ES2367190A1 - Multifunctional nanostructures as spect/mri bimodal diagnosis agents - Google Patents

Multifunctional nanostructures as spect/mri bimodal diagnosis agents Download PDF

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Abstract

The invention relates to multifunctional nanostructures consisting of superparamagnetic magnetoferritin which can also comprise chains of a biocompatible polymer covalently bound to the surface thereof. The invention also relates to a method for obtaining said nanostructures, as well as to the use thereof as a drug, preferably for the diagnosis of cancer or as a contrast agent.

Description

Nanoestructuras multifuncionales como agentes de diagnosis bimodal MRI-SPECT.Multifunctional nanostructures as agents of MRI-SPECT bimodal diagnosis.

La presente invención se refiere a una nanoestructura multifuncional, concretamente a una magnetoferritina superparamagnética, además de su aplicación como agente de contraste en MRI o SPECT. Por tanto, la invención se podría encuadrar dentro del campo de la biomedicina.The present invention relates to a multifunctional nanostructure, specifically a magnetoferritin superparamagnetic, in addition to its application as a contrast agent in MRI or SPECT. Therefore, the invention could be framed within from the field of biomedicine.

Estado de la técnicaState of the art

La integración de la Nanotecnología en la Biotecnología ha hecho florecer una nueva disciplina: la Nanomedicina. En este campo, se diseñan y preparan nanopartículas metálicas para obtener bioimágenes mediante el uso simultáneo de varias técnicas, distribución efectiva de fármacos o técnicas de terapias tan prometedoras como la hipertermia originada localmente por nanopartículas magnéticas. Es un área de tremendo potencial sujeta al desarrollo de nuevas nanoestructuras para su avance.The integration of Nanotechnology in the Biotechnology has made a new discipline flourish: the Nanomedicine In this field, nanoparticles are designed and prepared Metallic to obtain bio-images through the simultaneous use of various techniques, effective distribution of drugs or techniques of as promising therapies as locally originated hyperthermia by magnetic nanoparticles. It is an area of tremendous potential subject to the development of new nanostructures for its advancement.

Las nanopartículas magnéticas han atraído la atención principalmente por su uso potencial como agentes de contraste en Imagen por Resonancia Magnética (MRI). Esta técnica se basa en la resonancia magnética de los protones de tejidos del cuerpo (agua, membranas, lípidos, proteínas, etc) y es actualmente el método más potente de diagnosis.Magnetic nanoparticles have attracted the attention primarily for its potential use as agents of Magnetic Resonance Imaging (MRI) contrast. This technique is based on the magnetic resonance of the tissue protons of the body (water, membranes, lipids, proteins, etc.) and is currently The most powerful method of diagnosis.

El contraste en MRI puede mejorarse con sustancias paramagnéticas. La capacidad de un compuesto para incrementar la velocidad de relajación de los espines de protón de las moléculas de agua del entorno se llama relajación y se define como R1\sim1/T1 o R2\sim1/T2. Las nanopartículas superparamagnéticas son candidatas para actuar como agentes de contraste en MRI. Al igual que las sustancias paramagnéticas, pierden su magnetización cuando se elimina el campo magnético externo, pero a diferencia de éstas, su magnetización es sensiblemente mayor. Por lo tanto, la relajación que producen es mucho más alta que las de los clásicos complejos paramagnéticos de Gd(III). El efecto de las nanopartículas superparamagnéticas se puede describir en base a la heterogeneidad del intenso campo magnético que afecta a los protones del alrededor, induciendo un desfase del momento magnético y dando lugar a un acortamiento del tiempo de relajación T2. De este modo, las nanopartículas superparamagnéticas son unos buenos candidatos para el desarrollo de nuevos y elegantes agentes de contraste, permitiendo una detección temprana de patologías severas y de gran impacto social.The contrast in MRI can be improved with paramagnetic substances The ability of a compound to increase the speed of relaxation of the proton spins of the surrounding water molecules is called relaxation and defined like R1 \ sim1 / T1 or R2 \ sim1 / T2. Nanoparticles superparamagnetic are candidates to act as agents of MRI contrast. Like paramagnetic substances, they lose their magnetization when the magnetic field is removed external, but unlike these, its magnetization is noticeably older Therefore, the relaxation they produce is much higher than those of the classic paramagnetic complexes of Gd (III). The effect of superparamagnetic nanoparticles can be described based on the heterogeneity of the intense field magnetic that affects the protons around, inducing a lag of the magnetic moment and leading to a shortening of the relaxation time T2. In this way, the nanoparticles superparamagnetic are good candidates for the development of new and elegant contrast agents, allowing detection early severe pathologies and great social impact.

Un enfoque dentro de la Nanomedicina es el uso de nanopartículas que puedan combinar simultáneamente diferentes técnicas de bioimagen. Cada modalidad de bioimagen tiene sus propios méritos pero también ciertas desventajas y por lo tanto los métodos de imagen multimodales presentan mayor capacidad para obtener una imagen integral y más detallada.One approach within Nanomedicine is the use of nanoparticles that can simultaneously combine different bioimaging techniques Each bioimaging modality has its own merits but also certain disadvantages and therefore the methods Multimodal imaging have greater capacity to obtain a comprehensive and more detailed image.

MRI, probablemente la técnica de imagen más potente en la actualidad, tiene una alta resolución espacial pero sin embargo no presenta gran sensibilidad (10^{-5} M, con la tecnología actual) y requiere acumular concentraciones significativas del agente de contraste, lo que incrementa el riesgo de toxicidad. Sin embargo, OI tiene una extraordinaria sensibilidad (10^{-12} M) pero por el contrario presenta problemas de resolución espacial y baja penetración en tejidos. En definitiva, el reto es combinar los puntos fuertes de cada técnica de imagen en un único agente de contraste, que permita la obtención de imágenes paralelas mediante varias técnicas. Aunque al día de hoy no existen todavía agentes de contraste multimodales para uso clínico de rutina, han sido publicados un buen número de ellos, especialmente bimodales MRI-OI.MRI, probably the most imaging technique powerful today, it has a high spatial resolution but however, it does not show great sensitivity (10-5 M, with the current technology) and requires accumulating concentrations significant contrast agent, which increases the risk of toxicity However, OI has an extraordinary sensitivity (10 - 12 M) but on the contrary it presents problems of spatial resolution and low tissue penetration. In short, the challenge is to combine the strengths of each imaging technique in a only contrast agent, which allows imaging Parallel by several techniques. Although today there are no still multimodal contrast agents for clinical use of routine, a good number of them have been published, especially MRI-OI bimodal.

Un punto clave para la aplicación biomédica in vivo de las nanopartículas metálicas es que no pueden ser tóxicas y deben permanecer en el torrente sanguíneo el tiempo suficiente para alcanzar un blanco biológico. El sistema inmunológico a través de los componentes opsoninas, macrófagos y anticuerpos (MPS, sistema fagocítico mononuclear) reconoce y elimina las partículas del torrente sanguíneo, con su simultánea concentración en órganos con alta actividad fagocítica (principalmente el hígado). Por lo tanto, una estrategia sensata es el uso de nanopartículas que sean capaces de evadir el ataque por parte del MPS y no sean fagocitadas por los macrófagos, aumentando consecuentemente el tiempo de vida media en plasma y permitiendo alcanzar un órgano o tejido específico.A key point for the in vivo biomedical application of metal nanoparticles is that they cannot be toxic and must remain in the bloodstream long enough to reach a biological target. The immune system through the opsonin, macrophage and antibody components (MPS, mononuclear phagocytic system) recognizes and removes particles from the bloodstream, with their simultaneous concentration in organs with high phagocytic activity (mainly the liver). Therefore, a sensible strategy is the use of nanoparticles that are able to evade the attack by the MPS and are not phagocytosed by macrophages, consequently increasing the half-life in plasma and allowing to reach a specific organ or tissue.

Un agente bimodal ideal para su aplicación clínica debería poseer una alta y específica acumulación en las células adecuadas, lo que tendría como consecuencia la posibilidad de diagnosticar de forma cada vez más precoz una enfermedad aún tratable, además de tener tiempos de vida media en plasma suficientemente altos y poder alcanzar un blanco biológico específico. En este sentido, el uso de nanopartículas metálicas frente a compuestos metálicos clásicos (sales o compuestos de coordinación) tiene la ventaja de poder acumular más fácilmente una mayor cantidad de material metálico activo en un tejido determinado. Esto hace que en definitiva, se optimice el uso del fármaco y que pueda ser disminuida la dosis metálica necesaria, con la consiguiente disminución en el riesgo de
toxicidad.
An ideal bimodal agent for clinical application should have a high and specific accumulation in the appropriate cells, which would result in the possibility of diagnosing an even treatable disease increasingly early, in addition to having enough half-life in plasma sufficiently high and be able to reach a specific biological target. In this sense, the use of metal nanoparticles against classical metal compounds (salts or coordination compounds) has the advantage of being able to more easily accumulate a greater amount of active metal material in a given tissue. This means that, in short, the use of the drug is optimized and the necessary metal dose can be reduced, with the consequent decrease in the risk of
toxicity.

Numerosos métodos físicos y químicos han sido utilizados para preparar nanopartículas magnéticas. Puesto que las propiedades magnéticas son muy dependientes del tamaño, es crucial que el método a desarrollar permita la obtención de nanopartículas con tamaños uniformes. Una posible ruta para obtener nanopartículas metálicas sin agregación y con tamaño controlado es el uso de una plataforma molecular preorganizada, con una cavidad que pueda actuar como nanoreactor para el control químico y espacial en la formación de las nanopartículas. Un ejemplo típico de este tipo de moléculas es la proteína ferritina. La apoferritina consiste en una proteína esférica formada por 24 subunidades rodeando una cavidad acuosa con un diámetro de aproximadamente 8 nm.Numerous physical and chemical methods have been Used to prepare magnetic nanoparticles. Since the Magnetic properties are very size dependent, it is crucial that the method to be developed allows obtaining nanoparticles With uniform sizes. A possible route to obtain nanoparticles metallic without aggregation and controlled size is the use of a preorganized molecular platform, with a cavity that can act as a nanoreactor for chemical and spatial control in training of the nanoparticles. A typical example of this type of molecules It is the ferritin protein. Apoferritin consists of a protein spherical formed by 24 subunits surrounding an aqueous cavity with a diameter of approximately 8 nm.

La organización de las multisubunidades para formar la apoferritina genera la presencia de canales. Ocho canales hidrofílicos de aproximadamente 4 \ring{A} permiten la entrada de iones metálicos y moléculas suficientemente pequeñas al interior de la cavidad de la proteína. Esto ha permitido la introducción de magnetita en el interior de la apoferritina produciendo magnetoferritina, la cual ha sido usada como método de diagnostico monomodal (MRI) (Journal of Magnetic Resonance Imaging. 4(3):497-505, 1994 May-Jun.).The organization of multisubunities for forming the apoferritin generates the presence of channels. Eight channels hydrophilic of approximately 4 Å allow the entry of metal ions and molecules small enough inside of The protein cavity. This has allowed the introduction of magnetite inside the apoferritin producing magnetoferritin, which has been used as a diagnostic method monomodal (MRI) (Journal of Magnetic Resonance Imaging. 4 (3): 497-505, 1994 May-Jun.).

Por otro lado, el uso de ^{99m}TcO_{4}^{-} para diagnosis mediante gammagrafía SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography) está ampliamente generalizado en Medicina Nuclear. El ^{99m}TcO_{4}^{-} tiene un periodo de vida media corto (6 h) y emite radiación gamma de 141 keV. Estos valores reducen su toxicidad y lo hacen un radionúclido idóneo para agente de contraste mediante SPECT. De hecho, en el mercado hay un buen número de fármacos de este radionúclido (Ceretec®, Tc-MAG®, Cardiolite®, etc), la mayoría de los cuales está en forma de complejo de Tc de diferentes estados de oxidación y que son obtenidos in situ mediante reacción con diferentes ligandos (Chem. Rev. 1999, 99, 2205; Chem. Rev. 1999, 99, 2235). La mayoría de los compuestos de Tc, son compuestos de coordinación o sales siendo algunos nombres comerciales conocidos: cardiolite ® (para corazón), Tc-MAG ® (para riñón), etc. La US 20090035201 describe un ejemplo de un complejo ^{99m}TcO_{4}^{-}-Fe_{2}O_{3}, pero no trata el tema de la inclusión de este tipo de complejos en la cavidad de la magnetoferritina, y aun menos el uso del producto final como agente de contraste bimodal.On the other hand, the use of 99m TcO4 - for diagnosis by SPECT scintigraphy (Single Photon Emission Computer Tomography) is widely used in Nuclear Medicine. The 99m TcO4 - has a short half-life (6 h) and emits gamma radiation of 141 keV. These values reduce its toxicity and make it an ideal radionuclide for contrast agent using SPECT. In fact, in the market there are a good number of drugs of this radionuclide (Ceretec®, Tc-MAG®, Cardiolite®, etc.), most of which are in the form of a complex of Tc of different oxidation states and which are obtained in situ by reaction with different ligands (Chem. Rev. 1999, 99, 2205; Chem. Rev. 1999, 99, 2235). The majority of Tc compounds are coordination compounds or salts, with some known trade names: cardiolite ® (for heart), Tc-MAG ® (for kidney), etc. US 20090035201 describes an example of a 99m TcO4 {-} - Fe2O3 complex, but does not address the issue of the inclusion of such complexes in the magnetoferritin cavity , and even less the use of the final product as a bimodal contrast agent.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

En vista del estado de la técnica un objetivo de la presente invención es proporcionar un agente de contrate bimodal, MRI-SPECT, basado en una magnetoferritina superparamagnética, caracterizada porque el núcleo de magnetita ocluye ^{99m}Tc, a partir de ahora magnetoferritina de la invención.In view of the state of the art an objective of The present invention is to provide a bimodal contracting agent, MRI-SPECT, based on a magnetoferritin superparamagnetic, characterized in that the magnetite core occludes 99m Tc, from now on magnetoferritin of the invention.

El nanopartícula superparamagnética de la invención, es decir la magnetoferritina superparamagnética, está constituido por una nanopartícula de magnetita encapsulada en la ferritina que presenta propiedades para comportarse como agente de contraste en MRI.The superparamagnetic nanoparticle of the invention, that is superparamagnetic magnetoferritin, is consisting of a magnetite nanoparticle encapsulated in the ferritin that has properties to behave as an agent of MRI contrast.

La magnetoferritina de la invención es biocompatible y presenta una biodistribución en distintos órganos, mejorando significativamente las propiedades de otros agentes de contraste como son la magnetita sola. Esta puede ser usada como agente de contraste bimodal en MRI (i), y gammagrafía-SPECT (iv) y muestra tiempos de vida medio en sangre, especialmente cuando tiene introducidas cadenas de polímero biocompatible como el polietilenglicol (PEG), suficientemente extensos para distribuirse por el sistema circulatorio sin ser fagocitados en un tiempo menor de 3 h.The magnetoferritin of the invention is biocompatible and presents a biodistribution in different organs, significantly improving the properties of other agents of contrast as are magnetite alone. This can be used as bimodal contrast agent in MRI (i), and SPECT scan (iv) and shows life times medium in blood, especially when you have introduced chains of biocompatible polymer such as polyethylene glycol (PEG), extensive enough to be distributed throughout the system circulatory without being phagocytosed in a time less than 3 h.

Otras ventajas de la magnetoferritina de la presente invención es que la preparación de estas nanopartículas ^{99m}TcO_{4}^{-} se lleva a cabo a temperatura ambiente en un tiempo óptimo para su inyección en el cuerpo. Además no requiere reducción del Tc(VII) y su incorporación a la nanopartícula es prácticamente total, lo que permite una acumulación óptima del radionúclido. El hecho de que el pertecnectato vaya ocluido en la red del mineral de Fe, hace que pueda controlarse la cantidad de ^{99m}TcO_{4}^{-} por partícula y por lo tanto, puedan prepararse fármacos de diferentes dosis de radionúclido, en función de las necesidades.Other advantages of magnetoferritin from the present invention is that the preparation of these nanoparticles 99m TcO4 - is carried out at room temperature in a Optimum time for injection into the body. It also does not require reduction of Tc (VII) and its incorporation into the nanoparticle It is practically total, which allows an optimal accumulation of radionuclide The fact that the pertecnectate is occluded in the Fe ore network, makes it possible to control the amount of 99m TcO4 - per particle and therefore, can Prepare drugs of different doses of radionuclide, depending on of the needs.

Las especies de Tc preferidas para su inclusión en la magnetoferritina de la invención es ^{99m}TcO_{4}^{-}. La concentración de ^{99m}Tc se puede ajustar en función de la necesidad, por ejemplo diagnosis o terapia pero preferiblemente está comprendida entre 10^{-9}-10^{-5} M.Preferred Tc species for inclusion in the magnetoferritin of the invention it is 99m TcO4 -. The concentration of 99m Tc can be adjusted depending on the need, for example diagnosis or therapy but preferably between 10 - 9 - 10 - 5 M.

Los presentes inventores han logrado obtener partículas de magnetita de alto contenido en Fe en la cavidad de ferritina. El contenido en Fe puede ser modulado hasta 3800 átomos de Fe por unidad de ferritina. Preferiblemente se modula la cantidad de Fe de 3000 a 3800 átomos de Fe por unidad de ferritina, lo cual permite mejora sus propiedades como agente de contraste en MRI.The present inventors have managed to obtain Magnetite particles of high Fe content in the cavity of ferritin. The Fe content can be modulated up to 3800 atoms of Faith per unit of ferritin. Preferably the amount is modulated of Fe from 3000 to 3800 atoms of Fe per unit of ferritin, which allows to improve its properties as a contrast agent in MRI.

Durante la preparación de la nanopartícula de magnetita (i), el Tc queda ocluido dentro de la magnetita, lo que es un ventaja frente a los complejos de coordinación de Tc puesto que la concentración de Tc por partícula es mucho mayor (hasta 20 veces mayor) y permite acumular una mayor densidad de átomos de Tc. Esta mayor acumulación redunda en un incremento de la radiación gamma y en una mayor resolución. Asimismo, la acumulación optimiza la concentración del radiomarcador, lo que permite el uso de menores dosis.During the preparation of the nanoparticle of magnetite (i), the Tc is occluded within the magnetite, which is an advantage over the coordination complexes of Tc since the concentration of Tc per particle is much higher (up to 20 times higher) and allows to accumulate a higher density of Tc atoms. This greater accumulation results in an increase in gamma radiation and in a higher resolution. Also, the accumulation optimizes the concentration of the radiolabel, which allows the use of minors dose.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención la magnetoferritina superparamagnética tiene cadenas de un polímero biocompatible covalentemente unidas a la superficie de la magnetoferritina. La presencia de este polímero mejora las propiedades de la magnetoferritina de la invención para ser usada como agente de contraste puesto que aumenta su estabilidad general obteniendo tiempos medios de vida en sangre adecuados para su uso. El polímero biocompatible preferido es polietilénglicol (PEG), entre otras razones por su disponibilidad industrial, su facilidad de incorporación a la superficie de la magnetoferritina y su alta biocompatibilidad. El proceso de unir covalentemente el polímero de PEG a otras moléculas, normalmente fármacos o proteínas terapéuticas es conocido como PEGylación (Kohler, N.; Fryxell, G. E.; Zhang, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7206. Paul, K. G.; Frigo, T. B.; Groman, J. Y.; Groman, E. V. Bioconjugate Chem. 2004, 15, 394.). En nuestro caso, el PEG va unido covalentemente a la magnetoferritina. Este proceso se puede llevar a cabo de forma sencilla, incubando un derivado del PEG reactivo con las nanopartículas. La unión covalente de PEG las enmascara del sistema inmune, aumenta la talla hidrodinámica (talla en solución) lo que aumenta el tiempo de vida media en sangre y reduce su eliminación por el sistema inmune. Este proceso además aumenta la solubilidad en agua de dichas nanopartículas y le confiere de forma general una estabilidad adicional. Se puede además controlar el número de moléculas de PEG que se unen a la superficie de la nanopartícula superparamagnética. Los derivados del PEG de tipo succinimidil éster permiten la formación de un enlace covalente de tipo amida por reacción con los grupos amino en la superficie externa de las nanopartículas superparamagnéticas. En resumen, para conseguir la unión de las cadenas de PEG y la magnetoferritina, el PEG debe de estar derivatizado con grupos funcionales capaces de unirse por sí solos o con la ayuda de un reactivo a la superficie de la magnetoferritina. El PEG se une preferiblemente mediante enlaces amida, siendo por lo tanto los derivados de PEG preferidos, como ya se ha comentado antes, los que contienen el grupo funcional succinimidil éster, que permite una funcionalización directa de las magnetoferritina, ya que este grupo éster activado reacciona con los grupos aminos que rodean las nanopartículas, formando el enlace covalente tipo amida. Uno de los PEG preferidos es PEG1163 MeO-PEG-COO-Su \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico succinimidil éster poli(etilenglicol) PEG-WM 2,000 Dalton. Los PEG funcionalizados como éster succinimidil son comerciales y su acoplamiento covalente a la partícula superparamagnético se puede llevar a cabo después de la introducción del ^{99m}Tc.According to a preferred embodiment of the present invention the superparamagnetic magnetoferritin has chains of a biocompatible polymer covalently bound to the surface of the magnetoferritin. The presence of this polymer improves the properties of the magnetoferritin of the invention to be used as a contrast agent since it increases its stability general obtaining adequate average life times in blood for its use. The preferred biocompatible polymer is polyethylene glycol. (PEG), among other reasons for its industrial availability, its ease of incorporation to the surface of magnetoferritin and Its high biocompatibility. The process of covalently joining the PEG polymer to other molecules, usually drugs or proteins Therapeutics is known as PEGylación (Kohler, N .; Fryxell, G. AND.; Zhang, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7206. Paul, K. G .; Fridge, T. B .; Groman, J. Y .; Groman, E. V. Bioconjugate Chem. 2004, 15, 394.). In our case, the PEG is covalently linked to the magnetoferritin This process can be carried out in a way simple, incubating a derivative of the reactive PEG with the nanoparticles. The covalent union of PEG masks them from the system immune, hydrodynamic size increases (size in solution) which increases the half-life in blood and reduces its elimination by the immune system. This process also increases the solubility in water of said nanoparticles and generally confers a additional stability You can also control the number of PEG molecules that bind to the surface of the nanoparticle superparamagnetic PEG derivatives of succinimidyl ester type allow the formation of an amide type covalent bond by reaction with the amino groups on the outer surface of the superparamagnetic nanoparticles. In short, to get the union of PEG chains and magnetoferritin, PEG must be derivatized with functional groups capable of joining together alone or with the help of a reagent to the surface of the magnetoferritin The PEG is preferably linked by links amide, therefore being the preferred PEG derivatives, as already it has been commented before, those that contain the functional group succinimidyl ester, which allows a direct functionalization of the magnetoferritin, since this activated ester group reacts with the amino groups surrounding the nanoparticles, forming the bond covalent amide type. One of the preferred PEGs is PEG1163 MeO-PEG-COO-Su α-Methoxy-β-acid carboxylic succinimidyl ester poly (ethylene glycol) PEG-WM 2,000 Dalton. PEGs functionalized as succinimidyl esters are commercial and their covalent coupling to the superparamagnetic particle can be carried out after the introduction of 99m Tc.

El número de cadenas de PEG introducidas se pueden controlar dependiendo de la estequiometría y del PEG empleados. Por ejemplo, cuando se utilizan derivados de éster activados, dada la alta reactivad de dichos ésteres y de las aminas de la nanopartícula superparamagnética, la reacción es completa, de tal forma que el número de PEG enlazados covalentemente a la superficie de la nanopartícula coincide con el número de moléculas del derivado de PEG/nanopartículas que se utiliza en la reacción. Además el número de cadenas introducidas se comprobó a través del uso de un patrón electroforético, analizando las diferentes magnetoferritinas derivatizadas con PEG y viendo su correspondencia con un aumento escalonado y gradual del peso molecular y por ende de una mayor retención. El PEG puede ser mono- o bifuncionalizado con ésteres activados y se pueden unir PEG con diferente densidad y cristalinidad. La estabilidad de la magnetoferritina de la invención se ve aumentada por la introducción del biopolímero, y en especial cuando este es PEG, pero este mayor aumento de la estabilidad no es proporcional al número de cadenas introducidas. Por lo tanto, aunque se puede introducir entre 1 y 72 cadenas, se pueden dejar grupos amino libre por si se desea realizar subsiguientes derivarizaciones o simplemente para reducir los coste de fabricación. Preferiblemente se incorporan de media entre 3 y 10 cadenas de PEG por magnetoferritina y más preferiblemente entre 4 y 6.The number of PEG chains introduced is can control depending on stoichiometry and PEG employees. For example, when ester derivatives are used activated, given the high reactivity of said esters and amines of the superparamagnetic nanoparticle, the reaction is complete, of such that the number of PEG covalently linked to the surface of the nanoparticle matches the number of molecules of the PEG / nanoparticle derivative that is used in the reaction. In addition the number of chains introduced was checked through the use of an electrophoretic pattern, analyzing the different PEG derivatized magnetoferritins and seeing their correspondence with a gradual and gradual increase in molecular weight and therefore increased retention The PEG can be mono- or bifunctionalized with activated and PEG esters with different density and crystallinity The magnetoferritin stability of the invention It is enhanced by the introduction of the biopolymer, and especially when this is PEG, but this greater increase in stability is not proportional to the number of chains introduced. Therefore though You can enter between 1 and 72 strings, you can leave groups free amino in case you want to make subsequent derivations or simply to reduce manufacturing costs. Preferably on average between 3 and 10 PEG chains are incorporated per magnetoferritin and more preferably between 4 and 6.

A continuación se detallan algunos de los derivados de PEG útiles para la presente invención:Below are some of the PEG derivatives useful for the present invention:

i) MeO-PEG-COOH: PEG1156 MeO-PEG(11)-COOH \alpha-Metoxi-\omega-ácido propanoico unde(etilenglicol) PEG-WM 588,7 g/mol, PEG1161 MeO-PEG-COOH \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico poli(etilenglicol) PEG-WM 750 D, PEG1158 MeO-PEG-COOH \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico poli(etilen glicol) PEG-WM 2,000 D, PEG1160 MeO-PEG-COOH \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico poli(etilenglicol) PEG-WM 5,000 D, PEG1157 MeO-PEG-COOH \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico poli(etilenglicol) PEG-WM 10,000 D, PEG1159 MeO-PEG-COOH \alpha-Metoxi-\omega-carboxílico ácido poli(etilenglicol) PEG-WM 20,000 D, PEG1166 MeO-PEG-COO-Su \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico succinimidil éster poli(etilenglicol) PEG-WM 750 D, PEG1163 MeO-PEG-COO-Su \alpha-Metoxi-\omega-carboxílico ácido succinimidil éster poli(etilenglicol) PEG-WM 2,000 D, PEG1165 MeO-PEG-COO-Su \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico succinimidil éster poli(etilenglicol) PEG-WM 5,000 D, PEG1162 MeO-PEG-COO-Su \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico succinimidil éster poli(etilenglicol) PEG-WM 10,000 D, PEG1164 MeO-PEG-COO-Su \alpha-Metoxi-\omega-ácido carboxílico succinimidil éster poli(etilenglicol) PEG-WM 20,000 D,i) MeO-PEG-COOH: PEG1156 MeO-PEG (11) -COOH α-Methoxy-β-acid Propanoic unde (ethylene glycol) PEG-WM 588.7 g / mol, PEG1161 MeO-PEG-COOH α-Methoxy-β-acid polycarboxylic poly (ethylene glycol) PEG-WM 750 D, PEG1158 MeO-PEG-COOH α-Methoxy-β-acid poly (ethylene glycol) carboxylic PEG-WM 2,000 D, PEG1160 MeO-PEG-COOH α-Methoxy-β-acid polycarboxylic poly (ethylene glycol) PEG-WM 5,000 D, PEG1157 MeO-PEG-COOH α-Methoxy-β-acid polycarboxylic poly (ethylene glycol) PEG-WM 10,000 D, PEG1159 MeO-PEG-COOH α-Methoxy-? -carboxylic poly (ethylene glycol) PEG-WM 20,000 D acid, PEG1166 MeO-PEG-COO-Su α-Methoxy-β-acid carboxylic succinimidyl ester poly (ethylene glycol) PEG-WM 750 D, PEG1163 MeO-PEG-COO-Su α-Methoxy-? -carboxylic  succinimidyl ester poly (ethylene glycol) PEG-WM 2,000 D, PEG1165 MeO-PEG-COO-Su α-Methoxy-β-acid carboxylic succinimidyl ester poly (ethylene glycol) PEG-WM 5,000 D, PEG1162 MeO-PEG-COO-Su α-Methoxy-β-acid carboxylic succinimidyl ester poly (ethylene glycol) PEG-WM 10,000 D, PEG1164 MeO-PEG-COO-Su α-Methoxy-β-acid carboxylic succinimidyl ester poly (ethylene glycol) PEG-WM 20,000 D,

ii) HOOC-PEG-COOH:PEG1091 HOOC-PEG(12)-COOH \alpha,\omega-Bis(propionico ácido) duodeca(etilen glicol) PEG-WM 2,000 690,8 g/mol, PEG1083 HOOC-PEG-COOH \alpha,\omega-Bis-carboxi poli(etilen glicol) PEG-WM 2,000 D,
4 PEG1085 HOOC-PEG-COOH \alpha,\omega-Bis-carboxi poli(etilen glicol) PEG-WM 3,000 DPEG1086 HOOC-PEG-COOH \alpha,\omega-Bis-carboxi poli(etilenglicol) PEG-WM 6,000 D, PEG1082 HOOC-PEG-COOH \alpha,\omega-Bis-carboxi poli(etilenglicol) PEG-WM 10,000 D PEG1084 HOOC-PEG-COOH \alpha,\omega-Bis-carboxi poli(etilen glicol) PEG-WM 20,000 D,
ii) HOOC-PEG-COOH: PEG1091 HOOC-PEG (12) -COOH?,?-Bis (propionic acid) duodeca (ethylene glycol) PEG-WM 2,000 690.8 g / mol, PEG1083 HOOC-PEG-COOH α, ome-Bis-carboxy poly (ethylene glycol) PEG-WM 2,000 D,
4 PEG1085 HOOC-PEG-COOH?,?-Bis-carboxy poly (ethylene glycol) PEG-WM 3,000 DPEG1086 HOOC-PEG-COOH?, \ Omega-Bis-carboxy poly (ethylene glycol) PEG-WM 6,000 D, PEG1082 HOOC-PEG-COOH?,?-Bis-carboxy poly (ethylene glycol) PEG-WM 10,000 D PEG1084 HOOC-PEG-COOH?, \ Omega-Bis-carboxy poly (ethylene glycol) PEG-WM 20,000 D,

iii) NHS-PEG-NHS:PEG1184 Su-OOC-PEG-COO-Su \alpha,\omega-Di-succinimidil éster poli(etilen glicol) PEG-WM 2,000 D, PEG1186 Su-OOC-PEG-COO-Su \alpha,\omega-Di-succinimidil éster poli(etilen glicol) PEG-WM 3,000 D, PEG1187 Su-OOC-PEG-COO-Su \alpha,\omega-Di-succinimidil éster poli(etilen glicol) PEG-WM 6,000 D, PEG1183 Su-OOC-PEG-COO-Su \alpha,\omega-Di-succinimidil éster poli(etilen glicol) PEG-WM 10,000 D, PEG1185 Su-OOC-PEG-COO-Su \alpha,\omega-Di-succinimidil éster poli(etilen glicol) PEG-WM 20,000 D,iii) NHS-PEG-NHS: PEG1184 Su-OOC-PEG-COO-Su α, ome-Di-succinimidil poly (ethylene glycol) PEG-WM 2,000 D ester, PEG1186 Su-OOC-PEG-COO-Su α, ome-Di-succinimidil poly (ethylene glycol) PEG-WM 3,000 D ester, PEG1187 Su-OOC-PEG-COO-Su α, ome-Di-succinimidil poly (ethylene glycol) PEG-WM 6,000 D ester, PEG1183 Su-OOC-PEG-COO-Su α, ome-Di-succinimidil poly (ethylene glycol) PEG-WM 10,000 D ester, PEG1185 Su-OOC-PEG-COO-Su α, ome-Di-succinimidil poly (ethylene glycol) ester PEG-WM 20,000 D,

iv) H_{2}N-PEG-COOH:PEG1096 H_{2}N-PEG-COOH*HCl \alpha-Amino-\omega-carboxi poli(etilen glicol) clorohidrato PEG-WM 3,000 D, PEG1097 H_{2}N-PEG-COOH*HCl \alpha-Amino-\omega-carboxi poli(etilenglicol) clorohidrato PEG-WM 5,000 Dalton PEG1095 H_{2}N-PEG-COOH*HCl \alpha-Amino-\omega-carboxi poli(etilenglicol) clorohidrato PEG-WM 10,000 Dalton.iv) H 2 N-PEG-COOH: PEG1096 H 2 N-PEG-COOH * HCl α-Amino- \ omega-carboxy poly (ethylene glycol) PEG-WM 3,000 hydrochloride D, PEG1097 H 2 N-PEG-COOH * HCl α-Amino- \ omega-carboxy poly (ethylene glycol) hydrochloride PEG-WM 5,000 Dalton PEG1095 H 2 N-PEG-COOH * HCl α-Amino- \ omega-carboxy poly (ethylene glycol) hydrochloride PEG-WM 10,000 Dalton

Se eligió preferiblemente el PEG1163 MeO-PEG-COO-Su \alpha-Metoxi-\omega-carboxílico ácido succinimidil éster poli(etilen glicol) PEG-WM 2,000 Dalton. El derivado de PEG que contiene el grupo funcional succinimidil éster, permite una funcionalización directa de las magnetoferritinas ya que este grupo éster activado reacciona con los grupos aminos que rodean las nanopartículas, formando un enlace covalente tipo amida.PEG1163 was preferably chosen MeO-PEG-COO-Su α-Methoxy-? -carboxylic  succinimidyl ester poly (ethylene glycol) PEG-WM 2,000 Dalton. The PEG derivative it contains the succinimidyl ester functional group allows functionalization direct from magnetoferritins since this activated ester group reacts with the amino groups surrounding the nanoparticles, forming a covalent bond type amide.

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Los datos experimentales han demostrado que después de 3 h de inyección, las partículas se acumulan de forma significativa en pulmón. Por otra parte, puesto que controlar la cantidad de Tc/partícula (en un rango 0-20, con un 100% prácticamente de incorporación de Tc) permite que se pueda alcanzar de sobra el rango óptimo de concentraciones de Tc (10^{-9} M) y el de MRI (del orden de 10^{-5} M).Experimental data has shown that after 3 h of injection, the particles accumulate so significant in lung. On the other hand, since controlling amount of Tc / particle (in a range 0-20, with a 100% practically incorporating Tc) allows it to be possible reach the optimum range of Tc concentrations (10-9 M) and that of MRI (of the order of 10-5 M).

Otro de los aspectos es proporcionar un método para la síntesis de las magnetoferritina de la presente invención. Aunque las introducción de la magnetita se puede hacer mediante el proceso descrito por Douglas (Masaki Uchida, Masahiro Terashima, Charles H. Cunningham, Yoriyasu Suzuki, Deborah A. Willits, Ann F. Willis, Philip C. Yang, Philip S. Tsao, Michael V. McConnell, Mark J. Young and Trevor Douglas, Magnetic Resonance in Medicine 60:1073-1081 (2008)), los presentes inventores han desarrollado una variación, que proporcionan algunas ventajas. El método de la invención comprende al menos las etapas de:Another aspect is to provide a method for the synthesis of magnetoferritin of the present invention. Although the introduction of magnetite can be done by process described by Douglas (Masaki Uchida, Masahiro Terashima, Charles H. Cunningham, Yoriyasu Suzuki, Deborah A. Willits, Ann F. Willis, Philip C. Yang, Philip S. Tsao, Michael V. McConnell, Mark J. Young and Trevor Douglas, Magnetic Resonance in Medicine 60: 1073-1081 (2008)), the present inventors have developed a variation, which provide some advantages. He The method of the invention comprises at least the steps of:

a) preparar una disolución de apoferritina, preferiblemente de concentración entre 0,1 y 100 mg/ml, y más preferiblemente entre 5 y 20 mg/ml,a) prepare an apoferritin solution, preferably of concentration between 0.1 and 100 mg / ml, and more preferably between 5 and 20 mg / ml,

b) Preparar una disolución que comprenda Fe(II) y Fe(III) en estequiometría aproximada de 1:2, es decir entre 1:1,8 a 1,8:1b) Prepare a solution that includes Fe (II) and Fe (III) in approximate stoichiometry of 1: 2, that is between 1: 1.8 to 1.8: 1

c) preparar una disolución de pertecnectato (^{99m}Tc)c) prepare a pertecnectate solution (99m Tc)

d) adicionar de forma intercalada la disolución preparada en el paso (b) y la disolución preparada en la etapa (c) sobre la preparada en el paso (a).d) add the solution interleaved prepared in step (b) and the solution prepared in step (c) about the one prepared in step (a).

f) Preferiblemente, se aísla la magnetoferritina superparamagnética dopada con ^{99m}Tc.f) Preferably, magnetoferritin is isolated superparamagnetic doped with 99m Tc.

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La estequiometría inicial de Fe(II) y Fe(III) es determinante para la preparación apropiada de magnetoferritina y por ende de sus propiedades magnéticas. A diferencia del método reportado por Douglas y colaboradores, dónde todo el Fe de partida está en su estado de oxidación Fe(II) y se ha comprobado que con un riguroso control de la extensión de la oxidación, en nuestro método, el balance estequiométrico de partida confiere las condiciones óptimas y no requiere un control exhaustivo de la entrada de aire en el sistema.The initial stoichiometry of Fe (II) and Fe (III) is decisive for the proper preparation of magnetoferritin and therefore its magnetic properties. TO difference from the method reported by Douglas and colleagues, where all of the starting Fe is in its oxidation state Fe (II) and it has been verified that with a rigorous control of the extension of the oxidation, in our method, the stoichiometric starting balance confers optimal conditions and does not require exhaustive control of the air inlet in the system.

Las sales de hierro (II) y (III) útiles para la preparación de la magnetoferritina son conocidas por los expertos en la materia. En una realización preferida la etapa (b) se prepara mezclando una disolución que comprende sulfato de hierro(II) amoníaco hexahidratado con otra que comprende Fe (NO_{3})_{3} en HCl.The iron (II) and (III) salts useful for Preparation of magnetoferritin are known to experts in The matter. In a preferred embodiment step (b) is prepared mixing a solution comprising iron (II) sulfate ammonia hexahydrate with another comprising Fe (NO 3) 3 in HCl.

La inclusión de ^{99m}TcO_{4}^{-} se lleva a cabo mediante pequeñas adiciones de ^{99m}TcO_{4}^{-} al mismo tiempo que se hace la red de magnetita. Se puede dializar la disolución resultante en bolsas de diálisis con tamaño de poro adecuado y separar las partículas de todo el material restante. En la disolución que no contiene las partículas se puede medir la concentración de Tc y de esta forma se conoce el porcentaje de Tc incorporado. En algunos casos se ha estudiado el comportamiento del MoO_{4}^{2-}, porque tiene una química muy similar a del ^{99m}TcO_{4}^{-}, pero no es radioactivo. Se ha observado que para pequeños contenidos de Mo (0-20 átomos de Mo/magnetoferritina), la incorporación es prácticamente del 100%.The inclusion of 99m TcO4 - is carried carried out by small additions of 99m TcO4 - to same time as the magnetite network is made. You can dialyze the resulting solution in pore size dialysis bags adequate and separate particles from all remaining material. In the solution that does not contain the particles can be measured the Tc concentration and in this way the percentage of Tc is known Incorporated. In some cases the behavior of the MoO4 {2-}, because it has a chemistry very similar to that of 99m TcO4 -, but it is not radioactive. It has been observed that for small Mo contents (0-20 atoms of Mo / magnetoferritin), the incorporation is practically of 100%

Con objeto de llevar una caracterización más pormenorizada que permita conocer la distribución de Tc en la nanopartícula superparamagnética, se llevó a cabo un estudio mediante Microscopía Electrónica de Transmisión de muestras similares en las que en vez de usar el radiomarcador pertecnectato, se usaron otros aniones del tipo molibdato, vanadato, arseniato y fosfato. La química de estos aniones es similar a la del pertecnectato, especialmente si no hay cambios del estado de oxidación del metal.In order to carry a further characterization detailed to know the distribution of Tc in the superparamagnetic nanoparticle, a study was carried out by Transmission Electron Microscopy similar in which instead of using the radiolabel pertecnectate, other anions of the type molybdate, vanadate, arsenate and phosphate. The chemistry of these anions is similar to that of pertecnectate, especially if there are no changes in the state of metal oxidation

El estudio de Microscopía Electrónica de Transmisión es de especial utilidad en el caso de las nanopartículas dopadas con vanadato; esta técnica nos proporciona tanto información sobre la distribución del tamaño de las nanopartículas como sobre la composición química y distribución espacial de los estados de oxidación en nanopartículas individuales. Las imágenes de campo oscuro a alto ángulo son sensibles al número atómico del material, es decir, aquellas zonas en la que estén presentes los elementos más pesados se mostrarán en la imagen como puntos de mayor intensidad. En nuestro caso de estudio, las nanopartículas, al contener elementos de alto número atómico, aparecerán en la imagen con alto contraste, siendo visualizadas directamente y de forma individual. En estas condiciones de registro de la imagen se puede realizar medidas directas del tamaño de las nanopartículas presentes en la muestra, a partir de las cuales se puede establecer una distribución de tamaños de partícula. Adicionalmente se puede determinar la distribución espacial, con resolución sub-nanométrica, de los elementos químicos presentes en las partículas individuales, utilizando la técnica de pérdida de energía de los electrones (EELS). Esta técnica nos permite estudiar directamente las transiciones electrónicas que ocurren en el átomo cuando este es sometido a un haz de electrones de alta energía, 200 kV. En particular esta técnica mide la energía que el electrón incidente pierde cuando interacciona con un átomo. Por ejemplo en el caso de los átomos de Vanadio, se estudian directamente las transiciones L2,3 donde los electrones 2p del átomo son transferidos a estados no ocupados sobre el nivel de Fermi. La energía requerida para esta transición es un valor característico para cada átomo y es igual a la energía pérdida por el electrón incidente. Así, midiendo la pérdida de energía de los electrones incidentes uno puede identificar los distintos elementos presentes en las nanopartículas, (V 513eV, O 532eV, Fe 708eV). Adicionalmente la estructura fina del espectro EELS de los metales de transición se caracteriza por la presencia de dos picos intensos (líneas blancas) cuya intensidad y posición en energía varía en función del estado de oxidación del material (Leapman et al Phys. Rev. Lett. 45, 397 (1980), Turquat et al. International Journal of Inorganic Materials 3 (2001) 1025-1032). El estudio detallado de la estructura fina del pico de absorción refleja información sobre el estado electrónico del material pudiendo estudiar las posibles variaciones del estado de oxidación del hierro o vanadio a través de las nanopartículas.The study of Transmission Electron Microscopy is especially useful in the case of nanoparticles doped with vanadate; This technique provides us with information about the nanoparticle size distribution as well as the chemical composition and spatial distribution of oxidation states in individual nanoparticles. Dark-field images at a high angle are sensitive to the atomic number of the material, that is, those areas where the heaviest elements are present will be shown in the image as points of greater intensity. In our case study, the nanoparticles, containing elements of high atomic number, will appear in the image with high contrast, being displayed directly and individually. Under these conditions of image registration, direct measurements of the size of the nanoparticles present in the sample can be made, from which a particle size distribution can be established. Additionally, the spatial distribution can be determined, with sub-nanometric resolution, of the chemical elements present in the individual particles, using the electron energy loss technique (EELS). This technique allows us to directly study the electronic transitions that occur in the atom when it is subjected to a beam of high-energy electrons, 200 kV. In particular, this technique measures the energy that the incident electron loses when it interacts with an atom. For example in the case of Vanadium atoms, the L2.3 transitions are directly studied where the 2p electrons of the atom are transferred to unoccupied states above the Fermi level. The energy required for this transition is a characteristic value for each atom and is equal to the energy lost by the incident electron. Thus, by measuring the energy loss of the incident electrons one can identify the different elements present in the nanoparticles, (V 513eV, O 532eV, Fe 708eV). Additionally, the fine structure of the EELS spectrum of transition metals is characterized by the presence of two intense peaks (white lines) whose intensity and position in energy varies depending on the oxidation state of the material (Leapman et al Phys. Rev. Lett. 45, 397 (1980), Turquat et al . International Journal of Inorganic Materials 3 (2001) 1025-1032). The detailed study of the fine structure of the absorption peak reflects information on the electronic state of the material and can study the possible variations in the oxidation state of iron or vanadium through the nanoparticles.

El estudio de la composición química y los estados de oxidación en nanopartículas individuales fue llevado a cabo combinando las propiedades de las imágenes en campo oscuro a alto ángulo con la espectroscopia de pérdida de energía de los electrones, utilizando el método de adquisición conocido como espectro-imagen (Tence, M. Quartuccio and C. Colliex, Ultramicroscopy 58 (1995) 42, Maigne et al Journal of Electron Microscopy 58(3): 99-109 (2009)). Este modo consiste en adquirir simultáneamente la señal de campo oscuro a alto ángulo y los espectros EELS mientras la sonda barre una zona predeterminada, imagen (1D) o espectro línea. En particular utilizando un tiempo de adquisición de 2 segundos se adquirió un espectro EELS, con energía de dispersión de 0,5 eV, cada 0,6 nm a lo largo de una línea de 36,7 nm que pasa a través de las nanopartículas. El análisis de cada uno de los espectros adquiridos (cuantificación y estudio del estado de oxidación) a lo largo de la nanopartícula nos proporciona la composición y estado de oxidación del metal caracterizado a la escala subnanométrica.The study of the chemical composition and oxidation states in individual nanoparticles was carried out by combining the properties of the dark field images at high angle with the electron energy loss spectroscopy, using the acquisition method known as spectrum- image (Tence, M. Quartuccio and C. Colliex, Ultramicroscopy 58 (1995) 42, Maigne et al Journal of Electron Microscopy 58 (3): 99-109 (2009)). This mode consists of simultaneously acquiring the dark-field signal at a high angle and the EELS spectra while the probe sweeps a predetermined area, image (1D) or line spectrum. In particular, using an acquisition time of 2 seconds, an EELS spectrum was acquired, with dispersion energy of 0.5 eV, every 0.6 nm along a 36.7 nm line that passes through the nanoparticles. The analysis of each of the acquired spectra (quantification and study of the oxidation state) along the nanoparticle gives us the composition and oxidation state of the metal characterized to the sub-nanometer scale.

Preferiblemente en el método en la disolución de la etapa (a) esta tamponada con AMPSO a un pH entre pH 7,5 y 9,5, preferiblemente entre 8,0 y 9,0.Preferably in the method in the dissolution of step (a) is buffered with AMPSO at a pH between pH 7.5 and 9.5, preferably between 8.0 and 9.0.

En una realización particular, las cadenas del polímero biocompatible, preferiblemente PEG, se hacen reaccionar con la magnetoferritina después de la inclusión de la magnetita/Tc.In a particular embodiment, the chains of the biocompatible polymer, preferably PEG, are reacted with magnetoferritin after inclusion of magnetite / Tc.

Otro aspecto se refiere a una composición farmacéutica que comprende las magnetoferritina de la presente invención y al menos un excipiente farmacéuticamente aceptable, así como el uso de dicha composición farmacéutica para la preparación de un medicamento.Another aspect refers to a composition pharmaceutical comprising the magnetoferritins of the present invention and at least one pharmaceutically acceptable excipient, as well as the use of said pharmaceutical composition for the preparation of a medicine

La magnetoferritina de la presente invención así como la composición farmacéutica que las incluye son útiles para la preparación de un medicamento para la diagnosis de diferentes enfermedades, según la utilización de moléculas que lo confieran especificidad por un tejido u órgano en cuestión, pero en especial cáncer, incluyendo cáncer cervical, de cabeza y cuello, renal y de uréter, de colon, recto y ano, de endometrio, de esófago, de estómago, de hígado, de laringe, de ovario, de páncreas, de piel, de próstata, de pulmón, de cerebro, de testículo, leucemia, melanoma, y linfoma.The magnetoferritin of the present invention as well as the pharmaceutical composition that includes them are useful for preparation of a medication for the diagnosis of different diseases, depending on the use of molecules that confer it specificity for a tissue or organ in question, but especially cancer, including cervical, head and neck, renal and ureter, colon, rectum and anus, endometrium, esophagus, stomach, liver, larynx, ovary, pancreas, skin, of prostate, lung, brain, testis, leukemia, melanoma, and lymphoma

Además de para detectar enfermedades también son útiles tanto la magnetoferritina de la presente invención así como la composición farmacéutica que las comprende como agentes de contraste en general y como agente de contraste en MRI o gammagrafía en particular.In addition to detecting diseases they are also both the magnetoferritin of the present invention as well as the pharmaceutical composition comprising them as agents of contrast in general and as a contrast agent in MRI or scintigraphy in particular.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.Throughout the description and the claims the word "comprises" and its variants not they intend to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the invention will be partly detached of the description and in part of the practice of the invention. The The following examples are provided by way of illustration, and are not It is intended to be limiting of the present invention.

Ejemplos Examples Síntesis de magnetoferritina-^{99m}TcSynthesis of magnetoferritin - 99m Tc

Disolución 1. Se preparan 10 ml una disolución de apoferritina (Sigma-Aldrich Ref. A341-1G, lot. 048K7004) de concentración 10 mg/ml en tampón AMPSO pH 8,6 (Sigma A6659). La disolución se desgasifica con una corriente fuerte de argón y en agitación durante 10 min.Solution 1. A solution of 10 ml is prepared of apoferritin (Sigma-Aldrich Ref. A341-1G, lot. 048K7004) concentration 10 mg / ml in AMPSO buffer pH 8.6 (Sigma A6659). The solution is degassed with a strong stream of argon and stirring for 10 min.

Disolución 2. Se preparan dos disoluciones: 5 ml de Sal de Mohr (Amonio de hierro (II) sulfato hexahidratado, Aldrich Chem. 20, 350-5) 0,05 M en HCl 0,01 M y 5 ml de Fe (NO_{3})_{3} 0,1 M en HCl 0,01 M, se mezclan y se desgasifica con una corriente fuerte de argón y en agitación durante 10 min.Solution 2. Two solutions are prepared: 5 ml of Mohr Salt (Iron (II) Ammonium Sulfate Hexahydrate, Aldrich Chem. 20, 350-5) 0.05 M in 0.01 M HCl and 5 ml of Fe (NO 3) 3 0.1 M in 0.01 M HCl, mixed and mixed. degassing with a strong argon current and stirring during 10 minutes.

Disolución 3. Una disolución de NaOH 0,1 M se desgasifica con una corriente fuerte de argón y en agitación durante 10 min.Solution 3. A solution of 0.1 M NaOH is degassing with a strong argon current and stirring during 10 minutes.

Disolución 4. Una disolución de pertenectato (^{99m}Tc) obtenida a partir de kit comercial se desgasifica con una corriente fuerte de argón y en agitación durante 2 min.Dissolution 4. A solution of belonging (99m Tc) obtained from commercial kit is degassed with a strong stream of argon and stirring for 2 min.

Suspensión 5. Se lleva a cabo la adición lenta de la disolución 2 sobre la disolución 1. Se llevan a cabo adiciones de 0,25 ml cada 2 min hasta completar 1 ml. Antes de la 5 adición de la disolución 2, se adicionan 56 \mul de la disolución de ^{99m}Tc (disolución 4).Suspension 5. Slow addition is carried out of solution 2 over solution 1. Additions are made 0.25 ml every 2 min to complete 1 ml. Before the 5 addition of solution 2, 56 µl of the solution of 99m Tc (solution 4).

Disolución 6. A la suspensión 5 se le adiciona lentamente 1 ml de una disolución de citrato sódico 0,1 M para eliminar todo los compuestos metálicos que no hayan quedado encapsulados en la apoferritina. La disolución resultante se cromatografía (10 min) en columna de exclusión por tamaño (Sephadex G-25, lot. 360710, GE Healthcare, PD-10 Desalting Columns, 17-0851-01), obteniendo la disolución final 6 que contiene mangnetita dopada con ^{99m}Tc encapsulada en la cavidad de la apoferritina.Dissolution 6. Suspension 5 is added slowly 1 ml of a 0.1 M sodium citrate solution to remove all metal compounds that have not been left encapsulated in apoferritin. The resulting solution is chromatography (10 min) in size exclusion column (Sephadex G-25, lot. 360710, GE Healthcare, PD-10 Desalting Columns, 08-17-01-01), obtaining the final solution 6 containing mangnetite doped with 99m Tc encapsulated in the apoferritin cavity.

Adición del radioisótopo de Tc a la maqnetoferritinaAddition of Tc radioisotope to maqnetoferritin

Disolución 4. Se usa un generador de ^{99}Mo/^{99m}Tc de 12 GBq de actividad calibrada. La elución realizada es analizada en términos de actividad de ^{99m}Tc. Conocida la relación específica mCi/\mug de ^{99m}Tc, es posible controlar la cantidad de Tc utilizada y por ende su actividad radioquímica.Solution 4. A generator of 99 Mo / 99m Tc of 12 GBq of calibrated activity. Elution performed is analyzed in terms of 99m Tc activity. Once the specific ratio mCi / mug of 99m Tc is known, it is possible control the amount of Tc used and therefore its activity radiochemistry

Suspensión 5. Se lleva a cabo la adición lenta de la disolución 2 sobre la disolución 1. Se llevan a cabo adiciones de 0,25 ml cada 2 min hasta completar 1 ml. Antes de la 5 adición de la disolución 2, se adicionan 0,5 ml de la disolución de ^{99m}Tc (disolución 4).Suspension 5. Slow addition is carried out of solution 2 over solution 1. Additions are made 0.25 ml every 2 min to complete 1 ml. Before the 5 addition of solution 2, 0.5 ml of the 99m Tc solution is added (solution 4).

Para la realización del control de calidad usamos tiras de papel Whatman 3 MM de 10 cm de longitud y 0,5 cm de ancho, en las que depositamos una alícuota (150 \mul) del radiofármaco marcado, y para su desarrollo las introducimos en tanques cromatográficos con acetona hasta unos 0,5 mm de la base. Cuando la cromatografía se ha desarrollado la medimos en el Radio Cromatógrafo Minigita Raytest. En el origen de la tira cromatográfica se quedarán los coloides (Rf=0), en este caso la magnetoferritina dopada con Tc, y en el frente el pertecnetato libre (Rf=1)For the realization of quality control we use Whatman 3 MM paper strips 10 cm long and 0.5 cm long width, in which we deposit an aliquot (150 µl) of marked radiopharmaceutical, and for its development we introduce them in Chromatographic tanks with acetone up to about 0.5 mm from the base. When the chromatography has developed we measure it in the Radius Raytest Minigita Chromatograph. In the origin of the strip The colloids will remain chromatographic (Rf = 0), in this case the magnetoferritin doped with Tc, and in front the free pertechnetate (Rf = 1)

Acoplamiento de PEGPEG coupling

El derivado de polietilenglicol MeO-PEG-NHS \alpha-Metoxi-\omega-carboxílico ácido succinimidil éster poli(etilenglicol) (PEG-MW 2.000 Dalton)/MW 2.000 g/mol) se adquirió en Iris Biotech GmbH (PEG1164, lot. 125447).The polyethylene glycol derivative MeO-PEG-NHS α-Methoxy-? -carboxylic succinimidyl ester poly (ethylene glycol) (PEG-MW 2,000 Dalton) / MW 2,000 g / mol) was acquired in Iris Biotech GmbH (PEG1164, lot. 125447).

Disolución 7. 1000 moles de PEG (0,0058 g en 0,5 ml de agua bidestilada) fueron añadidos a la disolución 8 y se dejó 30 min en agitación suave y a temperatura ambiente. Se cromatografió (10 min) en una columna de exclusión por tamaño (Sephadex G-25, lot. 360710, GE Healthcare, PD-10 Desalting Columns, 17-0851-01) hasta obtener una disolución pura de nanopartículas de magnetita dopadas con ^{99m}Tc, acopladas covalentemente con un biopolímero de PEG.Solution 7. 1000 moles of PEG (0.0058 g in 0.5 ml of bidistilled water) were added to solution 8 and left 30 min in gentle agitation and at room temperature. It was chromatographed (10 min) in a size exclusion column (Sephadex G-25, lot. 360710, GE Healthcare, PD-10 Desalting Columns, 08-17-01-01) until you get one pure solution of magnetite nanoparticles doped with 99m Tc, covalently coupled with a PEG biopolymer.

Claims (17)

1. Una magnetoferritina superparamagnética, caracterizada porque el núcleo de magnetita ocluye ^{99m}Tc.1. A superparamagnetic magnetoferritin, characterized in that the magnetite core occludes 99m Tc. 2. La magnetoferritina superparamagnética según la reivindicación anterior, caracterizada porque la especie de Tc es ^{99m}TcO_{4}^{-}.2. The superparamagnetic magnetoferritin according to the preceding claim, characterized in that the Tc species is 99m TcO4 -. 3. La magnetoferritina superparamagnética según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la concentración de la especie ^{99m}Tc está comprendida entre 10^{-9}-10^{-5} M.3. The superparamagnetic magnetoferritin according to any of the preceding claims, characterized in that the concentration of the 99m Tc species is between 10-9 -10-5M. 4. La magnetoferritina superparamagnética según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene cadenas de un polímero biocompatible covalentemente unidas a la superficie de la magnetoferritina.4. The superparamagnetic magnetoferritin according to any of the preceding claims, characterized in that it has chains of a biocompatible polymer covalently bonded to the surface of the magnetoferritin. 5. La magnetoferritina superparamagnética según la reivindicación anterior, caracterizada porque el polímero biocompatible es polietilén glicol.5. The superparamagnetic magnetoferritin according to the preceding claim, characterized in that the biocompatible polymer is polyethylene glycol. 6. La magnetoferritina superparamagnética según la reivindicación anterior, caracterizada porque el polietilenoglicol es PEG1163 MeO-PEG-COO-Su \alpha-Metoxi-\omega-carboxílico ácido succinimidil éster poli(etilen glicol) PEG-WM 2,000 Dalton.6. The superparamagnetic magnetoferritin according to the preceding claim, characterized in that the polyethylene glycol is PEG1163 MeO-PEG-COO-Su? -Methoxy-omega-carboxylic acid succinimidyl ester poly (ethylene glycol) PEG-WM 2,000 Dalton. 7. La magnetoferritina superparamagnética según cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el PEG está unido mediante enlaces covalentes de tipo amida.7. The superparamagnetic magnetoferritin according to any of the two preceding claims, characterized in that the PEG is linked by covalent bonds of the amide type. 8. La magnetoferritina superparamagnética según cualquiera de las tres reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene entre 3 y 10 cadenas de PEG unidas covalentemente a la superficie de la magnetoferritina.8. The superparamagnetic magnetoferritin according to any of the three preceding claims, characterized in that it has between 3 and 10 PEG chains covalently bonded to the surface of the magnetoferritin. 9. Un método para la síntesis de cualquiera de las magnetoferritina superparamagnética como se definen en las reivindicaciones anteriores que comprende:9. A method for the synthesis of any of the superparamagnetic magnetoferritin as defined in the previous claims comprising: a) preparar una disolución de apoferritina, preferiblemente de concentración entre 0,1 y 100 mg/mL, y más preferiblemente entre 5 y 20 mg/mL,a) prepare an apoferritin solution, preferably of concentration between 0.1 and 100 mg / mL, and more preferably between 5 and 20 mg / mL, b) Preparar una disolución que comprenda Fe(II) y Fe(III) en estequiometría aproximada de 1:2.b) Prepare a solution that includes Fe (II) and Fe (III) in approximate stoichiometry of 1: 2 c) preparar una disolución de pertenectato (^{99m}Tc)c) prepare a solution of belonging (99m Tc) d) adicionar de forma intercalada la disolución preparada en el paso (b) y la disolución preparada en la etapa (c) sobre la preparada en el paso (a).d) add the solution interleaved prepared in step (b) and the solution prepared in step (c) about the one prepared in step (a). f) Aislar la magnetoferritina superparamagnética dopada con ^{99m}Tc.f) Isolate superparamagnetic magnetoferritin doped with 99m Tc.
         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      
10. El método según la reivindicación anterior en la que la disolución de la etapa (b) se prepara mezclando una disolución que comprende sulfato de hierro (II) amoníaco hexahidratado con otra que comprende Fe (NO_{3})_{3} en HCl.10. The method according to the preceding claim wherein the solution of step (b) is prepared by mixing a solution comprising iron (II) sulfate ammonia hexahydrate with another comprising Fe (NO 3) 3 in HCl 11. El método según cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores, donde la disolución de la etapa (a) esta tamponada con AMPSO a un pH entre pH 7,5 y 9,5, preferiblemente entre 8,0 y 9,0.11. The method according to either previous claims, wherein the dissolution of step (a) it is buffered with AMPSO at a pH between pH 7.5 and 9.5, preferably between 8.0 and 9.0. 12. El método según cualquiera de las tres reivindicaciones anteriores para la síntesis de cualquiera de las magnetoferritina superparamagnética como se definen en las reivindicaciones 5 a 8, que comprende hacer reaccionar las magnetoferritina superparamagnética con el polímero biocompatible.12. The method according to any of the three previous claims for the synthesis of any of the superparamagnetic magnetoferritin as defined in the claims 5 to 8, comprising reacting the superparamagnetic magnetoferritin with polymer biocompatible 13. Una composición farmacéutica que comprende la magnetoferritina superparamagnética como se en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y al menos un excipiente farmacéuticamente aceptable.13. A pharmaceutical composition comprising the superparamagnetic magnetoferritin as I know in any of the claims 1 to 8 and at least one pharmaceutically excipient acceptable. 14. Uso de la composición farmacéutica según la reivindicación anterior para la preparación de un medicamento.14. Use of the pharmaceutical composition according to previous claim for the preparation of a medicament. 15. El uso de la composición según la reivindicación anterior para la preparación de un medicamento para la diagnosis de cáncer.15. The use of the composition according to previous claim for the preparation of a medicament for The diagnosis of cancer. 16. La magnetoferritina superparamagnética según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o de la composición farmacéutica según la reivindicación 13 para la preparación de un medicamento para su uso como agente de contraste.16. Superparamagnetic magnetoferritin according to any one of claims 1 to 8 or the composition pharmaceutical according to claim 13 for the preparation of a medicine for use as a contrast agent. 17. La magnetoferritina superparamagnética según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o de la composición farmacéutica según la reivindicación 13 para la preparación de un medicamento para su uso como agente de contraste en MRI o SPECT.17. Superparamagnetic magnetoferritin according to any one of claims 1 to 8 or the composition pharmaceutical according to claim 13 for the preparation of a medication for use as a contrast agent in MRI or SPECT.
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