Målrettet alfaterapi kan levere stråling til specifikke celler, med minimal indvirkning på omgivelserne, sunde celler. Kredit:Michelle Lehman og Jaimee Janiga/ORNL, US Department of Energy
En sjælden isotop i høj efterspørgsel til behandling af kræft er nu mere tilgængelig for medicinalvirksomheder, der udvikler og tester nye lægemidler.
U.S. Food and Drug Administration anerkendte for nylig modtagelsen af Oak Ridge National Laboratorys lægemiddelmasterfil for actinium-225 nitrat, som gør det muligt for medicinalvirksomheder at henvise til dokumentet for at understøtte ansøgninger om deres egne Ac-225-baserede lægemidler uden at afsløre proprietære oplysninger. FDA kræver, at en aktiv farmaceutisk ingrediens har en aktiv lægemiddelmaster, før den godkender produkter, der indeholder denne ingrediens. Denne fil indeholder information om Ac-225 afledt af thorium-229, herunder materialer, der er brugt ved fremstillingen, og de nuværende processer for god fremstillingspraksis, der er involveret i dets produktion.
ORNL producerer Ac-225 for Department of Energy's isotopprogram, som derefter sælger det til forskning og applikationer. For at imødekomme føderale missioner, lette den nye teknologi, reducere USA's afhængighed af udenlandsk forsyning og fremme landets økonomiske velstand og tekniske styrke, DOE-isotopprogrammet leverer kritiske isotoper, der er en mangelvare.
Ac-225, et henfaldsprodukt af thorium-229, bruges til målrettet alfaterapi behandling af visse typer prostata, hjerne og neuroendokrine kræftformer. De højenergiske alfapartikler, den frigiver, kan afbryde DNA-processer, forhindre kræftceller i at replikere eller endda dræbe dem helt.
Men Ac-225 forekommer ikke naturligt. ORNL, for DOE isotopprogrammet, producerer størstedelen af verdens forsyning.
"Løftet om målrettet alfa -terapi er så stort, efterspørgslen efter radioisotopen opvejer allerede den producerede mængde, " sagde ORNL's Laura Harvey. For at øge udbuddet, Isotopprogrammet understøtter også produktionen af Ac-225 gennem andre metoder, herunder ved brug af acceleratorer.
Harvey er en del af et ORNL-team, der producerer Ac-225 fra et lager af thorium-229, der er lagret hos ORNL. Et biprodukt fra tidligere nukleare programmer, thoriummaterialet blev adskilt og genvundet for at opbygge ORNL's nuværende inventar. Ac-225 er en af de vigtigste radioisotoper, der opstår, når thorium henfalder.
Thorium-229-lageret behandles periodisk for at genvinde radium-225, som henfalder til Ac-225, der genvindes og bruges til behandling af kræft. Radium-225, der akkumuleres, bliver en sekundær kilde til Ac-225. Hver uge, ORNL-teamet høster Ac-225 for yderligere rensning og emballering til forsendelser, der sendes til kunder rundt om i verden til grundforskning, kliniske forsøg og behandlinger.
En renset prøve af actinium-225, produceret på ORNL's Radiochemical Engineering Development Center, lyser blåt, når luften, der omgiver den, ioniseres af alfapartikler. Kredit:ORNL, US Department of Energy
"Hele fordelen ved det radioaktive henfald er, at vi ikke behøver at gøre noget magisk ved thoriumet for at holde det producerer Ac-225, "sagde ORNLs Paul Benny." Det er en lang levetid ressource, som vi løbende kan høste. "
Videnskaben, der tillader adskillelse af isotoper, er resultatet af årtiers banebrydende radioisotopadskillelseseksperimenter på ORNL's High Flux Isotope Reactor and Radiochemical Engineering Development Center, med støtte fra DOE Isotope Program. ORNL begyndte først arbejdet med at udvinde Ac-225 fra thoriumlagret for mere end to årtier siden, sende sin første forsendelse ind - til National Cancer Institute - i 1997.
Opfyldelse af FDA's nuværende Good Manufacturing Practice -krav til en ny aktiv farmaceutisk ingrediens tager typisk et par år, men ORNL og DOE Isotope Program udviklede en plan og implementerede kravene i løbet af 13 måneder for sin onsite Ac-225 produktion. Harvey sagde, at laboratoriedækkende samarbejde og støtte gjorde denne tidslinje mulig.
ORNL forpligtede sig også til Ac-225-indsatsen, giver dedikeret plads til varmeceller og handskerum, lagerplads, hvor materialer kan sikres og nyt udstyr. Teamet – som omfatter teknikere, vogtere, ledere og andre - modtog specialiseret træning i processen.
"Alle på laboratoriet arbejdede så hårdt for at sikre, at Ac-225-programmet havde det, det havde brug for for at komme videre, " sagde Harvey.
Det er fordi de indser betydningen af arbejdet, sagde Benny. Selvom Ac-225 er i kliniske forsøg i USA, andre lande har allerede behandlet hundredvis af kræftpatienter med Ac-225 og dets forfaldne datter, vismut-213. DOE's Isotope Program administrerer distributionen af Ac-225 gennem National Isotope Development Center.
En patient fra Tyskland, som havde nydt godt af behandlinger med ORNL-produceret Ac-225, gjorde sig den ulejlighed at kontakte en ORNL-forsker, der var involveret i tidligere produktion af Ac-225, at takke hende og fortælle hende, hvordan hans liv var blevet bedre på grund af ORNL's indsats.
"Teammedlemmer ved, at nogle af forsendelserne går direkte til patienter over hele verden, "Benny sagde." Det er spændende, når du indser, hvad vi gør, og som har en direkte indvirkning på menneskers liv. Det kan gøre en forskel, når du kan give folk håb og værktøjerne til at bekæmpe kræft."