang masih tersisa yang
terdapat pada Rf 0, sedangkan 99m
besarnya
Tc-DTPA-ketokonazol
99m
Tc-DTPA,
Na99mTcO4
dan
99m
dengan aktivitas + 2 mCi dan diperoleh
terdapat pada Rf 1-0,9 (15). Sediaan
volume akhir larutan sebanyak 1 mL dengan
DTPA-ketokonazol ditotolkan pada titik nol
pH 4,5. Campuran diinkubasi selama 15
fase diam, kemudian dielusi dengan masing-
menit pada temperatur kamar. Efisiensi
masing fase gerak. Kertas dikeringkan dan
penandaan
dipotong-potong
ditentukan
berdasarkan
kemurnian radiokimia yang dihasilkan.
dengan
jarak
1
Tc-
cm,
kemudian masing-masing bagian dicacah menggunakan
alat
pencacah
Single
Channel Analyzer dengan detektor NaI(Tl).
2.6. Penentuan Waktu Inkubasi Penentuan waktu inkubasi dilakukan seperti pada percobaan 2.5. Ke dalam 100 µL larutan ketokonazol (20 mg/mL HCl 0,1N) ditambahkan 150 µL larutan stok Sn-DTPA. Larutan diatur hingga pH 3,5, selanjutnya 99m
2.8. Elektroforesis Kertas Metode dilakukan
elektroforesis
menggunakan
kertas
fase
diam
2
Whatman 1 (1 x 39 cm , diberi tanda -14
TcO4 dengan aktivitas +
sampai dengan +24) dan larutan buffer
2 mCi dan diperoleh volume akhir larutan
fosfat 0,02N, pH 7,5 sebagai elektrolit.
sebanyak 1 mL dengan pH 4,5. Campuran
Pemisahan dilakukan selama 1 jam pada
diinkubasi pada temperatur kamar dengan
tegangan 350 volt. Sediaan
waktu bervariasi mulai dari 0, 5, 10, 15, 20
ketokonazol ditotolkan pada titik nol fase
dan
penandaan
diam, kemudian dielektroforesis dengan
kemurnian
elektrolit buffer fosfat. Kertas dikeringkan
ditambahkan Na
30
ditentukan
menit.
Efisiensi
berdasarkan
radiokimia yang dihasilkan
99m
Tc-DTPA-
dan dipotong-potong dengan jarak 1 cm,
15
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. 14, No 1, Februari 2013; 11 - 22
ISSN 1411 - 3481
kemudian masing-masing bagian dicacah
dilaksanakan. Hal ini disebabkan efek sterik
menggunakan
yang dimiliki oleh masing-masing atom
alat
pencacah
Single
Channel Analyzer dengan detektor NaI(Tl).
donor elektron, sehingga ketokonazol cukup sulit untuk ditandai secara langsung. Oleh
99m
2.9. Uptake In-vivo Sediaan Tc-DTPAketokonazol Terhadap C. albicans
karena itu, dalam penelitian ini digunakan
Sebanyak 2 x 106 CFU C. albicans
dengan menggunakan ko-ligan agar reaksi
dalam
0,1
mL
larutan
NaCl
fisiologis
(diketahui dengan menggunakan standar Mc Farland) disuntikkan ke otot paha mencit jenis Swiss kemudian diinduksi selama 48 99m
jam (14). Selanjutnya sediaan
Tc-DTPA-
ketokonazol disuntikkan ke ekor mencit secara intra vena. Setelah dua jam, mencit dibunuh dan organ-organ pentingnya, yaitu otot yang terinfeksi (T), otot yang tidak terinfeksi (NT), darah, usus, hati, ginjal, limpa, jantung dan kandung kemih diambil. Masing-masing organ kemudian ditimbang dan dicacah menggunakan alat
Single
teknik penandaan secara tidak langsung
dapat terjadi. Ko-ligan yang digunakan yaitu dietilen
dihitung dan dibandingkan antara target yang terinfeksi dengan yang tidak terinfeksi.
pentaasetat
(DTPA).
Senyawa DTPA akan bertindak sebagai bifunctional agent / jembatan penghubung 99m
antara atom
Tc dengan ketokonazol.
Kompleks yang terjadi antara ketokonazol dengan DTPA dan Tc merupakan suatu kompleks khelat, dimana atom Tc akan terikat pada atom N dan beberapa atom O yang terdapat di dalam molekul DTPA. Perkiraan struktur molekul senyawa DTPA-ketokonazol yang
terbentuk
99m
Tc-
dapat
dilihat pada Gambar 1. Dalam penandaan suatu senyawa
Channel Analyzer dengan detektor NaI(Tl). Persentase penimbunan per gram organ
triamin
atau ligan dengan radionuklida
99m
Tc melalui
pembentukan kompleks, terdapat beberapa faktor yang harus diperhatikan antara lain jumlah reduktor, jumlah ligan dan waktu
3.
inkubasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN Secara kimia, ketokonazol memiliki
beberapa
atom
donor
elektron
yang
memungkinkan senyawa ini untuk ditandai dengan radionuklida kenyataannya,
99m
Tc, namun dalam
penandaan
Selain
itu,
kestabilan
suatu
kompleks sangat dipengaruhi oleh pH, sehingga penandaan harus dilakukan pada kondisi pH yang menyebabkan komplek yang terbentuk menjadi stabil.
sulit O N
O
N
Cl
O
O
N O
Cl O
N
Tc
N
N O N
O
O
O
O
O
O O
Gambar 1. Perkiraan struktur 99mTc-DTPA-ketokonazol.
16
Optimalisasi Penandaan 99mTc-DTPA-Ketokonazol Sebagai Radiofarmaka untuk Deteksi Infeksi Fungi (Maula)
Dalam
99m
penandaan
ISSN 1411 – 3481
Tc-DTPA-
biasanya terjadi rasa sakit pada lokasi
ketokonazol dan DTPA sebagai ko-ligan,
penyuntikan. Pada penelitian ini, diperoleh
dilakukan penentuan kondisi optimal dengan
kondisi optimal penandaan pada pH 3,5 (pH
membuat variasi pada beberapa parameter,
akhir 4,5) dengan kemurnian radiokimia
meliputi pH penandaan, jumlah ligan, ko-
sebesar 97,77±0,33%. Pada pH > 4,5
ligan dan reduktor serta waktu inkubasi.
kemurnian radiokimia menjadi turun < 95%
99m
Tc-DTPA-
dan pada pH akhir di atas 5,25, larutan
berdasarkan
menjadi keruh. Hal ini menandakan bahwa
kemurnian radiokimia dengan menggunakan
pada pH tinggi, terjadi pembentukan TcO2
2 sistem kromatografi kertas. Pertama,
yang
menggunakan fase diam Whatman 3MM
ketokonazol yang tidak larut. Keuntungan
dan
dua
lain yang didapat pada pH yang rendah,
menggunakan fase diam Whatman 31ET
Sn(II) yang terbentuk bersifat reduktor,
dan fase gerak asetonitril 50%. Sistem
sedangkan
Efisiensi
penandaan
ketokonazol
fase
pertama
ditentukan
gerak
dapat
asetonitril.
Ke
memisahkan
radiokimia dalam bentuk (
99m
pengotor -
TcO4) pada Rf 99m
lebih
banyak
pada
membentuk ion
dan
kondisi
Sn(OH)3-
senyawa
basa
Sn
yang tidak bersifat
reduktor (17), sehingga proses reduksi Tc
Tc-DTPA-
(VII) untuk mencapai bilangan oksidasi yang
ketokonazol berada pada Rf 0,0. Sistem ke
lebih rendah menjadi lebih sukar terbentuk
dua memisahkan pengotor radiokimia dalam
(Tc(IV)) (17). Hasil penandaan dengan pH
0,9-1,0
bentuk
(15),
99m
sedangkan
Tc tereduksi (
0,0 (15) dan
99m
99m
TcO2) pada Rf
bervariasi dapat dilihat pada Gambar 2.
Tc-DTPA-ketokonazol pada
Rf 0,9-1,0. Dengan cara ini, persentase efisiensi penandaan dan tingkat kemurnian 99m
Tc-DTPA-ketokonazol
yang
terbentuk
dapat dihitung menggunakan persamaan [1]. Efisiensi % penandaan 99mTc-DTPA-ketokonazol = 100-[99mTcO2+(99mTcO4)-] [1]
Salah
satu
faktor
yang
sangat
berperan dalam proses penandaan dengan radionuklida
99m
99m Gambar 2. Kemurnian radiokimia TcDTPA-ketokonazol pada variasi pH penandaan.
Tc adalah pH. Faktor pH
berperan penting dalam kestabilan senyawa
Faktor lain yang perlu diperhatikan
bertanda. Menurut Pharmaceutical Codex
pada saat penandaan ketokonazol dengan
(16), senyawa yang akan disuntikkan secara
radionuklida
intra vena sebaiknya memiliki pH yang
Sn (II) yang ditambahkan ke dalam larutan
dapat diterima oleh darah, yaitu antara 3-
ketokonazol. Jumlah SnCl2 harus optimal
10,5. Pada pH yang lebih tinggi dari 10,5
karena dapat mereduksi
kerusakan
terjadi,
yang terkandung di dalam eluat hasil dari
sedangkan pada pH lebih rendah dari 3,
generator. Selain itu, mengingat Tc(VII)
jaringan
sering
99m
Tc adalah jumlah reduktor
99m/99
Tc-perteknetat
17
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. 14, No 1, Februari 2013; 11 - 22
ISSN 1411 - 3481
dapat tereduksi menjadi beberapa tingkat
ligan
oksidasi
perbandingan
yang
berbeda,
maka
jumlah
dengan
ko-ligan mol
yang
berada
pada
optimal
untuk
reduktor (Sn(II)) yang digunakan harus
menghasilkan kemurnian radiokimia yang
terkendali dengan baik agar jumlah pengotor
tinggi. Pada penandaan ketokonazol dengan
99m
radionuklida
TcO2 maupun (
99m
-
TcO4) yang terkandung
99m
Tc dan ko-ligan DTPA,
di dalam larutan berjumlah minimal. Jika
semakin tinggi jumlah ketokonazol untuk
jumlah Sn (II) terlalu banyak, maka akan
jumlah
terbentuk
SnO(OH)2
yang
tidak
dapat
membentuk senyawa kompleks, tetapi jika
DTPA
menghasilkan
yang
tetap,
penurunan
akan
kemurnian
radiokimia.
jumlah Sn(II) yang ditambahkan ke dalam larutan kurang, maka jumlah (99mTcO4)- yang tidak bereaksi masih banyak. Pada Gambar 2 diketahui jumlah Sn(II) yang diperlukan untuk mendapatkan hasil penandaan yang optimal adalah sebesar 37,5 µg. Pada nilai yang lebih rendah, diperoleh hasil yang kurang optimal. Hal ini disebabkan Sn(II) belum
cukup
untuk
mereduksi
Tc(VII)
menjadi Tc(IV). Jumlah Sn(II) optimal yang diambil
Gambar 3. Kemurnian radiokimia 99mTc-DTPAketokonazol pada variasi jumlah reduktor SnCl2.
untuk percobaan selanjutnya sebanyak 37,5 µg, karena pada nilai yang lebih tinggi dari 50 µg, jumlah DTPA yang terkandung di dalam larutan stok Sn-DTPA terlalu besar dan menghasilkan pengotor yang
cukup
mengganggu
99m
besar
99m
Tc-DTPA
sehingga
dapat
Tc-DTPA-ketokonazol yang
terbentuk. Nilai kemurnian radiokimia
99m
Tc-
DTPA-ketokonazol yang terbentuk dengan variasi jumlah SnCl2 dapat dilihat pada Gambar 3. Parameter
penting
lainnya
Gambar 4. Optimalisasi jumlah ketokonazol pada penandaan 99mTc-DTPA-ketokonazol.
dalam Hasil kemurnian radiokimia optimal
penandaan adalah jumlah ligan pembentuk 99m
kompleks. Jumlah ligan yang tidak optimal
Tc-DTPA-ketokonazol
yang
diperoleh
akan menyebabkan jumlah pengotor naik
pada jumlah ketokonazol 2 mg sebesar
dan efisiensi penandaan turun. Seperti
97,43+0,03%. Dalam hal ini, apabila jumlah
terlihat pada Gambar 4, semakin besar
ketokonazol lebih kecil maka senyawa yang
jumlah ligan, kemurnian radiokimia menjadi
akan terbentuk adalah pengotor 99mTc-DTPA.
semakin kecil. Hal ini disebabkan ikatan
Dalam
penandaan
ketokonazol 18
Optimalisasi Penandaan 99mTc-DTPA-Ketokonazol Sebagai Radiofarmaka untuk Deteksi Infeksi Fungi (Maula)
ISSN 1411 – 3481
dengan radionuklida teknesium, digunakan
cukup singkat. Untuk selanjutnya waktu
ko-ligan
sebagai
yang digunakan adalah antara 5 -10 menit
jembatan penghubung antara ketokonazol
inkubasi pada temperatur kamar sebelum
dengan atom Tc. Jumlah DTPA yang
digunakan.
(bifunctional
digunakan
harus
agent)
optimal
agar
hasil 99m
penandaan yang didapat adalah
Tc-
DTPA-ketokonazol. Jika komposisi antara DTPA dan ketokonazol tidak sesuai, maka kompleks
99m
Tc-DTPA-ketokonazol
tidak
akan terbentuk secara sempurna. Kompleks yang terjadi akan terkotori dengan kompleks 99m
Tc-DTPA. Oleh karena itu dilakukan
optimalisasi perbandingan antara Sn yang sebelumnya
telah
diketahui
jumlah
optimalnya dengan jumlah DTPA yang digunakan.
Gambar 5. Pengaruh perbandingan DTPA ketokonazol terhadap kemurnian radiokimia 99m Tc-DTPA-ketokonazol.
Berdasarkan Gambar 5, diketahui perbandingan mol DTPA : ketokonazol optimal yang digunakan, adalah 1 : 1,125 dengan efisiensi penandaan sebesar 97,33 + 0,16%.
Dari hasil yang didapat pada
Gambar 5, diketahui bahwa secara umum, untuk dapat berikatan dengan 1 atom Tc, diperlukan
1
molekul
DTPA
sebagai
jembatan penghubung antara Tc dengan ketokonazol. Pengaruh waktu inkubasi (5 s/d 30 menit) pada temperatur ruangan terhadap efisiensi
99m
penandaan
Tc-DTPA-
Gambar 6. Pengaruh waktu inkubasi optimal 99m Tc-DTPA-ketokonazol. pada penandaan
ketokonazol diperlihatkan pada Gambar 6. Dari
hasil
percobaan
terlihat
waktu
inkubasi
pertambahan mengakibatkan signifikan,
yaitu
perbedaan masih
bahwa tidak
hasil
yang
berada
pada
kemurnian radiokimia 97,37±0,79%. Hasil ini memudahkan pada saat penandaan di rumah sakit karena penanganan yang relatif mudah, hanya cukup ditambahkan dengan Na
99m
TcO4 dan dengan waktu inkubasi yang
Untuk menegaskan bahwa kompleks yang
terbentuk
adalah
99m
Tc-DTPA-
ketokonazol, maka dilakukan penentuan muatan listrik dari 99m
Tc-DTPA
percobaan
99m
dan
(
Tc-DTPA-ketokonazol,
99m
yang
TcO4)-.
Dari
hasil
diperlihatkan
pada
Gambar 7, didapatkan bahwa puncak yang terdeteksi berbeda antara ketiga senyawa tersebut. paling
Senyawa jauh
Na99mTcO4
menuju
anoda,
bergerak hal
ini 19
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. 14, No 1, Februari 2013; 11 - 22
ISSN 1411 - 3481
menunjukkan bahwa muatan (99mTcO4)- hasil
(T/NT) sebesar 3,16±0,04 (n=5) setelah 2
ionisasi lebih negatif dibandingkan dengan
jam injeksi. Hasil pencitraan diharapkan
kedua senyawa lain. Senyawa juga
bermuatan
bergerak sejauh Na
negatif, 99m
99m
Tc-DTPA
namun
tidak
TcO4.
dapat membedakan antara organ terinfeksi C.albicans
dengan
organ
yang
normal
seperti ditunjukkan pada Gambar 8.
99m Gambar 7. Elektroforegram Tc-DTPA99m 99m Tc-DTPA. ketokonazol, Na TcO4,
Gambar 8. Distribusi 99mTc-DTPA-ketokonazol setelah 2 jam penyuntikan pada otot hewan yang diinfeksi.
Hasil ini sesuai dengan Saha, 2003 (14)
yang
kompleks dari pada
99m
99m
menyatakan
bahwa
pada
Tc yang berikatan dengan DTPA
larutan
pH
netral
adalah
+4,
sedangkan DTPA sendiri memiliki 5 asam karboksilat yang bila digabungkan akan membentuk senyawa dengan muatan -1, sedangkan ketokonazol
4.
Tc-DTPA, bilangan oksidasi
99m
senyawa tidak
bergerak
Tc-DTPA-
dari
titik
penotolan, dan ini menandakan bahwa senyawa yang terbentuk tidak bermuatan. Pada penelitian ini dilakukan juga uji coba uptake in-vivo pada hewan percobaan
KESIMPULAN Penandaan
99m
Tc-DTPA-ketokonazol
telah berhasil dilakukan dengan kemurnian radiokimia sebesar 97,77 % ± 0,33 % pada jumlah ketokonazol sebanyak 2 mg; DTPA 1,125 mg; reduktor SnCl2.2H2O 3,75 µg; pH 4,5 dan waktu inkubasi 5 menit. Uji uptake in-vivo
99m
Tc-DTPA-ketokonazol
pada
mencit yang diinfeksi dengan C. albicans, menunjukkan rasio uptake pada organ terinfeksi
terhadap
organ
yang
tidak
terinfeksi (T/NT) sebesar 3,16±0,04 (n=5) setelah 2 jam injeksi.
mencit yang diinduksi C. albicans untuk mengetahui
akumulasi
DTPA-ketokonazol
senyawa
pada
organ
99m
Tc-
yang
terinfeksi C. albicans (T) dengan organ yang tidak terinfeksi (NT). Hasil pengamatan menunjukkan perbedaan uptake yang cukup besar antara organ yang terinfeksi dengan organ yang tidak terinfeksi dengan rasio
5.
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis
mengucapkan
terimakasih
kepada Kemenristek atas biaya yang telah diberikan sehingga penelitian ini dapat terlaksana dengan baik. Terima kasih juga disampaikan kepada Sdr. Iswahyudi dan rekan-rekan
di
kelompok
SSB
dan 20
Optimalisasi Penandaan 99mTc-DTPA-Ketokonazol Sebagai Radiofarmaka untuk Deteksi Infeksi Fungi (Maula)
ISSN 1411 – 3481
Biodinamika Bidang SBR PTNBR-BATAN
peptides with 99mTc. II. Technique of
yang telah memberikan bantuan dalam
preparations of kits for protein labeling
pelaksanaan penelitian ini.
by 99mTc and its effect on stability and radiochemical purity. Nucl Med Rev 2000;3: 69-72.
6.
DAFTAR PUSTAKA
1.
Arendrup MC. Epidemiology of invasive
2.
pathogenic to humans: molecular basis
2010;16(5): 445–52.
of virulence of Candida albicans,
Gompelmann D, Heussel CP,
Cryptococcus neoformans and
Schuhmann M, Herth FJ. The role of
Aspergillus fumigatus. Acta Biochim Pol
diagnostic imaging in the management
2009;56: 211-24.
2011;54 Suppl 1: 27–31.
units: a multicenter, matched-cohort
Groll AH, McNeil Grist L. Current
study. J Crit Care 2002;17(3): 168–75.
infections: report from the 15
th
9.
Siaens RH, Rennen HJ, Boerman OC, Dierckx R, Slegers G. Synthesis and comparison of 99mTc-enrofloxacin and
International Symposium on Infections
99m
in the Immunocompromised. Host:
45: 2088–94.
Thessaloniki, Greece, 22– 25 June
Tc-ciprofloxacin. J Nucl Med 2004;
10. Das SS, Hall AV, Wareham DW, Britton
2008. Int J Antimicrob Agents 2009;
KE. Infection imaging with
33(2):101- 4.
radiopharmaceuticals in the 21st
Grossi PA. Aspects of invasive
century. Brazilian Archives of Biology
candidiasis in solid organ transplant
and Technology, an international
recipients. Drugs 2009; 69 Suppl 1:15–
Journal 2002 Sept;45 Special..
20.
11. Vinjamuri S, Hall AV. Comparison of
Kartini, NO, Kustiwa, Isabela E.
99m
Pengembangan senyawa bertanda
radiolabelled white-cell imaging in the
99m
evaluation of bacterial infection. Lancet
Tc-etambutol untuk deteksi
tuberkulosis: 1. Penandaan etambutol dengan radionuklida teknesium-99m.
6.
Leleu G, Aegerter P, Guidet B. Systemic candidiasis in intensive care
management of invasive fungal
5.
8.
an interactive workshop. Mycoses
challenges in the diagnosis and
4.
Kuleta JK, Kozik MR, Kozik A. Fungi
candidiasis. Curr Opin Crit Care
of invasive fungal diseases: report from
3.
7.
Tc infecton imaging with
1996;347: 233. 12. Lupetti A, Welling MM, Mazzi U,
Prosiding Seminar Nasional Sains dan
Nibbering PH, Pauwels EKJ.
Teknik Nuklir; 14-15 Juni 2005;
Technetium-99m labelled fluconazole
Bandung; Bandung: Puslitbang Teknik
and antimicrobial peptides for imaging
Nuklir, Batan; 2005.
of Candida albicans and Aspergiluus
Komarek P, Kleisner I, Komarkova I, et
fumigatus infections. European Journal
al. The use of redox polymers in
of Nuclear Medicine 2002 May;29(5).
labelling procedures of proteins and
13. Hall GS. Interactions of yeasts, moulds
21
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. 14, No 1, Februari 2013; 11 - 22
and antifungal agents; how to detect resistance. Springer; Humana Press; 2011 14. Saha GB. Fundamentals of nuclear pharmacy. 5th ed. Springer. p. 98-102. 15. IAEA. Technetium-99m
ISSN 1411 - 3481
Agency; 2008. 16. Lund W. The pharmaceutical codex, principles and practice of pharmaceutics.12th ed. London: The Pharmaceutical Press; 1994. 17. Zolle I. Technetium-99m
radiopharmaceuticals: manufacture of
pharmaceuticals: preparation and
kits. Technical reports series no.466.
quality control in nuclear medicine.
Vienna: International Atomic Energy
Berlin Heidelberg: Springer; 2007.
22