El actinio-225 ( 225 Ac , Ac-225 ) es un isótopo del actinio . Sufre desintegración alfa hasta francio-221 con una vida media de 10 días y es un producto de desintegración intermedio en la serie del neptunio (la cadena de desintegración que comienza en 237 Np ). Excepto por cantidades minúsculas que surgen de esta cadena de desintegración en la naturaleza, el 225 Ac es completamente sintético .
Las propiedades de descomposición del actinio-225 son favorables para su uso en la terapia alfa dirigida (TAT); Los ensayos clínicos han demostrado la aplicabilidad de los radiofármacos que contienen 225 Ac para tratar varios tipos de cáncer . Sin embargo, la escasez de este isótopo derivada de su necesaria síntesis en ciclotrones limita sus posibles aplicaciones.
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El actinio-225 tiene una vida media de 10 días y se desintegra por emisión alfa . Forma parte de la serie del neptunio , pues surge como producto de la desintegración del neptunio-237 y sus hijos como el uranio-233 y el torio-229 . Es el último nucleido de la cadena con una vida media superior a un día hasta el penúltimo producto, el bismuto-209 (vida media2,01 × 10 19 años). [1] El producto final de desintegración del 225 Ac es 205 Tl estable .
Como miembro de la serie del neptunio, no se encuentra en la naturaleza excepto como producto de trazas de 237 Np y sus hijas formadas por reacciones de captura de neutrones en 232 Th y 238 U primordiales . [2] Es mucho más raro que el 227 Ac y el 228 Ac, que se encuentran respectivamente en las cadenas de desintegración del uranio-235 y el torio-232 . Su abundancia se estimó en menos de1,1 × 10 −19 en relación con 232 Th y alrededor9,9 × 10 −16 en relación con 230 Th en equilibrio secular . [2]
El actinio-225 fue descubierto en 1947 como parte de la hasta entonces desconocida serie de neptunio, poblada por la síntesis de 233 U. [3] Un equipo de físicos del Laboratorio Nacional de Argonne dirigido por F. Hagemann informó inicialmente sobre el descubrimiento de 225 Ac y identificó su vida media de 10 días. [4] Independientemente, un grupo canadiense liderado por A. C. English identificó el mismo esquema de descomposición; Ambos artículos fueron publicados en el mismo número de Physical Review . [3] [5] [6]
Como el 225 Ac no se encuentra en cantidades apreciables en la naturaleza, debe sintetizarse en reactores nucleares especializados. La mayor parte del 225 Ac resulta de la desintegración alfa del 229 Th, pero este suministro es limitado porque la desintegración del 229 Th (vida media 7340 años) es relativamente lenta debido a su vida media relativamente larga. [7] También es posible generar 225 Ac a partir de radio-226 en la reacción 226 Ra(p,2n). El potencial para poblar 225 Ac usando un objetivo de 226 Ra se demostró por primera vez en 2005, aunque la producción y el manejo de 226 Ra son difíciles debido al costo respectivo de extracción y los peligros de los productos de descomposición como el radón-222 . [7]
Alternativamente, se puede producir 225 Ac en reacciones de espalación en un objetivo de 232 Th irradiado con haces de protones de alta energía . [8] Las técnicas actuales permiten la producción de cantidades de milicurios de 225 Ac; sin embargo, luego debe separarse de otros productos de reacción. [9] Esto se hace permitiendo que algunos de los nucleidos de vida más corta se descompongan; A continuación se purifican químicamente los isótopos de actinio en células calientes y se concentra el 225 Ac. Se debe tener especial cuidado para evitar la contaminación con el actinio-227 emisor beta de vida más larga . [8]
Durante décadas, la mayor parte del 225 Ac se produjo en una instalación (el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee), lo que redujo aún más la disponibilidad de este isótopo incluso con contribuciones menores de otros laboratorios. [8] Ahora se produce 225 Ac adicional a partir de 232 Th en el Laboratorio Nacional de Los Alamos y el Laboratorio Nacional de Brookhaven . [10] Las instalaciones TRIUMF y los laboratorios nucleares canadienses han formado una asociación estratégica en torno a la producción comercial de actinio-225. [11]
El bajo suministro de 225 Ac limita su uso en la investigación y el tratamiento del cáncer . Se estima que el suministro actual de 225 Ac sólo permite unos mil tratamientos contra el cáncer al año. [7] [12]
Los emisores alfa como el actinio-225 se prefieren en el tratamiento del cáncer debido al corto alcance (unos pocos diámetros celulares ) de las partículas alfa en el tejido y su alta energía, lo que las hace altamente efectivas para atacar y matar las células cancerosas ; específicamente, las partículas alfa son más eficaz para romper las cadenas de ADN . La vida media de 10 días del 225 Ac es lo suficientemente larga para facilitar el tratamiento, pero lo suficientemente corta como para que quede poco en el cuerpo meses después del tratamiento. [10] Esto contrasta con el 213 Bi investigado de manera similar, cuya vida media de 46 minutos requiere generación in situ y uso inmediato. Además, el 225 Ac tiene una dosis letal media de varios órdenes de magnitud mayor que el 213 Bi debido a su vida media más larga y las posteriores emisiones alfa de sus productos de desintegración. Cada desintegración de 225 Ac a 209 Bi genera cuatro partículas alfa de alta energía, lo que aumenta considerablemente su potencia. [10] [13]
A pesar de su disponibilidad limitada, se han completado varios ensayos clínicos que demuestran la eficacia del 225 Ac en la terapia alfa dirigida. [8] [13] Se han probado complejos que incluyen 225 Ac, como anticuerpos marcados con 225 Ac, para atacar varios tipos de cáncer, incluidos la leucemia , el carcinoma de próstata y el carcinoma de mama en humanos. [13] Por ejemplo, un fármaco experimental a base de 225 Ac ha demostrado eficacia contra la leucemia mieloide aguda sin dañar al paciente. Se están realizando más ensayos clínicos de otros medicamentos. [10]