Utskrift från Malmö högskolas webbplats www.mah.se

Targeted tumor therapy: Auger transition properties in medical radionuclides

Kontaktperson: Jörgen Ekman
Ansvarig: Jörgen Ekman
Medarbetare: Per Jönsson, Henrik Hartman, Rickard du Rietz och Per Hyldgaard
Samarbetspartner: LUMCAS, CompAS
Finansiär: Krapperupstiftelsen, Crafoordska stiftelsen och Carl Tryggers stiftelse
Tidsram: 2014-08-01 -- 2016-12-31
Fakultet/institution: Fakulteten för teknik och samhälle, Institutionen för medieteknik och produktutveckling
Ämne: Naturvetenskap

Riktad behandling av tumörer med hjälp av radionuklider som skickar ut Auger-elektroner har nyligen blivit föremål för ett förnyat intresse, vilket beror på de lokaliserade och starka biologiska effekterna som Auger-elektroner har på tumörceller.

Dock återstår en del utmaningar att överbrygga innan denna metod kan användas i klinisk verksamhet. En utmaning består i att på ett noggrant sätt kunna bestämma vilken strålningsdos tumören och omgivande vävnad får från Auger-elektronerna. En jämförelse av existerande beräkningar visar att medelantalet utsända Auger-elektroner per sönderfall från den vanligt förekommande radionukliden 99mTc skiljer sig med en faktor 30, vilket är långtifrån tillfredsställande. En avgörande faktor för denna diskrepans är att det i dagsläget saknas mjukvara som på ett noggrant sätt kan beräkna övergångssannolikheter för Augerövergångar. Detta problem är någonting som har uppmärksammats av ”International Nuclear Data Comittee” (INDC) vilket utgör ett underorgan till ”International Atomic Energy Agency” (IAEA) . I en nyligen publicerad rapport skriver INDC (fritt översatt):  ”En omfattande beräkningsstrategi behöver utvecklas för att kunna bestämma energier och övergångssannolikheter för röntgen- och Auger-övergångar på ett mer noggrant och konsekvent sätt än vad som är möjligt idag.” Inom ramen för detta projekt adresserar vi detta problem

 

Description in English

Targeted tumor therapy using Auger electron emitting radionuclides represents an attractive alternative to more traditional treatments and has recently been the subject for a renewed interest. This is because of the strong biological effects, caused by the short range (on the nanometer scale) and high linear energy transfer (LET), of the emitted low-energy Auger electrons. Hence, if the radionuclide can be placed in the proximity of, or even within, the DNA molecule of a tumor cell, a decay following the emission of an Auger electron cascade will most likely cause a lethal damage to the cell due to double strand breaks in the DNA molecule. At the same time, the short range of the Auger electrons together with the use of radiochemical agents that differentiate out tumor cells, radiation dose delivery to healthy tissue can to a large extent be avoided.


Although promising, there are still major challenges to tackle before Auger electron treatment can be used in clinical practice. One of the challenges is to attach the radionuclides to suitable biochemical carriers that seek and enter the cell nucleus of the tumor cells. Consequently, a lot of effort is currently devoted to this task. Another challenge, directly related to the present project, is to accurately predict the yield and energy spectrum of the emitted Auger electrons. This information is needed for the determination of the absorbed dose in the tumor volume and surrounding tissue, and is therefore of crucial importance. A successful dose determination, however, ultimately relies on accurately calculated X-ray and Auger transition properties. The International Nuclear Data Committee (INDC), operated under the auspices of the International Atomic Energy Agency (IAEA), has given priority to this problem by establishing a new “Coordinated Research Project”, which states that: “A comprehensive calculational route needs to be developed to determine the energies and emission probabilities of the low-energy X- rays and Auger electrons to a higher degree of detail and consistency than is available at present.” This project aims to address that need.

Senast uppdaterad av Magnus Jando