Медь-64 ( 64 Cu) — это позитронно- и бета- излучающий изотоп меди , который применяется в молекулярной радиотерапии и позитронно-эмиссионной томографии . Его необычно долгий период полураспада (12,7 часов) для позитронно-излучающего изотопа 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 на 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 может быть получена несколькими различными реакциями с наиболее распространенными методами, использующими либо реактор , либо ускоритель частиц . Тепловые нейтроны могут производить 64 Cu с низкой удельной активностью (количество распадов в секунду на количество вещества) и низким выходом через реакцию 63 Cu(n,γ) 64 Cu. В исследовательском реакторном центре Университета Миссури (MURR) 64 Cu был получен с использованием высокоэнергетических нейтронов через ядерную реакцию 64 Zn(n,p) 64 Cu с высокой удельной активностью, но низким выходом. Используя биомедицинский циклотрон, ядерная реакция 64 Ni (p,n) 64 Cu может производить большие количества нуклида с высокой удельной активностью. [3]
Как излучатель позитронов, 64 Cu использовался для производства экспериментальных и клинических радиофармацевтических препаратов для визуализации ряда состояний. Его бета-излучение также повышает возможность терапевтического применения. По сравнению с типичными радионуклидами ПЭТ он имеет относительно длительный период полураспада, что может быть выгодно для терапии и визуализации определенных физиологических процессов. [4] [5] [6]
Экспериментальные доклинические исследования показали, что 64 Cu, связанный с функциональными группами метанфосфоната, имеет потенциал в качестве агента для визуализации костей . [7]
Нейроэндокринные опухоли (НЭО) локализуются клинически с использованием ряда радиофармпрепаратов на основе DOTA . Для ПЭТ-визуализации 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 бомбезина сверхэкспрессируется в рецепторах BB2 при раке простаты . CB-TE2A, стабильная система хелатирования для 64 Cu, была включена в аналоги бомбезина для исследований рака простаты in vitro и in vivo . Исследования с визуализацией ПЭТ-КТ показали, что он селективно поглощается ксенотрансплантатами опухоли простаты с пониженным поглощением нецелевыми тканями. Другие доклинические исследования показали, что путем нацеливания на рецептор пептида, высвобождающего гастрин, можно также обнаружить рак поджелудочной железы и молочной железы. [10]
Этилглиоксаль бис( тиосемикарбазон ) (ETS) имеет потенциальную полезность в качестве радиофармпрепарата для ПЭТ с различными изотопами меди. 64 Cu-ETS использовался для экспериментальных доклинических оценок перфузии миокарда, головного мозга и опухолей с линейной зависимостью между поглощением почками и кровотоком. Перфузию почек 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 обеспечить количественные измерения перфузии почек. [11] [12]
Болезнь Вильсона — редкое заболевание, при котором медь чрезмерно задерживается в организме. Токсичные уровни меди могут привести к отказу органов и преждевременной смерти. 64 Cu использовался экспериментально для изучения задержки меди во всем организме у пациентов с этим заболеванием. Этот метод также позволяет разделить гетерозиготных носителей и гомозиготных нормальных людей. [13]
Было показано, что 64 Cu-ATSM (диацетил-бис(N4-метилтиосемикарбазон ) ) увеличивает время выживания животных с опухолями. Было показано, что области с низким содержанием кислорода устойчивы к внешней лучевой терапии , поскольку гипоксия снижает летальные эффекты ионизирующего излучения. Считалось, что 64 Cu убивает эти клетки из-за его уникальных свойств распада. В моделях животных с колоректальными опухолями с индуцированной гипоксией и без нее Cu-ATSM преимущественно поглощался гипоксическими клетками, а не нормоксическими . Результаты показали, что это соединение увеличивало выживаемость хомяков с опухолями по сравнению с контрольной группой. [14]