Měď-64

Měď-64
  {{{elektronová konfigurace}}}
  Cu
29
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Obecné
Název, značka, číslo Měď-64, Cu, 29
Chemická skupina neznámé
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P
64Cu 0 1+[1] 12,701 h[1] β+[1] 0,65238(23)[2] 64Ni

β− {{{energie2}}} 64Zn
β− {{{energie3}}} 64Ni
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Cu

Měď-64 (64Cu) je izotop mědi, zdroj záření beta plus a beta minus, s využitím v molekulární radioterapii a pozitronové emisní tomografii. Dlouhý poločas přeměny oproti jiným beta plus radioaktivním nuklidům (12,7 hodiny) jej, po navázání na různé ligandy, činí vhodným pro PET a PET-CT.

Vlastnosti

64Cu má poločas přeměny 12,7 hodin a přeměňuje se z 17,9 % beta plus přeměnou o energii 0,579 MeV na 64Ni, z 39,0 % beta plus s energií 0,653 MeV na 64Zn, z 43,1 % záchytem elektronu na 64Ni a z 0,475 % vnitřní přeměnou za vyzáření gama fotonu o energii 1,35 MeV.[3]

Oxidační číslo mědi bývá v biologii I nebo II, protože mědité sloučeniny (Cu3+) jsou příliš reaktivní a proto se v biochemických systémech nevyskytují. Cu+ vytváří ve vodných roztocích silné komplexy a často není pozorována. Komplexy Cu2+ bývají jednojaderné, paramagnetické a obvykle obsahují sirné nebo dusíkaté ligandy.[4] Pro lidské tělo je měď důležitá jako katalyzátor a jako složka enzymů. Převážně se účastní redoxních reakcí, ale má také význam při transportu železa v krevní plazmě.

Výroba

Měď-64 je možné vyrobit několika různými reakcemi. Tepelné neutrony lze použít na tvorbu 64Cu s nízkou měrnou aktivitou reakcí 63Cu(n,γ)64Cu, která však má nízkou výtěžnost. Lze také použít vysokoenergetické neutrony a pomocí nich provést reakci 64Zn(n,p)64Cu, kdy se dosahuje vysoké měrné aktivity, ale stále nízké výtěžnosti. Cyklotronem se dá vyrobit, prostřednictvím reakce 64Ni(p,n)64Cu, velké množství nuklidu a s vysokou aktivitou.[4]

Použití

Jako zdroj pozitronů se 64Cu používá na výrobu radiofarmak pro zobrazování řady různých stavů. Záření beta minus lze také využít v radioterapii. Oproti jiným nuklidům využívaným pro PET má poměrně dlouhý poločas přeměny, což může být výhodné pro léčbu a pro zobrazování fyziologických procesů.[5][6][7]

Pozitronová emisní tomografie

Metastázy v kostech

Experimentální preklinické studie ukázaly, že izotop 64Cu navázaný na methylfosfonátovou skupinu může být použit v PET pro zobrazování kostí.[8]

Neuroendokrinní nádory

Neuroendokrinní nádory lze lokalizovat pomocí několika radiofarmak založených na DOTA. Nejčastěji se jako radionuklidová složka používá gallium-68. Od roku 2020 je FDA pro lokalizaci somatostatinových receptorů schválen komerční produkt 64Cu-DOTA-TATE.[9][10]

Nádory prostaty

V karcinomech prostaty se objevuje zvýšená exprese peptidu bombesinu v BB2 receptorech. Byl vytvořen CB-TE2A jako stabilní chelatační systém pro 64Cu a zapojen do analogů bombesinu pro in vitro a in vivo studie karcinomů prostaty. PET-CT studie ukázaly, že bývá nádory přijímán selektivně a v ostatních tkáních je jeho příjem minimální. V dalších preklinických studiích se zjistilo, že zacílením na receptor peptidu uvolňujícího gastrin lze detekovat nádory slinivky břišní a prsou.[11]

Perfuze ledvin

Bis(thiosemikarbazon) ethylglyoxalu lze použít jako PET radiofarmakum, a to s několika izotopy mědi. 64Cu-ETS byl použit v experimentální preklinických studiích k zobrazování perfuzí myokardu, mozku a nádorů, přičemž byla zjištěna lineární závislost příjmu látky ledvinami na toku krve. Perfuzi ledvin je možné detekovat i pomocí CT nebo magnetické rezonance, ovšem CT vyžaduje použití potenciálně alergenní kontrastní látky, při magnetické rezonanci pacient není vystaven ionizujícímu záření, ale vyšetření se provádí obtížně. PET s 64Cu umožňuje kvantitativní měření perfuze ledvin.[12][13]

Wilsonova nemoc

Wilsonova nemoc je vzácné onemocnění, při kterém se v těle nadměrně hromadí měď. Toxická množství mědi mohou způsobit selhání orgánů a předčasné úmrtí. Ke zkoumání zadržování mědi u pacientů s touto nemocí se experimentálně používá 64Cu. Při tomto postupu se také oddělují heterozygotní a homozygotní přenašeče.[14]

Léčba rakoviny

64Cu-ATSM –Cu2+(diacetyl-bis (N4-methylthiosemikarbazon)) – látka zkoumaná jako možné protinádorové léčivo

64Cu-ATSM –Cu2+(diacetyl-bis (N4-methylthiosemikarbazon)) prodlužuje přežití u zvířat s nádory. Oblasti s nízkým zadržováním kyslíku jsou odolné vůči vnější radioterapii, protože hypoxie omezuje účinky ionizujícího záření. 64Cu tyto buňky zabíjí díky svým jedinečným vlastnostem rozpadu. U zvířecích modelů s  nádory tlustého střeva byl Cu-ATSM přednostně přijímán hypoxickými buňkami oproti buňkám s běžným přísunem kyslíku. Křečci s nádory, kteří dostávali tuto látku, přežívali déle než kontrolní skupina.[15]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Copper-64 na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b c https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/chartNuc.jsp
  2. ↑ https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/reColor.jsp?newColor=qbp
  3. ↑ M.-M. Bé, V. Chisté, C. Dulieu, X. Mougeot, V. Chechev, N. Kuzmenko, F. Kondev, A. Luca, M. Galán, A. L. Nichols, K. B. Lee, A. Arinc, A. Pearce, X. Huang, B. Wang. Table of radionuclides (Volume 6). Sèvres: BIPM, 2006. Dostupné online. ISBN 978-92-822-2242-3. Kapitola Cu-64, s. 13. 
  4. ↑ a b Michael Welch; Carol S. Redvanly. Handbook of Radiopharmaceuticals : radiochemistry and applications. New York: Wiley, 2003. Dostupné online. ISBN 9780471495604. doi:10.1002/0470846380. 
  5. ↑ Cyclotron Produced Radionuclides: Emerging Positron Emitters for Medical Applications: 64Cu and 124I. [s.l.]: International Atomic Energy Agency, 2016. Dostupné online. ISBN 978-92-0-109615-9. 
  6. ↑ Bianca Gutfilen; Sergio A. L. Souza; Gianluca Valentini. Copper-64: a real theranostic agent. Drug Design, Development and Therapy. 2018-10-02, s. 3235–3245. doi:10.2147/DDDT.S170879. PMID 30323557. 
  7. ↑ Yeye Zhou; Jihui Li; Xin Xu; Man Zhao; Bin Zhang; Shengming Deng; Yiwei Wu. 64 Cu-based Radiopharmaceuticals in Molecular Imaging. Technology in Cancer Research & Treatment. 2019. doi:10.1177/1533033819830758. PMID 30764737. 
  8. ↑ Xiankai Sun, Melinda Wuest, Zoltan Kovacs, Dean Sherry, Ramunas Motekaitis, Zheng Wang, Arthur Martell, Michael Welch, Carolyn Anderson. In vivo behavior of copper-64-labeled methanephosphonate tetraaza macrocyclic ligands. Journal of Biological Inorganic Chemistry. 2003, s. 217–225. doi:10.1007/s00775-002-0408-5. PMID 12459917. 
  9. ↑ DETECTNET [online]. Food and Drug Administration [cit. 2021-04-25]. Dostupné online. 
  10. ↑ Romain Eychenne; Christelle Bouvry; Mickael Bourgeois; Pascal Loyer; Eric Benoist; Nicolas Lepareur. Overview of Radiolabeled Somatostatin Analogs for Cancer Imaging and Therapy. Molecules. 2020-09-02, s. 4012. doi:10.3390/molecules25174012. PMID 32887456. 
  11. ↑ Jesse J. Parry; Rebecca Andrews; Buck E. Rogers. MicroPET Imaging of Breast Cancer Using Radiolabeled Bombesin Analogs Targeting the Gastrin-releasing Peptide Receptor. Breast Cancer Research and Treatment. 2006-07-13, s. 175–183. doi:10.1007/s10549-006-9287-8. PMID 16838112. 
  12. ↑ Mark A. Green; Carla J. Mathias; Lynn R. Willis; Rajash K. Handa; Jeffrey L. Lacy; Michael A. Miller; Gary D. Hutchins. Assessment of Cu-ETS2 as a PET radiopharmaceutical for evaluation of regional renal perfusion. Nuclear Medicine and Biology. 2007, s. 247–255. doi:10.1016/j.nucmedbio.2007.01.002. PMID 17383574. 
  13. ↑ Michael J. Welch; Carol S. Redvanly. Handbook of Radiopharmaceuticals: Radiochemistry and Applications. [s.l.]: John Wiley & Sons, 2003. Dostupné online. ISBN 978-0-471-49560-4. S. 407. 
  14. ↑ Emily Reed; Svetlana Lutsenko; Oliver Bandmann. Animal models of Wilson disease. Journal of Neurochemistry. 2018, s. 356–373. doi:10.1111/jnc.14323. PMID 29473169. 
  15. ↑ J. S. Lewis; R. Laforest; T. L. Buettner; S.-K. Song; Y. Fujibayashi; J. M. Connett; M. J. Welch. Copper-64-diacetyl-bis(N4-methylthiosemicarbazone): An agent for radiotherapy. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2001-01-30, s. 1206–1211. doi:10.1073/pnas.98.3.1206. PMID 11158618. 

Související články