Войти
| Общее | |
|---|---|
| Символ | Cu |
| Имена | Медь-64, Cu-64 |
| Изотопы медь. Полная таблица нуклидов | |
Медь-64 (Cu) - это позитрон, излучающий изотоп из меди, с приложениями для молекулярная лучевая терапия и позитронно-эмиссионная томография.
Cu имеет период полураспада 12,701 ± 0,002 часа и распадается на 17,86 (± 0,14)% из-за эмиссии позитронов до Ni, 39,0 (± 0,3)% из-за бета-распада до Zn, 43,075 (± 0,500))% за счет захвата электронов в Ni и 0,475 (± 0,010)% гамма-излучения / внутреннего преобразования. Эти выбросы составляют 0,5787 (± 0,0009) и 0,6531 (± 0,0002) МэВ для бета-минус и позитронов соответственно и 1,34577 (± 0,00016) МэВ для гамма-излучения.
Основные степени окисления медь - это I и II, поскольку Cu слишком сильна, чтобы существовать в биохимических системах. Кроме того, медь (I) существует в виде прочного комплекса в водном растворе и редко встречается. Медь (II) образует моноядерные комплексы, которые являются парамагнитными и предпочитают лиганды серы и азота.
Медь необходима в организме человека как катализатор и в составе ферментов. Медь в основном участвует в окислительно-восстановительных реакциях в организме, но также играет роль в транспортировке железа в плазме крови.
Технически медь-64 может воспроизводиться несколькими способами. различные реакции с использованием наиболее распространенных методов с использованием либо реактора, либо ускорителя. Тепловые нейтроны могут производить Cu с низкой удельной активностью (количество распадов в секунду на количество вещества) и низким выходом через реакцию Cu (n, γ) Cu. В исследовательском реакторном центре Университета Миссури (MURR) Cu была произведена с использованием высокоэнергетических нейтронов посредством реакции Zn (n, p) Cu с высокой удельной активность, но низкая урожайность. При использовании биомедицинского циклотрона ядерная реакция Ni (p, n) Cu может производить большие количества нуклида с высокой удельной активностью.
Болезнь Вильсона - редкое заболевание, при котором медь чрезмерно удерживается в организме. Токсичные уровни меди могут привести к отказу органов и преждевременной смерти. Cu используется для изучения удержания меди во всем теле у пациентов с этим заболеванием. Этот метод также позволяет разделить гетерозиготных носителей и гомозиготных нормальных.
Этилглиоксаль-бис (тиосемикарбазон ) потенциально полезен в качестве радиофармпрепарата ПЭТ с различными изотопами меди.. Cu-ETS использовался для экспериментальных доклинических оценок миокардиальной, церебральной и опухолевой перфузии с линейной зависимостью между почечным захватом и кровотоком. Перфузия почек также может быть оценена с помощью КТ или МРТ вместо ПЭТ, но с недостатками: КТ требует введения потенциально токсичных контрастных веществ, а если требуется повторное сканирование, компьютерная томография подвергнет пациента еще большему ионизирующему излучению. МРТ позволяет избежать этого излучения, но ее трудно реализовать, и часто возникают артефакты движения. Таким образом, сканирование ПЭТ с использованием изотопов меди предлагает количественные измерения и подходит для использования в оценке регионарной почечной перфузии.
in vivo метаболизм бифункциональных хелатов важен для оптимального воздействия на конкретные органы или опухоли. Cu TETA-Octreotide представляет собой хелат , который, как было показано, связывается с рецептором соматостатина. Это, в свою очередь, подавляло рост опухолей, положительных по рецепторам соматостатина, у крыс. Однако это соединение проявило активность в крови, печени и костном мозге. Диссоциировал ли хелат и приводил ли он к связыванию Cu с белком супероксиддисмутазой (SOD) в печени крыс, исследовали с использованием гель электрофореза анализа для обнаружения SOD. Было показано, что Cu действительно отделяется от хелатора TETA и связывается с SOD и, в меньшей степени, с другими белками. Это происходит потому, что хелатные биомолекулы не являются термодинамически стабильными или кинетически нестабильными. Однако кинетическая стабильность является более важным фактором при определении стабильности in vivo, чем термодинамическая стабильность. Для предотвращения этой нежелательной диссоциации необходимы молекулы с более высокой стабильностью.
Три различных соединения тетраазациклододекановых лигандов с метанфосфонатными функциональными группами были синтезированы и протестированы на их стабильность in vivo. Все они были помечены Cu, а затем изучены на предмет их биораспределения в органах крыс (печень, почки, кровь и кости). Cu-DO2P продемонстрировал наиболее эффективный клиренс через кровь, печень и почки из всех протестированных лигандов и имел такое же поглощение и клиренс в этих органах, что и Cu-TETA. Лиганд Cu-DO2P имел наивысшую стабильность in vivo и, таким образом, делает его сильным кандидатом в радиофармпрепараты меди.
Чтобы лучше понять стабильность in vivo конъюгированного пептида CB-TE2A и Cu-TETA, кросс-мостиковые моноамиды, были синтезированы и протестированы на их биораспределение. CB-TEAMA, CB-MeTEAMA и CB-PhTEAMA были произведены. Удержание в нецелевых тканях, таких как печень, затрудняет полную характеристику пептида, поэтому необходимы молекулы, очищающие эти органы. Результаты показали, что CB-TE2A действительно имеет хорошее биораспределение и стабильность in vivo, а также все комплексы с перекрестными мостиками. Таким образом, это свидетельствует в пользу CB-TE2A в качестве бифункционального хелатора без дополнительной модификации.
Было показано, что пептид бомбезин является сверхэкспрессируется рецепторами BB2 при раке простаты. CB-TE2A, стабильная хелатная система для Cu, была включена с аналогами бомбезина для исследований рака простаты in vitro и in vivo. Исследования изображений с помощью ПЭТ / КТ показали, что он избирательно поглощается ксенотрансплантатами опухоли простаты со сниженным поглощением нецелевыми тканями. Другие исследования показали, что при нацеливании на рецептор гастрин-высвобождающего пептида рак поджелудочной железы и груди можно обнаружить с помощью ПЭТ-визуализации.
Cu-ATSM - медь (II) (диацетил-бис (N4- метилтиосемикарбазон)) - изучается в качестве возможного средства лечения рака. Было показано, что Cu-ATSM (диацетил-бис (N4-метилтиосемикарбазон)) увеличивает время выживания животных с опухолями без острой токсичности. Было показано, что области с низкой задержкой кислорода устойчивы к лучевой терапии, потому что гипоксия снижает летальные эффекты ионизирующего излучения. Считалось, что Cu убивает эти клетки из-за своих уникальных свойств распада. В этом эксперименте животным моделям с колоректальными опухолями с индуцированной гипоксией и без нее вводили Cu-ATSM. Cu-ATSM преимущественно поглощается гипоксическими клетками, а не нормоксическими клетками. Результаты показали, что это соединение увеличивало выживаемость хомяков с опухолями по сравнению с контролем. В контрольных группах смерть из-за опухолевой нагрузки наступала в течение 20 дней-недель, в то время как у животных с дозой более 6 мКи радиоизотопа рост опухоли подавлялся, а выживаемость увеличивалась до 135 дней у 50% животных. Результаты также показали, что многократные дозы и однократная доза 10 мКи были одинаково эффективны, в то время как режим многократных доз более безопасен для тканей, не являющихся мишенями.
Радиотерапия раковых клеток с использованием Cu может применяться в медицинских исследованиях и клинической практике. практика. Преимущества лучевой терапии с бета-излучателями этой энергии состоят в том, что ее достаточно, чтобы нанести существенный ущерб клеткам-мишеням, но средний диапазон в ткани составляет менее миллиметра, так что ткани, не являющиеся мишенями, вряд ли будут повреждены. Кроме того, Cu является излучателем позитронов, что делает его жизнеспособным для получения изображений с помощью ПЭТ радионуклида, который может давать изображения физиологических процессов в системе в реальном времени. Эти возможности в сочетании позволяют точно отслеживать распределение лекарств и биокинетику одновременно. Радиотерапевтическая эффективность меди-64 в значительной степени зависит от доставки радиолиганда к клеткам-мишеням, поэтому разработка бифункциональных хелатов играет центральную роль в развитии потенциала Cu как радиофармацевтического препарата.
