Dosimetrische Evaluation des therapeutischen Potentials von Hg-197m

Ziel/Aim:

Hg-197m emittiert beim Zerfall Photonen und Elektronen. Damit besitzt es Potential zur nuklearmedizinischen Anwendungen. Während die emittierte Gammastrahlung die Lokalisation ermöglicht, erfolgt durch Elektronen eine lokal begrenzte Dosisdeposition. In Abhängigkeit der Elektronenenergie können damit Läsionen mit Durchmessern bis zu einigen mm therapiert werden. Anhand theoretischer Betrachtungen zur Dosisdeposition erfolgt ein Vergleich mit dem Therapienuklid Lu-177.

Methodik/Methods:

Die Produktion von Hg-197m erfolgt durch Bestrahlung von Gold-Targets am Zyklotron über eine (p,n)-Reaktion. Hg-197m wandelt sich mit einer Halbwertszeit von 23,8 h im Wesentlichen über Hg-197 in stabiles Au-197 um. Die Bildgebungseigenschaften wurden an einer Philips „BrightView“ Gammakamera nachgewiesen, Emissionsspektren mit einem GeLi-Halbleiterdetektor gemessen. Durch Simulationen mit Geant4 wurden Dose-Point-Kernels (DPK) für Hg-197m, Hg-197 und Lu-177 generiert. Weiterhin erfolgten die Schätzung der Dosisdeposition in Läsionen verschiedener Größen sowie ein Vergleich mit MIRD S-Werten.

Ergebnisse/Results:

Die DPK zeigen für Hg-197m und Hg-197 bei einem radialen Abstand < 270 μm eine 10-fach höhere Dosisdeposition im Vergleich zu Lu-177 sowie einen 5-fach höheren Dosiseintrag > 1 mm infolge der intensiveren Photonenemission. Im Bereich dazwischen dominiert die β--Dosisdeposition durch Lu-177. Für eine Läsion mit 10 g resultiert eine 1,9-fach höhere Tumordosis durch Hg-197m bei gleicher Zerfallszahl, bei Komplettzerfall beträgt die zu erwartende Dosis 0,6 Gy/MBq für Hg-197m und 2 Gy/MBq für Lu‑177.

Schlussfolgerungen/Conclusions:

Die Eignung von Hg-197m für nuklearmedizinische Zwecke konnte gezeigt werden, die erreichbaren Dosen liegen in der Größenordnung von Lu-177. Die Synthese neuer Radiopharmaka kann vielversprechende neue Behandlungskonzepte ermöglichen. Zusätzlich ist infolge des hohen linearen Energietransfers der Auger-Elektronen von Hg-197 nach DNA-Bindung eine vermehrte Induktion von Doppelstrangbrüchen zu erwarten.