Extensive Chemical Degradation of Bleomycin during Attempted Labelling with 51-Cr

Summary

Aim: Labelling of the cytostatic agent bleomycin with 51-Cr and use of the product for biodistribution studies have been reported in the literature. The labelling procedure involves incubation for 40 min at 130° C. Since bleomycins are polar glycopeptides sensitive to hydrolytic cleavage we were concerned about possible degradation of the drug during these unfavourable conditions. We have therefore investigated the stability of bleomycin as a function of temperature and pH of the solution and attempted to achieve the maximum labelling efficiency with minimal degradation of the two principal bleomycin components. Methods: The chemical stability of unlabelled bleomycin was investigated under labelling conditions at 130° C and in buffer of pH 1-6 at room temperature (23° C) and 60° C. The samples were assayed by high-performance liquid chromatography (HPLC). The labelling efficiency of the 51-Cr-bleomycin complex was determined by thin layer chromatography and activity measurement with a high pure Germanium (HPGe)-detector at various incubation temperatures and times. Results: Comparisons of rates of degradation of bleomycin with labelling efficiency as functions of temperature and time showed that under no condition could satisfactory labelling (>97%) be obtained without considerable degradation of bleomycin. Conclusion: Labelling of bleomycin with 51-Cr does not yield a product suitable for investigations in patients.

Zusammenfassung

Ziel: Über die Markierung des Zytostatikums Bleomycin mit 51-Cr und die Verwendung des Produktes für Bioverteilungsstudien wurde in der Literatur berichtet. Die Markierung beinhaltet eine 40minütige Inkubation bei 130° C. Da Bleomycine als polare Glykopeptide zur hydrolytischen Spaltung neigen, haben wir uns mit einer möglichen Zersetzung des Arzneimittels unter diesen ungünstigen Bedingungen befaßt. Deshalb untersuchten wir die Stabilität des Bleomycins in Abhängigkeit von Temperatur und pH-Wert der Lösung und versuchten, eine maximale Markierungsausbeute bei minimaler Zersetzung der zwei prinzipiellen Bleomycin-Komponenten zu erreichen. Methoden: Die chemische Stabilität des unmarkierten Bleomycins wurde unter Markierungsbedingungen bei 130° C und in Pufferlösungen mit pH 1-6 bei Raumtemperatur (23° C) und 60° C untersucht. Die Proben wurden mittels Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) untersucht. Die Bestimmung der Markierungsausbeuten von 51-Cr-Bleomycin erfolgte bei unterschiedlichen Inkubationstemperaturen und -zeiten durch Dünnschichtchromatographie und Radioaktivitätsmessung mittels Reinstgermanium (HPGe)-Detektor. Ergebnisse: Die Vergleiche der Zersetzungsraten von Bleomycin mit der Markierungsausbeute in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit zeigten, daß unter keiner Bedingung eine zufriedenstellende Markierung (>97%) ohne beträchtliche Zersetzung des Bleomycins erreicht werden konnte. Schlußfolgerung: Die Markierung von Bleomycin mit 51-Cr führt nicht zu einem Produkt, das für Untersuchungen an Patienten geeignet ist.

Keywords

51-Cr-bleomycin - bleomycin - chemical stability - labelling efficiency - degradation

Schlüsselwörter

51-Cr-Bleomycin - Bleomycin - chemische Stabilität - Markierungsausbeute - Zersetzung

• REFERENCES

• 1 Martindale, The Extra Pharmacopoeia, Ed. 31. Reynolds JEF. (ed.) London: Royal Pharmaceutical Society; 1996: 546-7.
• 2 Zimmermann M, Hale T. Distribution study using 57-Co-, 51-Cr-, 111-In-and 99m-Tcbleomycin in mice with a solid Ehrlich carcinoma. Nuklearmedizin 1976; 15: 176-82.
• 3 Thakur ML. The preparation of indium-Ill labelled bleomycin for tumour localisation. Int J Appl Radiat Isot 1973; 24: 357-9.
• 4 Rembelska MJ, Liniecki J. 51-Cr-bleomycin, a new oncophilic radiopharmaceutical. I. Activity concentrations in transplantable tumours and organs-tissues in mice. Nuklearmedizin 1982; 21: 62-7.
• 5 Shiu GK, Goehl TJ. High-performance paired-ion liquid chromatographic determination of bleomycin A2 in urine. J Chromatogr 1980; 181: 127-31.
• 6 Liniecki J, Brykalski D, Pertynski T, Rembelska M, Durski K, Fajndt S. 51-Cr-bleomycin, a new oncophilic radiopharmaceutical. II. Scintigraphic diagnosis of malignant neoplasms. Nuklearmedizin 1982; 21: 68-71.
• 7 Brykalski D, Liniecki J, Dobek J, Pertynski T, Fajndt St, Studniarek M, Durski K, Mussur M. 51-Cr-bleomycin in the diagnosis of tumours in the chest. Nuklearmedizin 1985; 24: 66-70.
• 8 Liniecki J, Pertynski T, Krawczykowa J, Stepien J, Durski K. 51-Cr-bleomycin in the diagnosis of ocular melanoma. Nuklearmedizin 1983; 22: 306-8.
• 9 van de Poll MAPC, Versluis A, Rasker JJ, Jurjens H, Woldring MG. Labelling of bleomycin with cobalt-57, indium-111, technetium-99m, mercury-197, lead-203, and copper-67. Nuklearmedizin 1976; 15: 86-90.
• 10 Hou DY, Hoch H, Johnston GS, Tsou KC, Jones A E, Farkas RJ, Miller EE. A new 111-In-bleomycin complex for tumor imaging: Preparation, stability, and distribution in glioma-bearing mice. J Surg Oncol 1984; 25: 168-75.