Terbium-161

Tb-161 ondergaat bètamin-verval met een halveringstijd van 6,953(2) dagen en verandert daarbij in het stabiele Dysprosium-161 (Dy-161). De halveringstijd is iets—minder dan 5%—langer dan die van Lutetium-177 (Lu-177). Als bètastraler geeft het zijn energie slechts af over een korte afstand, wat de schade aan gezond weefsel beperkt.

Naast bètadeeltjes zendt Tb-161 ook een aanzienlijk aantal laag energetische conversie-elektronen en Auger-elektronen uit, wat resulteert in gemiddeld 2,27 elektronen per verval met energieën boven de 3 keV. Tb-161 zendt daarnaast zowel gammastraling als röntgenstraling uit, met name met een 43,1(5)% emissie rond 48 keV (±10%) en een 10,3(2)% emissie bij 74,6 keV. Deze fotonenergieën maken Tb-161 geschikt voor SPECT-beeldvorming.

Terbium-161 zou een alternatief kunnen zijn voor Lu-177 PSMA in radionuclidentherapie van gemetastaseerde castratieresistente prostaatkanker (mCRPC). De eigenschappen van Tb-161 lijken sterk op die van Lu-177, maar men vermoedt dat de extra emissie van conversie- en Auger-elektronen Tb-161 superieur maakt. Deze kort bereikbare elektronen kunnen mogelijk microscopische metastasen elimineren die niet zichtbaar zijn op PET-scans, maar wel kunnen leiden tot terugval en verdere uitzaaiing.

Net als andere recent geïntroduceerde therapeutische radionucliden, zoals Actinium-225 (Ac-225) en Lood-212 (Pb-212), vervalt Tb-161 naar een stabiele isotoop (Dysprosium-161), wat het risico op schadelijke dochterproducten met deeltjesemissie vermijdt.

NRG|PALLAS produceert Tb-161 in onze Hoge Flux Reactor (HFR) via neutronenbestraling van verrijkt Gadolinium-160 (Gd-160). Bij het invangen van een neutron verandert Gd-160 in Gd-161, een onstabiele isotoop die vervolgens bètaverval ondergaat. Dit proces resulteert in de vorming van Tb-161, met gelijktijdige emissie van bètadeeltjes en gammastraling.
De belangrijkste reactie wordt als volgt weergegeven:

Gd-160 (n,γ) Gd-161 → Tb-161 + β⁻ + γ

Het geproduceerde Tb-161 moet worden gescheiden van het resterende Gd-160, gezuiverd en verwerkt om te voldoen aan de vereiste kwaliteits- en veiligheidsnormen voordat het in de medische praktijk kan worden toegepast.

Tb-161, een van de vier medisch relevante terbium-isotopen, wordt beschouwd als de natuurlijke opvolger van Lu-177 vanwege de vergelijkbare chemische en nucleaire eigenschappen. Vergeleken met Lu-177 biedt Tb-161 een verbeterd therapeutisch potentieel door een hogere gelokaliseerde stralingsdosis af te leveren, vooral op micrometerschaal—wat in sommige gevallen leidt tot meer dan een verdubbeling van de dosis per verval. Dit voordeel is aangetoond in verschillende preklinische studies met diverse radiofarmaca.
Bovendien zendt Tb-161 fotonen uit met andere energieën dan Lu-177, waardoor duaal-radionuclide SPECT-beeldvorming mogelijk is. Klinische beeldvormingsprotocollen zijn al voorgesteld en het eerste gebruik van Tb-161-DOTATOC bij mensen—waaronder SPECT/CT-beeldvorming tot 113 uur na injectie—is inmiddels gerapporteerd.
Naast therapie en diagnostiek kan Tb-161 ook dienen als bron voor Mößbauer-spectroscopie, waarmee de chemische toestand van terbium in vaste of bevroren biologische monsters nauwkeurig kan worden geanalyseerd.