Cíl: Shrnutí vývoje terapie pomocí radionuklidů a potenciálu alfa radionuklidů v cílené terapii. Úvod: Zájem o radionuklidy emitující alfa částice v nukleární medicíně vzrůstá. V rámci cílené alfa terapie jsou využívány nejen samotné radionuklidy podléhající jedné nebo několika alfa přeměnám, ale dochází především k vývoji nosičů alfa zářičů se specifickou akumulací v nádorových buňkách, následně využitelných jako radiofarmak. Materiál: Radium se již od roku 1908, tedy necelých deset let po jeho objevu, používalo v medicíně především k léčbě kožních onemocnění. Od té doby prošla terapie pomocí radionuklidů dlouhou cestu – od 226Ra, přes negatronové zářiče, 211At, až po nuklidy tvořící krátké rozpadové řady označované jako in vivo generátory, např.: 225Ac, 213Bi či 223Ra. Předností alfa terapie je uvolnění vysoké energie v malém objemu, čímž dochází k nižší radiační zátěži okolních tkání. Díky vysokému LET alfa částic vznikají dvojité zlomy DNA, které jsou pro buňku letální. Z tohoto důvodu by měly být nosiče alfa radionuklidů schopné odolat vysoké uvolněné energii, aby nedošlo k jejich radiolýze. Rovněž je důležitá stabilizace odraženého dceřiného radionuklidu tak, aby nedošlo k jeho úniku do okolní tkáně, a tedy k jejímu poškození. Mezi studovanými nosiči alfa radionuklidů převažují anorganické nanomateriály, např. nanočástice oxidu železa, titanu, zlata či hydroxyapatity. Závěr: Výzkum cílené alfa terapie otevírá cestu k léčbě některých druhů nádorových onemocnění, především ke zvýšení kvality a prodloužení života pacientů. Proto by mělo být i nadále věnováno úsilí přípravě nových radionuklidů, vhodných jak pro včasnou diagnostiku, tak i pro následnou terapii. Patřičná pozornost by měla být rovněž dedikována nosičům terapeutických radionuklidů, nejlépe splňujících i teranostický koncept, s ohledem na jejich chemickou a radiační stabilitu a dostupnost.

Aim: Summary of the development of therapy using radionuclides and potential of alpha radionuclides in targeted therapy. Introduction: The interest aimed on radionuclides emitting alpha particles is constantly growing in nuclear medicine. In the case of targeted alpha therapy, not only radionuclides decaying by one or several alphas are used, but also the suitable carriers for these radionuclides are developed and could be used as radiopharmaceuticals. Material: Since 1908, less than ten years after its discovery, radium had been used in medicine mainly to treat skin diseases. Since then therapy using radionuclides has gone a long way – from radium-226, through electron emitters, 211At, to nuclides forming short-lived decay chains known as in vivo generators, e.g. 225Ac, 213Bi or 223Ra. The advantage of alpha therapy is the release of a high energy in a small volume, which leads to lower radiation exposure of surrounding tissues. Due to the high LET of alpha particles, double-strand breaks of DNA molecules, which are lethal for the cell, are formed. For this reason, the carriers of alpha radionuclides should resist to the high released energy, in order to prevent its radiolysis. The stabilisation of reflected daughter nuclide is also important because of its release into surrounding tissue and thus its damage. Among studied carriers of alpha radionuclides inorganic nanomaterials dominate, e.g. iron, titanium or gold oxide nanoparticles or hydroxyapatite. Conclusions: The research in the field of targeted alpha therapy opens the way to treatment of some types of cancerous diseases and especially the increase of patients’ life quality and its extension. Therefore, the effort to prepare new radionuclides should continue, suitable both for early diagnosis and subsequent therapy. Particular attention should also be given to the therapeutic radionuclide carriers, best suited to the theranostic concept, with regard to their chemical and radiation stability and availability.

Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Katedra jaderné chemie České vysoké učení technické Praha ČR

Ústav jaderné fyziky Akademie věd České republiky v v i Husinec Řež ČR

Všeobecná fakultní nemocnice Praha ČR

Targeted alpha therapy and its role in a modern nuclear medicine

Literatura