Ontwikkeling van radioactieve lanthanidehoudende nanodeeltjes voor radiofarmaceutische toepassingen

Nanodeeltjes (NP's) hebben unieke fysische en chemische eigenschappen door hun hoge oppervlakte en nanoschaalgrootte (meestal 1-100 nm). In de afgelopen tien jaar is de ontwikkeling van nanodeeltjes voor medische toepassingen steeds populairder geworden, omdat ze de beperkingen van de conventionele chemotherapie hebben kunnen overwinnen. Een van de belangrijkste voordelen van NP's is dat ze chemisch zo kunnen worden aangepast dat ze specifiek gericht zijn op kankercellen en -weefsels en dat ze kunnen worden gebruikt in een verscheidenheid aan beeldvormingsmodaliteiten: fluorescerende beeldvorming (FI), magnetische beeldvormingsresonantie (MRI). Wanneer deze NP's zijn gecoat met een matrix om kankercellen aan te pakken, kunnen ze worden gebruikt om kankerlaesies te visualiseren met behulp van FI en/of MRI. 161Tb heeft de afgelopen jaren steeds meer belangstelling gekregen vanwege de gunstige eigenschappen voor gerichte radionuclidetherapie (TRNT). 161Tb vervalt (t1/2 = 6,9 d) door de uitstoot van laag-energetische β-deeltjes (Eβ-gemiddelde = 154 keV). Deze β-deeltjes hebben een maximaal weefselbereik van 0,29 mm en een lineaire energieoverdracht (LET) van ongeveer 0,32 keV/ μm, die geschikt is voor de behandeling van gemetastaseerde maligniteiten. Daarnaast komt bij het vervalproces van 161Tb Auger/conversie-elektronen vrij (energie ≤ 50 keV). Deze Auger/conversie-elektronen geven een veel hogere lokale dosisdichtheid vrij door hun kortere bereik in het weefsel (0,5 - 30 µm), waardoor ze bijdragen aan de therapeutische anti-tumor effecten van 161Tb (Muller et al. 2014) zonder bijkomende neveneffecten te veroorzaken. Tot nu toe hebben slechts enkele studies het therapeutisch potentieel van 161Tb geëvalueerd, waardoor het een innovatieve radionuclide is. Deze voorstudies hebben aangetoond dat het therapeutisch effect van 161Tb gelabelde verbindingen superieur is aan het effect van hun 177Lu-, 67Cu- of 47Sc-gelabelde tegenhangers wanneer ze in dezelfde dosis worden toegediend. 161Tb is typisch gebonden aan vectormoleculen (peptiden, nanobodies, eiwitten, ...) door de coördinatie van het 161Tb-atoom met een chelaterende ligand zoals DOTA. Een potentieel probleem met het gebruik van een dergelijke 161Tb-constructie is dat deze metaalcomplexen kunnen lijden aan instabiliteit onder fysiologische omstandigheden. Daarom moet chelator gebonden 161Tb het risico lopen om uit de chelator vrij te komen, wat zou resulteren in off target accumulatie van de vrije 161Tb. Daarom proberen we dit probleem te omzeilen door de 161Tb te consolideren in een NP. Door een therapeutische radionuclide zoals 161Tb in nanodeeltjes op te nemen kan het toepassingspotentieel van 161Tb drastisch worden vergroot.