ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН: РЕАКТОРНЫЕ ИЗОТОПЫ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ТЕРАПИИ

Радиоактивные изотопы редкоземельных элементов обладают эффективными ядерно-физическими свойствами и являются перспективными для разработки новых радиофармпрепаратов (РФП) терапевтического назначения. К редкоземельным элементам (РЗЭ) относятся 17 элементов побочной подгруппы III группы периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева с атомными номерами 21, 39, 57, 58–71: скандий, иттрий, лантан и 14 лантаноидов. Некоторые радиоактивные изотопы данных элементов уже используются в медицине в качестве радиоактивной составляющей разрешенных к применению лекарственных средств, например, изотопы самария – ¹⁵³Sm [1] и ¹⁷⁷Lu [2], а для некоторых возможность их использования в медицине только изучается. Так, изотоп скандия – ⁴⁷Sc изучается как потенциальный радиоизотоп для тераностики онкологических заболеваний [3,4], гольмий – ¹⁶⁶Ho как изотоп для радиосиновектомии и брахитерапии [5], празеодим – ¹⁴²Pr перспективен для брахитерапии [6]. Способность редкоземельных элементов образовывать химические связи с органическими молекулами, в том числе пептидами природного и синтетического происхождения, является основой разработки новых препаратов для адресной терапии рака молочной и предстательных желёз, нейроэндокринных опухолей, диссеминированного рака лёгких и других видов заболеваний. Для определения перечня наиболее перспективных для облучения на ректоре ВВР-К РЗЭ с целью наработки радиоактивных изотопов была проведена оценка способов наработки радиоактивных изотопов и анализ их ядерно-физических характеристик по литературным данным. Такие изотопы как: ¹⁶⁶Ho, ¹⁶⁵Dy, ⁹⁰Y, ¹⁷⁵Yb, ¹⁵³Sm, ¹⁷⁷Lu, ¹⁴⁷Nd, ¹⁷⁰Tm, ¹⁵⁹Gd и ¹⁴¹Ce могут быть использованы в терапии онкологических заболеваний.

Данная исследовательская работа позволяет оценить возможность получения радиоизотопов РЗЭ по реакции (n, γ) на реакторе ВВР-К, а также отражает перспективы применения данных изотопов при разработке радиофармпрепаратов нового поколения для терапии онкозаболевавний.

1. United States Pharmacopoeia. (RMI05) Radiopharmaceuticals and Medical Imaging Agents 05. USP29 – NF24. – P. 1945.

2. European Pharmacopoeia Organisation. European Pharmacopoeia, Lutetium (177Lu) Solution for Radiolabelling. – 2016. – P. 1218–1219.

3. Mikolajczak R., Huclier-Markai S., Alliot C., et al. Production of scandium radionuclides for theranostic applications: towards standardization of quality requirements // EJNMMI radiopharm. chem. – 2021. – Vol. 19(6). – P. 1-40. https://doi.org/10.1186/s41181-021-00131-2

4. Deilami-nezhad L., Moghaddam-Banaem L., Sadeghi M., et al. Production and purification of Scandium-47: A potential radioisotope for cancer theranostics // Applied Radiation and Isotopes. – 2016. – Vol. 118. – P. 124–130. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2016.09.004

5. Klaassen N.J.M., Arntz M.J., Gil Arranja A. et al. The various therapeutic applications of the medical isotope holmium-166: a narrative review // EJNMMI radiopharm. chem. – 2019. – Vol. 19(4). – P. 1–26. https://doi.org/10.1186/s41181-019-0066-3

6. Bakht M. K., Sadeghi M. Internal radiotherapy techniques using radiolanthanide praseodymium-142: a review of production routes, brachytherapy, unsealed source therapy // Annals of Nuclear Medicine. – 2011. – Vol. 25(8). – P. 529–535. https://doi.org/10.1007/s12149-011-0505-z

7. Kostelnik, T. I., & Orvig, C. Radioactive Main Group and Rare Earth Metals for Imaging and Therapy // Chemical Reviews. – 2018. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00294

8. Nitipir C., Niculae D., Orlov C., et al. Update on radionuclide therapy in oncology // Oncol Lett. – 2017. – Vol. 14(6). – P. 7011–7015. https://doi.org/10.3892/ol.2017.7141

9. Sgouros G., Bodei L., McDevitt M.R. et al. Radiopharmaceutical therapy in cancer: clinical advances and challenges // Nat. Rev. Drug Discov. – 2020. – Vol. 19. – P. 589–608. https://doi.org/10.1038/s41573-020-0073-9

10. Moding E.J., Kastan M.B., Kirsch D.G. Strategies for optimizing the response of cancer and normal tissues to radiation // Nat. Rev. Drug Discov. – 2013. – Vol. 12(7). – P. 526–542. https://doi.org/10.1038/nrd4003

11. Qaim S. M. Therapeutic radionuclides and nuclear data // Radiochimica Acta. – 2001. – Vol. 89(4-5). – P. 297–302. https://doi.org/10.1524/ract.2001.89.4-5.297

12. Yeong C.H., Cheng M.H., Ng K.H. Therapeutic radionuclides in nuclear medicine: current and future prospects // J Zhejiang Univ Sci B. – 2014. – Vol. 15(10). – P. 845– 863. https://doi.org/10.1631/jzus.B1400131

13. Nikolova E, Tonev D, Zhelev N, Neychev V. Prospects for Radiopharmaceuticals as Effective and Safe Therapeutics in Oncology and Challenges of Tumor Resistance to Radiotherapy // Dose Response. – 2021. – Vol. 19(1) – P. 19(1). https://doi.org/10.1177/1559325821993665

14. Gudkov S.V., Shilyagina N.Y., Vodeneev V.A., Zvyagin A.V. Targeted Radionuclide Therapy of Human Tumors // Int. J. Mol. Sci. – 2015. – Vol. 17(1). – P. 33. https://doi.org/10.3390/ijms17010033

15. Абишев М.Е., Нуршаева Ф.С. Исследование короткоживущих радионуклидов для диагностики онкологических заболеваний на основе практики в КазНИИ онкологии и радиологии // Вестник. Серия Физическая (ВКФ). – 2017. – № 3(62). – С. 68–72.

16. https://atom.kaeri.re.kr/nuchart

17. https://periodictable.com/Isotopes/064.158/index.full.prod.html