El yodo-125 ( 125 I) es un radioisótopo del yodo que se utiliza en ensayos biológicos , imágenes de medicina nuclear y en radioterapia como braquiterapia para tratar una serie de afecciones, entre ellas el cáncer de próstata , los melanomas uveales y los tumores cerebrales . Es el segundo radioisótopo del yodo de vida más larga, después del yodo-129 .
Su vida media es de 59,392 días y se desintegra por captura de electrones a un estado excitado de telurio-125 . Este estado no es el metaestable 125m Te, sino más bien un estado de energía más baja que se desintegra inmediatamente por desintegración gamma con una energía máxima de 35 keV . Parte del exceso de energía del 125 Te excitado puede convertirse internamente en electrones expulsados (también a 35 keV), o en rayos X (de bremsstrahlung de electrones ), y también en un total de 21 electrones Auger , que se producen a las bajas energías de 50 a 500 electronvoltios. [3] Finalmente, el estado fundamental estable 125 Te se produce como producto de desintegración final.
En aplicaciones médicas, la conversión interna y los electrones Auger causan poco daño fuera de la célula que contiene el átomo del isótopo. Los rayos X y los rayos gamma tienen una energía lo suficientemente baja como para administrar una dosis de radiación más alta de manera selectiva a los tejidos cercanos, en la braquiterapia "permanente" en la que las cápsulas de isótopos se dejan en su lugar ( el 125 I compite con el paladio-103 en tales usos). [4]
Debido a su vida media relativamente larga y a la emisión de fotones de baja energía que pueden detectarse mediante detectores de cristal de contador gamma , el 125 I es un isótopo preferido para marcar anticuerpos en radioinmunoensayos y otros procedimientos de recuento gamma que involucran proteínas fuera del cuerpo. Las mismas propiedades del isótopo lo hacen útil para la braquiterapia y para ciertos procedimientos de exploración de medicina nuclear, en los que se une a proteínas ( albúmina o fibrinógeno ), y donde se requiere una vida media más larga que la proporcionada por el 123 I para pruebas de diagnóstico o de laboratorio que duran varios días.
El yodo-125 se puede utilizar para escanear o obtener imágenes de la tiroides , pero se prefiere el yodo-123 para este propósito, debido a una mejor penetración de la radiación y una vida media más corta (13 horas). El 125 I es útil para las pruebas de la tasa de filtración glomerular (TFG) en el diagnóstico o el seguimiento de pacientes con enfermedad renal . El yodo-125 se utiliza terapéuticamente en tratamientos de braquiterapia de tumores . Para la ablación por radioterapia de tejidos que absorben yodo (como la tiroides) o que absorben un radiofármaco que contiene yodo , el yodo-131, emisor beta , es el isótopo preferido.
Al estudiar la inmunidad de las plantas , se utiliza 125 I como radiomarcador para rastrear ligandos y determinar a qué receptores de reconocimiento de patrones (PRR) de plantas se unen. [5]
El 125 I se produce por la desintegración por captura de electrones del 125 Xe , que es un isótopo artificial del xenón , creado a su vez por captura de neutrones del casi estable 124 Xe (sufre una doble captura de electrones con una vida media órdenes de magnitud mayor que la edad del universo), que constituye alrededor del 0,1% del xenón natural. Debido a la ruta de producción artificial del 125 I y a su corta vida media, su abundancia natural en la Tierra es prácticamente cero.
El 125 I es un radionúclido producido en reactores y disponible en grandes cantidades. Su producción implica las dos reacciones nucleares siguientes :
El objetivo de la irradiación es el nucleido primordial 124 Xe, que es el isótopo objetivo para fabricar 125 I por captura de neutrones . Se carga en cápsulas de irradiación de la aleación de circonio zircaloy-2 (una aleación resistente a la corrosión transparente a los neutrones ) a una presión de aproximadamente 100 bar (~ 100 atm ) . Tras la irradiación con neutrones lentos en un reactor nuclear , se producen varios radioisótopos de xenón . Sin embargo, solo la desintegración de 125 Xe conduce a un radioyodo: 125 I. Los otros radioisótopos de xenón se desintegran en xenón estable o en varios isótopos de cesio , algunos de ellos radiactivos (entre otros, el 135 Cs de larga duración ( t ½ = 1,33 Ma) y el 137 Cs ( t ½ = 30 a)).
Los tiempos de irradiación largos son desventajosos. El propio yodo-125 tiene una sección eficaz de captura de neutrones de 900 barns y, en consecuencia, durante una irradiación larga, parte del 125 I formado se convertirá en 126 I, un emisor beta y de positrones con una vida media de 12,93 días, [1] que no es médicamente útil. En la práctica, el tiempo de irradiación más útil en el reactor es de unos pocos días. Después, se permite que el gas irradiado se descomponga durante tres o cuatro días para eliminar los radioisótopos no deseados de vida corta y permitir que el xenón-125 recién producido ( t ½ = 17 horas) se descomponga en yodo-125.
Para aislar el radioyodo, la cápsula irradiada se enfría primero a baja temperatura (para condensar el gas de yodo libre sobre la pared interna de la cápsula) y el gas Xe restante se ventila de manera controlada y se recupera para su uso posterior. Luego, las paredes internas de la cápsula se enjuagan con una solución diluida de NaOH para recolectar el yodo como yoduro soluble (I − ) e hipoyodito (IO − ), de acuerdo con la reacción de desproporción estándar de halógenos en solución alcalina . Cualquier átomo de cesio presente se oxida inmediatamente y pasa al agua como Cs + . Para eliminar cualquier 135 Cs y 137 Cs de larga vida que pueda estar presente en pequeñas cantidades, la solución se pasa a través de una columna de intercambio catiónico , que intercambia Cs + por otro catión no radiactivo (por ejemplo, Na + ). El yodo radiactivo (como anión I − o IO − ) permanece en solución como una mezcla de yoduro/hipoyodito.
El yodo-125 está disponible comercialmente en solución diluida de NaOH como 125 I-yoduro (o hipoyodito de sodio hipohalito , NaIO). La concentración radiactiva se encuentra entre 4 y 11 GBq/mL y la radiactividad específica es > 75 GBq/μmol (7,5 × 10 16 Bq/mol) . La pureza química y radioquímica es alta. La pureza radionucleídica también es alta; algo de 126 I ( t 1/2 = 12,93 d) [1] es inevitable debido a la captura de neutrones mencionada anteriormente. El contenido tolerable de 126 I (que está determinado por el isótopo no deseado que interfiere con los cálculos de dosis en braquiterapia ) se encuentra en aproximadamente el 0,2 % atómico ( fracción atómica ) del yodo total (el resto es 125 I).
En octubre de 2019, había dos productores de yodo-125: el reactor nuclear McMaster en Hamilton , Ontario , Canadá; y un reactor de investigación VVR-SM en Uzbekistán. [6] El reactor McMaster es actualmente el mayor productor de yodo-125, produciendo aproximadamente el 60 por ciento del suministro mundial en 2018; [7] y el suministro mundial restante se produjo en el reactor con sede en Uzbekistán. Anualmente, el reactor McMaster produce suficiente yodo-125 para tratar a aproximadamente 70.000 pacientes. [8]
En noviembre de 2019, el reactor de investigación de Uzbekistán se apagó temporalmente para facilitar las reparaciones. La parada temporal amenazó el suministro mundial del radioisótopo al dejar al reactor McMaster como único productor de yodo-125 durante ese período. [6] [8]
Antes de 2018, el reactor National Research Universal (NRU) en Chalk River Laboratories en Deep River , Ontario, era uno de los tres reactores que producían yodo-125. [9] Sin embargo, el 31 de marzo de 2018, el reactor NRU se cerró permanentemente antes de su desmantelamiento programado en 2028, como resultado de una orden del gobierno. [10] [11] El reactor nuclear ruso equipado para producir yodo-125, estuvo fuera de línea en diciembre de 2019. [6]
El mecanismo detallado de desintegración para formar el nucleido hija estable telurio-125 es un proceso de varios pasos que comienza con la captura de electrones . A esto le sigue una cascada de relajación de electrones a medida que el hueco electrónico del núcleo se mueve hacia los orbitales de valencia . La cascada involucra muchas transiciones Auger , cada una de las cuales hace que el átomo se ionice cada vez más . La captura de electrones produce un núcleo de telurio-125 en un estado excitado con una vida media de 1,6 ns, que sufre una desintegración gamma emitiendo un fotón gamma o un electrón de conversión interna a 35,5 keV. Una segunda cascada de relajación de electrones sigue a la desintegración gamma antes de que el nucleido llegue al reposo. A lo largo de todo el proceso se emite un promedio de 13,3 electrones (10,3 de los cuales son electrones Auger ), la mayoría con energías inferiores a 400 eV (79% de rendimiento). [12] En un estudio se ha descubierto que la conversión interna y los electrones Auger del radioisótopo producen poco daño celular, a menos que el radionúclido se incorpore directamente de manera química al ADN celular , lo que no es el caso de los radiofármacos actuales que utilizan 125 I como núclido marcador radiactivo. [13]
Al igual que con otros radioisótopos de yodo, la captación accidental de yodo-125 en el cuerpo (principalmente por la glándula tiroides ) se puede bloquear mediante la administración inmediata de yodo-127 estable en forma de sal de yoduro. [14] [15] El yoduro de potasio (KI) se utiliza típicamente para este propósito. [16]
Sin embargo, no se recomienda la automedicación preventiva injustificada de KI estable para evitar alterar la función tiroidea normal . Este tratamiento debe dosificarse con cuidado y requiere una cantidad adecuada de KI prescrita por un médico especialista.