Een zeldzame isotoop waar veel vraag naar is voor de behandeling van kanker is nu meer beschikbaar voor farmaceutische bedrijven die nieuwe medicijnen ontwikkelen en testen.

De Amerikaanse Food and Drug Administration heeft onlangs de ontvangst bevestigd van het masterdossier van het Oak Ridge National Laboratory voor actinium-225-nitraat, waarmee farmaceutische bedrijven naar het document kunnen verwijzen ter ondersteuning van toepassingen voor hun eigen op Ac-225 gebaseerde geneesmiddelen zonder eigendomsinformatie vrij te geven. De FDA vereist dat een actief farmaceutisch ingrediënt een actief medicijnhoofdbestand heeft voordat het producten met dat ingrediënt goedkeurt. Dit bestand bevat informatie over Ac-225 afgeleid van thorium-229, met inbegrip van materialen die zijn gebruikt bij de voorbereiding, en de huidige Good Manufacturing Practice-processen die betrokken zijn bij de productie ervan.

ORNL produceert Ac-225 voor het isotopenprogramma van het Department of Energy, die het vervolgens verkoopt voor onderzoek en toepassingen. Om aan de federale missies te voldoen, opkomende technologie faciliteren, de afhankelijkheid van de VS van buitenlandse leveringen verminderen en de economische welvaart en technische sterkte van het land bevorderen, het DOE Isotope-programma biedt kritieke isotopen die schaars zijn.

Ac-225, een vervalproduct van thorium-229, wordt gebruikt voor gerichte behandeling met alfatherapie voor bepaalde soorten prostaat, hersentumoren en neuro-endocriene kankers. De hoogenergetische alfadeeltjes die het vrijgeeft, kunnen DNA-processen onderbreken, voorkomen dat kankercellen zich vermenigvuldigen of ze zelfs helemaal doden.

Maar Ac-225 komt niet van nature voor. ORNL, voor het DOE-isotopenprogramma, produceert het grootste deel van de wereldvoorraad.

"De belofte van gerichte alfatherapie is zo groot, de vraag naar de radio-isotoop al groter is dan de geproduceerde hoeveelheid, " zei Laura Harvey van ORNL. Om het aanbod te vergroten, het Isotoopprogramma ondersteunt de productie van Ac-225 ook via andere methoden, ook met het gebruik van versnellers.

Harvey maakt deel uit van een ORNL-team dat Ac-225 produceert uit een voorraad thorium-229 die is opgeslagen bij ORNL. Een bijproduct van eerdere nucleaire programma's, het thoriummateriaal werd gescheiden en teruggewonnen om de huidige inventaris van ORNL op te bouwen. Ac-225 is een van de belangrijkste radio-isotopen die optreden als het thorium vervalt.

De voorraad thorium-229 wordt periodiek verwerkt om radium-225 terug te winnen, dat vervalt tot het Ac-225 dat wordt teruggewonnen en gebruikt bij de behandeling van kanker. Het radium-225 dat zich ophoopt, wordt een secundaire bron van Ac-225. Elke week, het ORNL-team oogst Ac-225 voor verdere zuivering en verpakking voor zendingen die naar klanten over de hele wereld worden gestuurd voor fundamenteel onderzoek, klinische proeven en behandelingen.

"Het hele voordeel van het radioactieve verval is dat we niets magisch met het thorium hoeven te doen om het Ac-225 te laten produceren, " zei Paul Benny van ORNL. "Het is een langlevende hulpbron die we voortdurend kunnen oogsten."

De wetenschap die scheiding van isotopen mogelijk maakt, is het resultaat van tientallen jaren baanbrekende experimenten met radio-isotopenscheiding in ORNL's High Flux Isotope Reactor and Radiochemical Engineering Development Center, met steun van het DOE Isotope-programma. ORNL begon meer dan twee decennia geleden met het extraheren van Ac-225 uit de thoriumvoorraad. het verzenden van de eerste zending naar het National Cancer Institute in 1997.

Het voldoen aan de huidige eisen van de FDA voor goede fabricagepraktijken voor een nieuw actief farmaceutisch ingrediënt duurt meestal een paar jaar, maar ORNL en het DOE Isotope-programma ontwikkelden een plan en implementeerden de vereisten in 13 maanden voor de onsite Ac-225-productie. Harvey zei dat laboratoriumbrede samenwerking en ondersteuning die tijdlijn mogelijk maakten.

ORNL heeft ook een belangrijke toezegging gedaan voor de Ac-225-inspanning, het bieden van speciale ruimte voor hotcells en dashboardkastjes, opslagruimte waar materialen kunnen worden vastgezet en nieuwe apparatuur. Het team, dat bestaat uit technici, bewaarders, managers en anderen - kregen een gespecialiseerde training voor het proces.

"Iedereen in het lab werkte zo hard om ervoor te zorgen dat het Ac-225-programma had wat het nodig had om vooruit te komen, ' zei Harvey.

Dat komt omdat ze het belang van het werk inzien, zei Bennie. Hoewel Ac-225 zich in klinische onderzoeken in de Verenigde Staten bevindt, andere landen hebben al honderden kankerpatiënten behandeld met Ac-225 en zijn vervallen dochter, bismut-213. Het Isotope-programma van de DOE beheert de distributie van de Ac-225 via het National Isotope Development Center.

Een patiënt uit Duitsland die baat had gehad bij behandelingen met het door ORNL geproduceerde Ac-225 deed de moeite om contact op te nemen met een ORNL-wetenschapper die betrokken was bij de eerdere productie van Ac-225, om haar te bedanken en haar te laten weten hoe zijn leven was verbeterd dankzij de inspanningen van ORNL.

"Teamleden weten dat sommige zendingen rechtstreeks naar patiënten over de hele wereld gaan, "Zei Benny. "Het is spannend als je je realiseert wat we doen ertoe doet en een directe impact heeft op het leven van mensen. Het kan het verschil maken, wanneer je mensen hoop en de middelen kunt geven om kanker te bestrijden."