Актиній-225 (225Ac, Ac-225) — ізотоп актинію. Він піддається альфа-розпаду на францій-221 з періодом напіврозпаду близько 10 днів, і є проміжним продуктом розпаду в ряду нептунію (ланцюг розпаду починається з 237Np). За винятком незначних кількостей, що виникають внаслідок цього ланцюга розпаду в природі, 225Ac є повністю синтетичним.

Властивості розпаду актинію-225 (випромінювання чотирьох альфа-частинок протягом приблизно години) є сприятливими для використання в цільовій альфа-терапії (ЦАТ).

Клінічні випробування продемонстрували застосовність радіофармацевтичних препаратів, що містять 225Ac, для лікування різних видів раку.

Інший такий ізотоп, , утворюється обов'язково (враховуючи його короткий період напіврозпаду) в результаті розпаду актинію-225 у генераторі та негайного використання; він дає лише останню з чотирьох альфа-частинок, що вимагає більшої кількості актинію, але може бути кращим, якщо він доступний.

Розпад та виникнення

Актиній-225 розпадається виключно шляхом альфа- випромінювання. Він належить до серії нептунію, оскільки виникає як продукт розпаду нептунію-237 та його дочірніх елементів, таких як уран-233 та торій-229. Це останній нуклід у ланцюзі з періодом напіврозпаду понад добу до передостаннього продукту, (період напіврозпаду років).

Кінцевим продуктом розпаду 225Ac є стабільний

Як представник ряду нептунію, він не зустрічається в природі, окрім як продукт слідових кількостей 237Np та його дочірніх сполук, що утворюються в результаті реакцій захоплення нейтронів на первинному 232Th та реакцій (n,2n) на 238U.

Він набагато рідкісніший, ніж 227Ac та 228Ac, які зустрічаються в ланцюжках розпаду урану-235 та торію-232 відповідно. Його вміст оцінювали як менше ніж відносно 232Th та приблизно відносно 230Th у стані вікової рівноваги.

Відкриття Актиній-225 був відкритий у 1947 році як частина досі невідомого ряду нептунію, який був заселений синтезом 233UThoennessen, M. (2016). Команда фізиків з Аргонської національної лабораторії під керівництвом Ф. Хагемана вперше повідомила про відкриття 225Ac та визначила його 10-денний період напіврозпаду. Незалежно від цього, канадська група на чолі з А. К. Інгліш визначив ту саму схему розпаду; обидві статті були опубліковані в одному випуску журналу Physical ReviewThoennessen, M. (2016).

Виробництво Оскільки 225 Ac не зустрічається в природі в помітних кількостях, його необхідно синтезувати в спеціалізованих ядерних реакторах або прискорювачах. Більшість 225Ac утворюється в результаті альфа-розпаду 229Th, але ця кількість обмежена через розпад 229Th (період напіврозпаду 7920 роки) є повільним. Також можливо вивести 225Ac з радію-226 в реакції 226Ra(p,2n).

Вперше це було зроблено у 2005 році, хоча виробництво та обробка 226Ra є складними через відповідну вартість видобутку та небезпеку продуктів розпаду, таких як радон-222. Альтернативно, 225Ac може бути отриманий в реакціях розщеплення на мішені 232Th, опроміненій високоенергетичними протонними. Сучасні методи дозволяють отримувати 225Ac у кількостях мілікюрі; однак, його потім необхідно відокремити від інших продуктів реакції. Це робиться шляхом розпаду деяких короткоживучих нуклідів; ізотопи актинію потім хімічно очищаються в гарячих камерах, а 225Ac відповідно концентрується. Слід бути особливо обережним, щоб уникнути забруднення актинієм-227, який має тривалий період життя та є бета- випромінювачем.

Протягом десятиліть більша частина 225Ac вироблялася на одному об'єкті — Національній лабораторії Оук-Рідж у Теннессі, — що ще більше зменшило доступність цього ізотопу навіть за меншого внеску з інших лабораторій.. Додатковий 225Ac зараз виробляється з 232Th у Лос-Аламоській національній лабораторії та Брукгейвенській національній лабораторії. Установка TRIUMF та Канадські ядерні лабораторії уклали стратегічне партнерство щодо комерційного виробництва актинію-225.

Обмежені запаси 225Ac обмежують його використання в дослідженнях та лікуванні раку. За оцінками, поточні запаси 225Ac дозволяють проводити лише близько тисячі процедур лікування раку на рік.

Застосування Альфа-випромінювачі, такі як актиній-225, є популярними в лікуванні раку через короткий пробіг (кілька діаметрів клітин) альфа-частинок у тканинах та їхню високу енергію, що робить їх дуже ефективними у впливі на ракові клітини та їх знищенні, зокрема, альфа-частинки ефективніше розривають ланцюги ДНК.

10-денний період напіввиведення 225Ac достатньо довгий для полегшення розподілу, але достатньо короткий, щоб через місяці після лікування в організмі залишалася незначна його кількість. Крім того, кожен розпад 225Ac на 209Bi призводить до утворення чотирьох високоенергетичних альфа-частинок, що значно збільшує його активність.

Незважаючи на обмежену доступність, було проведено кілька клінічних випробувань, які продемонстрували ефективність 225Ac у цільовій альфа-терапії. Комплекси, що містять 225Ac, такі як антитіла, мічені 225Ac, були протестовані для впливу на різні типи раку, включаючи лейкемію, рак простати та рак молочної залози у людей.

Наприклад, один експериментальний препарат на основі 225Ac продемонстрував ефективність проти гострого мієлобластного лейкозу, не завдаючи шкоди пацієнту.

Подальші клінічні випробування інших препаратів тривають, такі як дослідження SatisfACtion (NCT04597411), відкрите багатоцентрове дослідження фази I/II, яке оцінює 225Ac-PSMA-R2 у пацієнтів з метастатичним гормоночутливим раком передміхурової залози (mHSPC) та метастатичним кастраційно-резистентним раком передміхурової залози (mCRPC).

Посилання