L' Ittrio 90 (90Y) è un radionuclide di grande interesse per applicazioni dimedicina nucleare.
Grazie all'assenza di emissione di fotoni e alla penetrazione nei tessuti dei ß- prodotti di massimo 11 mm, l'90Y trova largo impiego nel trattamento locale dei tumori attraverso tecniche di Brachiterapia.
Inoltre negli ultimi anni farmaci marcati con 90Y sono stati utilizzati per lo sviluppo di una nuova sonda per Chirurgia Radio Guidata che sfrutta la rivelazione delle particelle ß.
Dall'altra parte, in assenza di fotoni, la radiazione prodotta da farmaci ß- emettitori è più difficile da rivelare con le tecniche tradizionalmente usate in medicina nucleare, rendendo molto complesso lo sviluppo e il test di nuovi radiofarmaci marcati con 90Y.
Per la validazione di un radiofarmaco è infatti necessario conoscere la sua biocinetica e quindi misurare l'attività (ovvero la quantità di radiofarmaco) captata dai vari organi nel soggetto che si vuole studiare.
Per questo motivo, in questo progetto di ricerca si vuole realizzare un rivelatore ottimizzato per la rivelazione di ß- al fine di misurare la captazione di radiofarmaco da parte di organi di piccoli animali, ricavano quindi la sua biocinetica.
Il dispositivo è composto da cristalli di p-terfenile (alta efficenza ai ß-) letti da matrici di SiPM. L'elettronica di acquisizione e l'algoritmo per la determinazione della rate di conteggi rivelati dal sistema sono ottimizzati per le attività attese nei vari organi di un piccolo animale.
Un rivelatore così composto permetterebbe di misurare con alta precisione l'attività di campioni biologici di piccole dimensioni, potendo quindi portare un concreto apporto allo sviluppo di nuovi radiofarmaci marcati con 90Y.
Tali radiofarmaci andrebbero ad aumentare i campi di applicazioni del 90Y sia nello sviluppo di nuove terapie che in quello di nuove tecniche di diagnostica.
Il progetto proposto porterà allo sviluppo di un rivelatore, di semplice utilizzo e specificatamente disegnato per le misure di campioni contenenti radiofarmaci marcati con radionuclidi ß- emettitori puri.
Un dispositivo così disegnato andrà a rispondere alla mancanza di tecniche per la rivelazione di ß- emettitori.
Misurare l'attività accumulata in un organo o tessuto di interesse, ovvero la concentrazione del radiofarmaco nello stesso, è di fondamentale importanza per ottenere la sua biodistribuzione nell'organismo e la captazione del radiofarmaco nella lesione. Tali informazioni sono necessarie per avviare poi i protocolli di validazione presso le agenzie del farmaco.
Il dispositivo proposto troverà largo impiego per le misure di attività dei radiofarmaci marcati con 90Y e in particolare nelle misure preliminari di biodistribuzione di nuovi radiofarmaci su piccoli animali.
Nel caso di emettitori ß- puri infatti, data la mancanza di produzione di fotoni, non è possibile sfruttare le tecniche di rivelazione standard (Gamma Camera, imaging SPECT) largamente sfruttate per altri radiofarmaci ß- (come quelli marcati 131I e il 177Lu) che producono anche un flusso di fotoni.
In piccoli animali inoltre a causa della ridotta quantità di radiofarmaco somministrata (negli organi si può osservare una captazione nel 1-10kBq/mL) non è possibile sfruttare ne la radiazione bremsstrahlung prodotta dal frenamento degli elettroni nei tessuti, ne il canale di decadimento di ß+ del 90Y (32 decadimenti per milione) avendo un Branching Ratio troppo basso per osservarlo.
A causa della mancanza e della difficoltà di attuazione di tecniche per le misure di attività di 90Y nel range di interesse, la possibilità di validare nuovi radiofarmaci marcati con tale radionuclide è molto limitata.
Il dispositivo proposto in questo Progetto di Ricerca andrebbe quindi ad ampliare le possibilità di uso di 90Y per la validazione e la produzione di nuovi radiofarmaci, aumentando i campo di applicazione sia nel settore della diagnostica che in quello delle nuove terapie. Tutto ciò darà quindi slancio alla ricerca chimica e farmaceutica per la ricerca di nuove molecole captanti per nuove lesioni o testando farmaci già validati con marcatura con 90Y.
[1] Wright C.L. et al. Theranostic Imaging of Yttrium-90 BioMed Research International Volume 2015, Article ID 481279. doi: 10.1155/2015/481279