Therapeutic Radionuclides: Making the Right Choice

Abstract

MASTER nlky introductionRecently, there has been a resurgence of interest in nuclear medicine therapeutic procedures (1-4). Using unsealed sources for therapy is not a new concept; it has been around since the beginnings of nuclear medicine. Treatment of thyroid disorders with radioiodine is a classic example. The availability of radionuclides with suitable therapeutic properties for specific applications, as well as methods for their selective targeting to diseased tissue have, however, remained the main obstacles for therapy t o assume a more widespread role in nuclear medicine (4,5). Nonetheless, a number of new techniques that have recently emerged, (e.g., tumor therapy with radiolabeled monoclonal antibodies, treatment of metastatic bone pain, etc.) appear t o have provided a substantial impetus t o research on production of new therapeutic radionuclides (4-7). Table 1 lists the various categories of therapeutic procedures involving the use of internally administered radionuclides. Although there are a number of new therapeutic approaches requiring specific radionuclides, only selected broad areas will be used as examples in this article. Selection CriteriaThe selection criteria for therapeutic radionuclides have t o include the physical and chemical characteristics of the radionuclide, feasibility of large-scale production, and the biological factors governing its in-vivo distribution (4,7). 2 DISCLAIMERPortions of this document may be illegible in electronic image products. Images are produced from the best available original document . * Physical properties that are important to consider include half-life, and the type, energy, branching ratio and abundances of particulate and gamma-ray emissions.Ideally, the physical half-life should be matched with the in-vivo pharmacokinetics of the radiolabeled compound. If the half-life is too short, most decay will have occurred before the compound has reached maximum target/background ratio.Conversely, too long a lifetime would cause unnecessary radiation dose t o normal tissues following the processing of the labeled compound. The nature of the particulate emission is also important to maximize therapeutic effectiveness. The potent lethality of high-LET (linear energy transfer) Auger and low-energy conversion electrons is well documented (8). This effect, however, can best be achieved with intranuclear localization of the labeled compound. Beta particles on the other hand are less densely ionizing and thus have a longer range but much lower LET. Their distribution requirements are, therefore, less restrictive for effective radiotherapy. The gamma-ray energies and abundances are also important since the presence of gamma rays allows low dose biodistribution studies by external imaging for determining biodistribution and dosimetry. Biodistribution data combined with the physical properties of the radionuclide, and with assumptions about tumor size, etc., can be used to calculate radiation atsorbed dose at the cellular level (7,9-1 1).The important chemical criteria...

Evaluation of Excitation Functions of Reactions Used in Production of Some Medical Radioisotopes

“…Nuclear reaction in the intermediate-energy region is a matter of interest in some fields of technology and science such as reactor technology, radiation therapy in nuclear medicine, medical radionuclide production, diagnostic and therapeutic studies, Accelerator Driven Systems , fusion and fission reactor. The artificially produced radioactive isotopes are important for many different applications [2] [3] [4] [5]. Radioactive isotopes play an important role in the field of medical science in terms of beneficial applications in both diagnosis and therapy purposes [6].…”

Investigation on the influence of metal ion impurities on the complexation behavior of generator produced 90Y with different bifunctional chelators

“…Yttrium-90 occupies a prominent place among the therapeutic radionuclides due to its attractive nuclear properties [1][2][3]. The well-defined co-ordination chemistry of yttrium in +3 oxidation state has been exploited for the radiolabeling of a plethora of specific molecular carriers for therapy.…”

Μελέτη Και Βιολογική Αξιολόγηση Ραδιοεπισημασμένων Πεπτιδικών Παραγώγων Μπομπεσίνης

“…ενώ το 30 % στην περίπτωση του99m Tc-BN-1.1p. Το μέγιστο % ποσοστό εσωτερικοποίσης επιτεύχθηκε στα 30 min επώασης και ήταν 75 % για το 99m Tc-BN-1.1 και 65 % για το99m Tc-BN-1.1p.Έχει αποδειχθεί ότι η αμινοξική αλληλουχίαW-A-V-G-H-L, ΒΝ[8][9][10][11][12][13], του πεπτιδίου της μπομπεσίνης, είναι το βιολογικά δραστικό του τμήμα, το οποίο συνδέεται με μεγάλη συγγένεια με τους υποδοχείς του GRP 209. Τροποποιήσεις ή απαλοιφή του αμινοξέος που βρίσκεται στη θέση Met 14 ) αποτελεί σημαντικό παράγοντα στον καθορισμό του εάν το πεπτιδικό παράγωγο που προκύπτει είναι αγωνιστής ή ανταγωνιστής.…”

“…Έχει αναφερθεί στη βιβλιογραφία ένας σημαντικός αριθμός παραγώγων μπομπεσίνης, στα οποία είναι συνδεδεμένοι περιφερειακοί υποκαταστάτες που φέρουν κατάλληλα άτομα-δότες ώστε να είναι δυνατή η σύμπλεξή τους με ποικιλία ραδιομετάλλων. Ava είναι το 5-άμινο-βαλερικό οξύ, οπότε τελικά σχηματίζεται το σύμπλοκο99m Tc-P 2 S 2 -5-Ava-ΒΝ(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14). Προκαταρτικές μελέτες βιοκατανομής σε φυσιολογικά πειραματόζωα έδειξαν ότι το ραδιοπεπτίδιο παρουσιάζει γρήγορη αιματική κάθαρση και αποβάλλεται από το ηπατοχολικό και νεφρικό σύστημα, ενώ παρατηρείται σημαντικό ποσοστό κατακράτησης της ραδιενέργειας στο πάγκρεας.…”

“…Και στις δυο περιπτώσεις πρόκειται για ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα καρκίνου του μαστού, στην επιφάνεια των οποίων υπερεκφράζονται οι υποδοχείς τύπου ΙΙ της μπομπεσίνης. Οι in vivo μελέτες έδειξαν ότι το99m Tc-MAG 3 -Pro 3 -BN[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14] μετά από χορήγησή του σε φυσιολογικά πειραματόζωα, παρουσιάζει γρήγορη αιματική κάθαρση και αποβάλλεται κυρίως από τα νεφρά. Σε άθυμους μύες με πειραματικούς όγκους το ραδιοπεπτίδιο φαίνεται να έχει ικανοποιητικά ποσοστά δέσμευσης στην καρκινική περιοχή.…”