prof. A. Bilewicz - Energetyka i Chemia Jądrowa

prof. A. Bilewicz - Energetyka i Chemia Jądrowa

Emitery promieniowania korpuskularnego w
celowanej terapii
radionuklidowej
Aleksander Bilewicz
II Letnia Szkoła Energetyki i Chemii Jądrowej
Emitery promieniowania
korpuskularnego w celowanej
terapii
radionuklidowej
II Letnia Szkoła Energetyki i Chemii Jądrowej
Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych UW,
Aleksander Bilewicz
Instytut Chemii i
Techniki Jądrowej
Radiofarmacja
Radiofarmacja
ligand
łącznik
biomolekuła
Chemia
organiczna
Radiochemia
Chemia
koordynacyjna
Biologia molekularna
Rodzaje rozpadow
Rozpad
g, EC
a
bb+
Auger
przyklad
99mTc
211At
90Y
18F
125I
zastosowanie
diagnostyczne
terapeutyczne
terapeutyczne
diagnostyczne
(PET)
terapeutyczne
Radionuklidy w medycynie
Otrzymywanie radionuklidów dla medycyny:
Reaktor jądrowy
Cyklotron
Generatory radionuklidów
Akcelerator elektronów
(promieniowanie hamowania)
Reaktor jądrowy
Reaktor jądrowy jest źródłem neutronów
- termicznych - wolnych - niskoenergetycznych
176Lu
+ n  177Lu
- szybkich - wysokoenergetycznych
47Ti
+ n 47Sc + p
Radionuklidy terapeutyczne produkowane w reaktorze
Radionuklid
177Lu
186Re
199Au
198Au
105Rh
153Sm
89Sr
111Ag
T1/2
6,71 d
3,77 d
3,14 d
2,7 h
1,48 d
1,93 d
50,57 d
7,46 d
tarcza
176Lu
185Re
198Pt
197Au
104Ru
152Sm
98Sr
111Pd
77As
1,62 d
76Ge
rozszczepienie
235U
90Sr, 99Mo, 103Ru,106Ru
235U
131I,
Akcleratory i cyklotrony
Cyklotron Siemens
Bombardowanie protonami
18O
+ p  18F + n
Bombardowanie cząstkami a
209Bi
+ a  211At + 2n
Bombardowanie deuteronami
104Ru
+ d 105Rh +n
Radionuklidy terapeutyczne produkowane w cyklotronie
Radionuklid
47Sc
199Au
67Cu
105Rh
T1/2
3,35 d
3,14 d
2,58 h
1,48 d
tarcza
48Ti
198Pt
67Zn
104Ru
cząstka
p
d
p
d
Generatory radionuklidów
99Mo
, 75dnia
2


Schemat generatora 99Mo/99mTc
99mTc
6godz
.
99Tc
Dojenie radionuklidów
Radionuklidy terapeutyczne otrzymywane z generatorów
Radionuklid
T1/2
90Y
64 h
16,7 h
11,4 d
10,0d
188Re
223Ra
225Ac
Radionuklid
macierzysty
90Sr
188W
227Ac
223Bi
T1/2
28,1 l
69 d
21,6 l
46 min
Radionuklidy terapeutyczne otrzymywane w reakcji g,n na
akceleratorach elektronów
Radionuklid
225Ra(225Ac)
99Mo
T1/2
15 d
66 h
tarcza
226Ra
100Mo
Radiofarmaceutyki terapeutyczne:
• proste jony 131I-, 153Sm3+, 166Ho3+, 89Sr
• koloidy np. cząstki szkła z inkorporowanymi radionuklidami,
AgAt, radioaktywne nanocząstki
• celowana radioterapia
- znakowane przeciwciała monoklonalne lub ich fragmenty
- znakowane peptydy
Jakie wymagania musi spełnić radionuklid
terapeutyczny?
1. odpowiednia energia emitowanej cząstki,
2. T1/2 między 1 godz. a 10 dni,
3. duży przekrój czynny reakcji jądrowej syntezy,
4. dobrze, gdy można go otrzymać w reaktorze jądrowym,
5. łatwe wydzielenie z tarczy,
6. możliwość otrzymania w formie beznośnikowej,
176Lu
+ n  177Lu - nośnikowy
176Yb
+n 177Yb 177Lu - beznośnikowy
Zalety radionuklidów beznośnikowych
- duża aktywność właściwa,
- znakowanie wszystkich centrów aktywnych biomolekuły
- duży efekt terapeutyczny
Radionuklidy terapeutyczne
radionuklid
T1/2
typ rozpadu (MeV)
max. zasięg
Emitery
Terapeutyczne
Auger
123,125I, 99mTc, 103mRh,
1,7 MeV b-
a
211At, 225Ac, 212,213Bi, 212Pb
0,30-0,60 MeV b-
Miękkie i średnie b131I, 153Sm, 169Er, 177Lu, 47Sc,
a -5,3 MeV
105Rh, 186Re,
Elektrony Augera
Zakres mm
Twarde b90Y, 188Re, 89Sr
Radionuklidy terapeutyczne
Twarde b89Sr , 90Y, 188Re
Miękkie i średnie b131I, 169Er, 177Lu, 47Sc, 105Rh, 186Re
a
211At, 225Ac, 212,213Bi, 223,224Ra,
212Pb, 226Th
Auger
123,125I, 99mTc, 103mRh
Radiofarmaceutyki terapeutyczne
znakowane emiterami promieniowania b-
Twarde emitery beta
729
Ilość publikacji poświęconych medycznemu zastosowaniu
radionuklidów (od 1980 r)
Miękkie emitery beta
Ilość publikacji poświęconych medycznemu
zastosowaniu radionuklidów (od 1980 r)
Otrzymywanie 177Lu
177Lu
•
nośnikowy
s = 2000 b
176Lu(n,g)177Lu
• Zawartość izotopu 176Lu - 2%
• Zanieczyszczenie 177mLu < 1%
177Lu
•
176Yb(n,g)177Yb
beznośnikowy
(T1/2=1:9 h) b- 
• Zawartość 176Yb - 12.7%
• Bardzo trudne rozdzielenie chemiczne
177Lu
s = 2.85 b
Wiązanie radionuklidów lantanowcowych z biomolekułą
DOTA jest najlepszym ligandem dla 177Lu,
lantanowców
90Y, 47Sc, 111In
i innych
Do radionuklidów renu stosuje się ligandy stosowane dla 99mTc np. HYNIC
Przeciwcialo monoklonalne z przyczepionym radioizotopem
Radioimmunoterapia
Non-Hodgkin’s Leukemia
B
90Y
CD 20
90Y
CD20 antygen
Zevalin
Mononclonal Antibodies v RIT
Courtesy of Peter McLaughlin, 2002
™
Zevalin Phase
III: Results
Zevalin(90Y)
Response rate
CR
30%
PR
45%
Overall RR
80%
Rituximab
16%
36%
56%
Thomas E. Witzig, Leo I. Gordon, Fernando Cabanillas, et al.
Randomized Controlled Trial of Yttrium-90 –Labeled Ibritumomab Tiuxetan Radioimmunotherapy
Versus Rituximab Immunotherapy Journal of Clinical Oncology, Vol 20, No 10 (May 15), 2002: pp 24532463
I-131
Bexxar®
Y-90
Zevalin®
Pełna
odpowiedź
11/31
35.5%
15/36
41.7%
Postęp
choroby
4/31
12.9%
4/36
11.1%
zawartość względna
dwuspecyficzne
przeciwciało:
Wydalanie
z krwi
Anti-HSG Fab plus Osiągnięcie
Anti-CD20 Fab
guza
Szybkie
di-haptenpeptyd
dotarcie
do guza
Szybkie
usunięcie z
moczem
nowotwór
Image of the Year 2009
FDG-PET
After therapy
Before
A 36-year-old woman with NHL (non-Hodgkin
lymphoma) had a complete response after Y-90
Zevalin® treatment.
Biomolekuły terapeutyczne
Peptydy
somastatyna
analogi
Oktreotyd
Receptory
somatostatyny
(D)Phe Cys
- - Phe - (D)Trp
Thr(ol) - Cys - Thr - Lys
hSSTR1 > 1000 nmol / L
hSSTR2 0.32 nmol / L
hSSTR3 31.6 nmol / L
hSSTR4 > 1000 nmol / L
hSSTR5
7.3 nmol / L
ALFA EMITERY DLA TERAPI
225Ac
224Ra
10 d
3.66 d
223Ra
11.4 d
213Bi
45.6 m
212Bi
211At
60 m
7.2 h
149Tb
4.1 h
233U
łańcuch rozpadu
228Th
(rozpad a)
226Ra
224Ra
226Ra
225Ac
224Ra
20.1 h
(n,g) 227Ac
Ac–Bi generator
Ra–Bi/Pb generator
209Bi
(a,2n) 211At
Ta (p,spall)
152Gd
255Fm
(p,2n)
255Ei
(39.8 d)-rozpad
(p,4n) 149Tb
255Ei -255Fm generator
Zalety cząstek alfa:
 duża wartość LET (≈ 100 keV/μm)
 w mniejszym stopniu oddziałują na zdrowe komórki otaczające nowotwór
 powodują podwójne pęknięcia w nici DNA
 izotopy a są idealne do leczenia małych guzków, przerzutów
nowotworowych
możliwość zniszczenia tzw. macierzystych komórek nowotworowych,
odpornych na chemioterapię i klasyczną radioterapię
211At
 Najcięższy
pierwiastek
w
grupie
chlorowców
211At
a 41.8 %
EC 58.2 %
5.87 MeV
 Otrzymywany w cyklotronie w reakcji
209Bi(α,2n)211At
207Bi
211Po
EC 100 %
a 100 %
7.45 MeV
207Pb
(stabilny)
Zalety 211At względem pozostałych alfa emiterów:
 T1/2=7,21 h (212Bi–60 min, 213Bi–45 min, 226Th-30 min, 225Ac–10 dni,
223Ra–11
dni)
 odpowiednia energia emitowanej cząstki α ( 6-7,5 MeV)
 duży przekrój czynny reakcji syntezy zachodzącej w cyklotronie
 łatwe i szybkie wydzielanie z tarczy – metoda termiczna
 otrzymywanie w formie beznośnikowej
Prace dotyczące astatu i jego związków znalezione w bazie Science
Citation Index,
90
80
211At
liczba publikacji
70
60
50
40
30
20
10
0
lata
1971-1976 1976-1980 1981-1986 1986-1990 1991-1996 1996-2000 2001-2006 2006-2010
209Bi
(α, 2n) 211At
Eα≈ 28 MeV
209Bi
(α, 3n) 210At
Eα > 28 MeV
t1/2=7,21h
t1/2=8,32h
Stopnie utlenienia astatu
-1
At-
0
At
+1
+5
At(H2O)n+
HAtO
H2AtO2+
AtO2‾
AtO3‾
+7
AtO4‾
+3
Reakcja otrzymywania prekursora, estru para-[211At]astatobenzoesanu Nbursztynoimidylowego i jego przyłączanie do biomolekuły,
Zalutsky MR, et al,, J,Nucl Med 49 (2008) 30,
Chimeric antitenascin mAb 81C6 (ch81C6) (10 mg) był wyznakowany 71–347 MBq of 211At
za pomocą estru para-[211At]astatobenzoesanu N-bursztynoimidylowego
Przeprowadzono badania na 18 pacjentach poprzez injekcje do loży (cavity) po operacji
chirurgicznej mózgu,
glioblastoma multiforme (GBM), śr 54 tyg,, dwóch pacjentów 3 lata
anaplastic astrocytoma,
śr 52 tyg,, jeden pacjent 5 lat
oligodendroglioma,
śr 116 tyg,
Biomolekuły znakowane 211At:

Przeciwciała monoklonalne, ich fragmenty,
nanociała

Peptydy, pochodne somatostatyny

Steroidy (astatocholesterol, astatoestradiol),
hormony np, insulina,

Małe biomolekuły (błękit metylenowy, zasady
purynowe (metaastobenzylguanidyna)

Nanokoloidy (Ag-At)
Wiązania w związkach chlorowców
18
At
16
14
lo g K1
12
I
10
8
6
Br
Cl
4
2
0
Hg-X
Miękkie kationy: Pt2+, Pd2+, Hg2+, Ag+, Au+, Bi3+, Rh3+, Ir3+,
At – M – L •••••••••••••• biomolekuła
Rh3+
 miękki kation
 tworzy trwałe kinetycznie inertne
niskospinowe d6 kompleksy
Cyclotrony
IFJ - Kraków, Polska, AIC-144,
JINR - Dubna, Rosja, U 200
NPI - Reź, Czechy, U-I20 M
Duke University, USA, CS-30
Otrzymywanie
211At
Metaliczna tarcza bizmutowa,
209Bi(a,2n)211At reakcja jądrowa
28 MeV energia a
Wydzielanie 211At poprzez suchą destylację
Badania tworzenia kompleksu Rh[16aneS4]131I
RP HPLC
Rt=15-16 min,
Kompleks Rh[16aneS4]131I
Kompleks Rh[16aneS4]211At
HPLC: Beckman Coulter
0 – 5 min, 95% A – 5% B
kolumna: Waters Xterra RP C18
5 – 35 min, Liniowy gradient do 100% B
Warunki: A - 0,1% TFA w H2O
35 – 40 min, 100% B
B - 0,1% TFA w AcN
40 – 45 min, 95% A – 5% B
Trwałość kompleksu Rh[16aneS4]131I/211At w PBS (pH=7,4) i ludzkiej
surowicy
100
90
Stability (%)
80
Rh[16aneS4]131I w PBS
70
60
50
6C
25C
37C
40
30
20
10
0
0
10
20
30
time (h)
40
50
60
Badania biodystrybucji kompleksu
Rh[16aneS4-diol]211At+
Procent wstrzykniętej dawki na organ (%ID/organ)
Rh[16aneS4-diol]211At+
Organ
kwas meta[211At]astatobenzoesowy*
2,0 h
4,0 h
2,0 h
4,0 h
Śledziona
0,42 ± 0,23
0,23 ± 0,10
0,9
0,5
Płuca
0,63 ± 0,19
0,47 ± 0,09
1,75
1,2
Żołądek
3,58 ± 0,67
2,40 ± 0,93
12,0
9,0
Tarczyca
1,63 ± 0,48
1,61 ± 0,76
0,9
1,4
Jelito cienkie
2,11 ± 0,44
1,31 ± 0,17
5,0
3,85
*Wartości %ID/organ dla kwasu meta-[211At]astatobenzoesowego zostały odczytane z rysunków zamieszczonych w publikacji:
P.K. Garg, C.L. Harrison, M.R. Zalutsky, Comparative tissue distribution in mice of the a-emitter 211At and 131I as labels of
monoclonal antibody and F(ab’)2 fragment, Cancer Res., 50, 3514–3520 (1990).
Synteza biokoniugatu
+ RhCl3
Substancja P
pH = 3,0-4,0; 85 C 1 h
Znakowanie biokoniugatu astatem
211At
Radiofarmaceutyk astatowy
149Tb
Nanocząstki w medycynie nuklearnej
Nanocząstki w medycynie nuklearnej
Nanocząstka
Radionuklid
zastosowanie
Nanorurki C
111In
SPECT
Kropki kwantowe
64Cu
PET/NIRF
Kropki kwantowe
18F
PET/NIRF
Tlenek żelaza
(SPION)
64Cu
PET/MRI
Au
198Au
terapia
Liposomy
90Y
terapia
Liposomy
188Re,
doxorubicyna radio i
chemioterapia
Mechanizm EPR (Enhance Permability and Retention)
Mechanizm aktywny
PNAS 107 (2010) 8760–8765
J. Nucl. Med. 48 (2007) 437.
Radionuklidy radu
Nowa koncepcja
nośnik
=
łącznik
223,224,225Ra
biomolekuła
Zeolites są nieorganicznymi wymieniaczami jonowymi
Na2 [Al2Si3O10•2H2O]
Labilny kation
Szkielet zeolitu (ładunek -2)
Na2 [Al2Si3O10•2H2O] + Ra2+  Ra [Al2Si3O10•2H2O] + 2Na+
Selektywność względem kationów 2 grupy różnych zeolitów
Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Ba2+ > Ra2+
Ra2+ > Ca2+ > Sr2+ > Mg2+ > Ba2+
Ca2+ > Mg2+ > Sr2+ > Ba2+ > Ra2+
Ra2+ > Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+
Największą selektywność na Ra2+ wzgl, Na+ mają zeolity o dużej gęstości ładunku
ujemnego (wysoki stosunek Al/Si
223Ra
223Ra
Synteza nanozeolitu NaA
Synteza hydrotermalna
60oC,
48 godz.
Modyfikacja powierzchni nanozeolitu NaA
Thermogravimetric analysis (TGA)
NaA
NaA-PEG
NaA-PEG-Subst P
Znakowanie nanozeolitów radionuklidami Ra
= Ra2+
= Na+
Adsorpcja 224Ra i 225Ra nanozeolicie NaA
Nanozeolit % absorpcji
Kd
224Ra
99.91
>104
225Ra
99.99
5*105
Stabilność nanozeolitu znakowanego224Ra
α, 3.66 d
5.7 MeV
Solution
% of liberated
activity
0,9% NaCl
0,17%
0,02M PBS
0,36%
10-3M EDTA
4,85% (212Pb)
10-3M
cysteina
5,28%
(212Pb)
10-3M glutation
0,46%
surowica ludzka
2,61% (212Pb)
α, 55.6 s
6.3 MeV
α, 0.15 s
6.8 MeV
b, 10.64 h
0.101 MeV
224Ra
220Rn
216Po
212Pb
α, 60 min
6.0 MeV
212Bi
b, 3 min
1.79 MeV
208Tl
stable
208Pb
Stabilność nanozeolitu znakowanego 225Ra
Solution
% of liberated
activity
b, 15 d
0.375 MeV
225Ra
0,9% NaCl
0% (225Ra)
2% (225Ac, 221Fr, 213Bi)
α, 10 d
5.9 MeV
225Ac
0,02M PBS
0,17% (225Ra)
1,5% (225Ac, 213Bi)
α, 4.9 min
6.3 MeV
221Fr
10-3M
0,12% (225Ra)
4% (221Fr)
10% (225Ac, 213Bi)
EDTA
10-3M cysteina
Surowica ludzka
0,22% (225Ra)
1% (225Ac, 221Fr)
13% (213Bi)
0,08% (225Ra)
2% (225Ac, 221Fr)
5% (213Bi)
α, 0.032 s
7.0 MeV
α, 46 min
5.8 MeV
b, 3.2 h
0.644 MeV
stable
217At
213Bi
209Pb
209Bi
Widmo a
Źródło otrzymane przez
odparowanie
225Ra
w nanozeolicie
SubstancjaP (5-11) na jedną nanocząstkę 90 nm
Obliczenia:
0,1 mg substancji P/ 3,8 mg nanocząstek (3x1015 nanocząstek)
Średnio: 23 cząsteczek peptydu /nanocząstkę
Substance P
PEG
Generatory in vivo
212Pb
(β, t1/2 = 10.64 h)
225Ac
212Bi
(α, t1/2 = 60 min)
221Fr
(α, t1/2 = 4.9 min)
208Tl
(β, t1/2 = 3.0 min)
217At
(α, t1/2 = 0.032 s)
208Pb
(stable)
213Bi
(α, t1/2 = 46 min)
209Pb
(β, t1/2 = 3.2 h)
209Bi
(stable)
(α, t1/2 = 10 d)
230
U (β, t1/2 = 20.8 d)
226
Th (α, t1/2 = 30.57 min)
222
Ra (α, t1/2 = 30.8 s)
218
Rn (α, t1/2 = 35 ms)
214Po
210Pb
210Bi
(α, t1/2 = 164.3 us)
(β, t1/2 = 22.3 y)
(β, t1/2 = 5.01 d)
210Po
(α, t1/2 = 138.4 d)
206Pb
(stable)
Kompleksy - 212Pb i 225Ac
 36% powstałego 212Bi ucieka z kompleksu .
225Ac
α
221Fr
DOTA
B.Bartos et al. J Radioanal Nucl Chem DOI 10.1007/s10967-012-2238-4
Yubin Miao et al. Critical Reviews in Oncology/Hematology 67 (2008) 213–228
212Pb
β-
212Biβ-
Nanocząstki TiO2
OH
+ Pb2+
Pb
OH
TiO2
OH
OH
 TiO2 tworzy silne wiązania koordynacyjne z wielowartościowymi kationami
TiO2
O
+ 2H+
OH
OH
OH
O
O-
TiO2
OH
Kd(Bi3+)>105
TiO2
OH
OH
Kd(Pb2+)>104
212Bi
OH
TiO2
b-
OH
Pb212
OH
OH
OH
Mechanizm reasocjacji - 212Bi
O
Bi212 + 3H+
OH
OH
OH
OH
Reassociation mechanism - 213Bi
221Fr
60 nm
Ac225
OH
O
a
TiO2
O-
OH
TiO2
TiO2
O-
221Fr
OH
OH
OH
2a
OH
Kd(Ac3+)>105
Kd(Fr+)>103
OH
Kd(Bi3+)>105
TiO2
O
Bi213
+ 3H+
OH
OH
TiO2 nanoparticles - parameters
TEM
TiO2
NPs
SEM
BET
62 m2/g
Potencjał xeta
ζ = 15,6 mV
Hydrodynamiczna średnica (DLS)
Znakowanie TiO2 radionuklidem 212Pb
a
No
forma TiO2
Średnica
nanocząstki
[nm]
Kd
Sorpcja
[%]
1a
rutile and
anatase
50
2.5·103
37.8
2b
anatase
100
> 104
99.2
3c
anatase
45
> 104
99.3
4c
anatase
37
> 104
97.8
5b
anatase
25
> 104
98.7
6b
anatase
7
> 104
99.0
P-25 Degussa
b dostępne rynkowo
c synteza IChTJ
Leakage of
Bi-212 [%]
of Pb-212
Stabilność znakowanych 212Pb nanocząstek
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
5
0
0
nm,anatase
anatase
77nm,
25nm,
nm,anatase
anatase
25
37nm,
nm,anatase
anatase
37
Labelling of TiO2 with 225Ac
no
forma TiO2
Średnica
nanocząstki
[nm]
Kd
Sorpcja
[%]
4c
anatase
37
> 104
99.7
5b
anatase
25
> 104
99.9
6b
anatase
7
> 104
99.9
Stabilność znakowanych 225Ac nanocząstek
90
80
90
70
50
40
30
20
10
0
wyciek Ac-225 [%]
60
80
70
60
50
40
30
20
10
0
7 nm, anata
7 nm, anatase
25 nm, anat
25 nm, anatase
37 nm, anat
37 nm, anatase
Synteza nanocząstek TiO2 z wbudowanym 225Ac
2.5ml Ti(OBu)4 + 10ml bezwodny EtOH
Mieszanie w bezwodnej
atmosferze
2.5 ml wody+ 2.5 ml EtOH + 0.5 mL of 70%
HNO3 + 50 μl, 225Ac(NO3)3
mieszanie3 h
żółty zol
6h, 70ºC
TiO2 żel
suszenie
TiO2 NPs doped with 225Ac
J. Liqiang et al. Journal of Solid State Chemistry 177 (2004) 3375-3382
~ 20 – 30 nm
TiO2-225Ac widmo a
źródło
225Ac
na powierzchni TiO2
B
A
225Ac
C
wbudowane w TiO2
Nanocząstki TiO2 modyfikowane Ag
jako nośniki 211At
+ Ag+
+ At
Nanocząstki TiO2 – Ag
Ag2O
+
C6H12O6
TiO2 nanoparticles
(Sigma Aldrich , anatase)
Ag ↓ + C6H12O7
(T = 60oC)
TiO2 – Ag nanoparticles
after the modyfication
(with metalic silver)
TiO2- Ag nanocząstki
Przyłączanie 211At do nanocząstek
TiO2-Ag
Próbka
Średnica
[nm]
Wydajność
znakowania
[%]
Kd
1a
40
99,8
>104
2a
25
98,9
>104
3b
5
90,6
>104
4a,c
37
94,0
>104
dostępne rynkowo nanocząstki
b syntezowane w naszym laboratorium
c P-25 Degussa
a
Stabilność znakowanych nanocząstek
Elektrony Augera
Emisja elektronów Augera po wychwycie elektronu, lub
wewnętrznej konwersji (foton wybija elektron wewnętrzny)
Emitery elektronów Augera
radionuklid
Ilość
emitowanych
elektronów
/rozpad
99mTc
4-7
77Br
4-7
67Ga
4-7
55Fe
111In
4-7
8
123I
11
125I
21
33
195mPt
Elektrony Augera
• 125I, 67Ga, 103mRh, 111In
• Ogromna efektywność promieniowania, cała energia jest
lokalizowana w pobliżu rozpadu.
• Uszkodzenia podwójnie niciowe DNA
• Radiofarmaceutyk musi połączyć się z DNA, np. 125I DNA prekursor.
Sciana komórki
Ściana jądra
Przyłączenia do DNA
zerwanie nici
Pary teragnostyczne
Radionuklid
diagnostyczny
Rodzaj
rozpadu
Radionuklid
Terapeutyczny
Rodzaj
rozpadu
radionuklidy tych samych pierwiastków
64Cu
b+
67Cu
b-
86Y
b+
90Y
b-
44Sc
b+
47Sc
b-
124I
b+
131I
b-
radionuklidy różnych pierwiastków
99mTc
g
188Re
b-
68Ga
b+
177Lu, 90Y
b-
44Sc
b+
177Lu, 90Y
b-
68Ga
b+
213Bi
a
Terapia wychwytu neutronów
Niektóre stabilne izotopy wykazują ogromny przekrój czynny dla neutronów. W
medycynie znalazły zastosowanie dwa izotopy 10B (przekrój czynny 3838 barnów) i
157Gd (255000 barnów). Przeciwciała znakuje się tymi nuklidami i akumulują się one w
chorej tkance. Następnie naświetla się organizm strumieniem neutronów o takiej
wielkości aby głównie były pochłaniane przez 10B lub 157Gd. Następują reakcje:
10
7
B

n

5
3 Li
lub 157Gd
α
+n158Gd +g
Po pochłonięciu neutronu emitowana jest cząstka a i 7Li o dużej sile
niszczącej chore komórki lub wysoenergetyczny kwant g w przypadku 157Gd.
Metoda terapii 157Gd może być połączona z obrazowaniem NMR co zwiększa
jej efektywność.
Dziękuję za uwagę