Медь-64 ( 64 Cu) представляет собой позитронный и бета -излучающий изотоп меди , используемый для молекулярной лучевой терапии и позитронно-эмиссионной томографии . Его необычно длительный период полураспада (12,7 часов) для изотопа, излучающего позитроны, делает его все более полезным при присоединении к различным лигандам для сканирования ПЭТ и ПЭТ-КТ.
64 Cu имеет период полураспада 12,7 часов и распадается 17,9% путем испускания позитронов до 64 Ni , 39,0% путем бета-распада до 64 Zn , 43,1% путем захвата электронов до 64 Ni и 0,475% гамма-излучения / внутренней конверсии . Эти выбросы составляют 0,579 МэВ , 0,653 МэВ и 1,35 МэВ для бета-минус, позитрона и гамма соответственно. [2]
Медь-64 можно получить несколькими различными реакциями наиболее распространенными методами с использованием реактора или ускорителя частиц . Тепловые нейтроны могут производить 64 Cu с низкой удельной активностью (количество распадов в секунду на количество вещества) и низким выходом за счет реакции 63 Cu(n,γ) 64 Cu. В Исследовательском реакторном центре Университета Миссури (MURR) 64 Cu была произведена с использованием нейтронов высокой энергии посредством ядерной реакции 64 Zn(n,p) 64 Cu с высокой удельной активностью, но с низким выходом. С помощью биомедицинского циклотрона ядерная реакция 64 Ni(p,n) 64 Cu может производить большие количества нуклида с высокой удельной активностью. [3]
В качестве излучателя позитронов 64 Cu использовался для производства экспериментальных и клинических радиофармпрепаратов для визуализации ряда состояний. Его бета-излучение также открывает возможности терапевтического применения. По сравнению с типичными радионуклидами ПЭТ он имеет относительно длительный период полураспада, что может быть полезно для терапии и для визуализации определенных физиологических процессов. [4] [5] [6]
Экспериментальные доклинические работы показали, что 64 Cu, связанный с функциональными группами метанфосфоната, потенциально может использоваться в качестве агента визуализации костей . [7]
Нейроэндокринные опухоли (НЭО) локализуют клинически с использованием ряда радиофармпрепаратов на основе ДОТА . Для ПЭТ-изображений они обычно основаны на галлии-68 . Коммерческий продукт 64 Cu- DOTA-TATE был одобрен FDA для локализации НЭО, положительных по рецептору соматостатина, с 2020 года. [8] [9]
Было показано, что пептид бомбезин сверхэкспрессируется в рецепторах BB2 при раке простаты . CB-TE2A, стабильная хелатная система для 64 Cu, была объединена с аналогами бомбезина для исследований рака простаты in vitro и in vivo . Исследования с визуализацией ПЭТ-КТ показали, что он избирательно проникает в ксенотрансплантаты опухоли предстательной железы с пониженным поглощением в нецелевые ткани. Другие доклинические исследования показали, что путем воздействия на рецептор высвобождающего гастрин пептида также можно обнаружить рак поджелудочной железы и молочной железы. [10]
Этилглиоксаль-бис( тиосемикарбазон ) (ETS) потенциально может использоваться в качестве радиофармацевтического препарата для ПЭТ с различными изотопами меди. 64 Cu-ETS использовался для экспериментальных доклинических оценок перфузии миокарда, головного мозга и опухолей с линейной зависимостью между почечным поглощением и кровотоком. Почечную перфузию также можно оценить с помощью КТ или МРТ вместо ПЭТ, но с недостатками: КТ требует введения потенциально аллергенных контрастных веществ . МРТ позволяет избежать использования ионизирующего излучения , но ее сложно реализовать, и она часто страдает от артефактов движения. ПЭТ с 64 Cu может предложить количественные измерения почечной перфузии. [11] [12]
Болезнь Вильсона — редкое заболевание, при котором медь чрезмерно задерживается в организме. Токсичные уровни меди могут привести к недостаточности органов и преждевременной смерти. 64 Cu использовалась экспериментально для изучения задержки меди во всем организме у людей с этим заболеванием. Этот метод также позволяет разделить гетерозиготных носителей и нормальных гомозигот . [13]
Было показано, что 64 Cu-ATSM (диацетил-бис(N4-метилтио- семикарбазон )) увеличивает время выживания животных с опухолями. Было показано, что области с низкой задержкой кислорода устойчивы к дистанционной лучевой терапии, поскольку гипоксия снижает летальные эффекты ионизирующего излучения. Считалось, что 64 Cu убивает эти клетки из-за своих уникальных свойств распада. На животных моделях с колоректальными опухолями с индуцированной гипоксией и без нее Cu-ATSM преимущественно поглощался гипоксическими клетками, а не нормоксическими клетками. Результаты показали, что это соединение увеличивает выживаемость хомяков с опухолями по сравнению с контрольной группой. [14]