Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).
Диффузионная альфа-излучающая радионуклидная терапия представляет собой современное направление лучевого лечения, основанное на локализованном высвобождении короткоживущих альфа-излучателей из источников, содержащих радий-224. Эффективность данного метода определяется не только физическими параметрами излучения, но и биохимическими процессами, происходящими в опухолевом микроокружении. Цель работы – анализ физико-биохимических взаимодействий радионуклидовпотомков радия-224 с внутритканевыми молекулами, способными влиять на их диффузию и распределение дозы. Рассмотрены основные молекулы, участвующие в связывании свинца-212 в опухолевых тканях, включая глутатион, металлотионины, кальмодулин и сывороточный альбумин. Проанализированы их структурные особенности, концентрации в различных типах опухолей и возможное влияние на кинетику радионуклидов. Показано, что связывание с низкомолекулярными антиоксидантами и белками-депо может как ограничивать диффузию, усиливая локальный контроль дозы, так и способствовать частичному выведению радионуклидов за пределы очага. Предложен подход к совершенствованию дозиметрических моделей диффузионной альфа-терапии за счёт включения биохимических параметров – концентрации, сродства и кинетики связывания радионуклидов. Обсуждаются перспективы экспериментальной верификации данных in vitro и in vivo, а также возможность клинической индивидуализации терапии на основе молекулярного профиля опухоли. Результаты анализа литературы подтверждают необходимость интеграции физико-дозиметрических и биохимических факторов для повышения точности и предсказуемости диффузионной альфа-излучающей радионуклидной терапии. При подготовке настоящего обзора использовались инструменты искусственного интеллекта для систематизации литературы и редактирования текста; все выводы и интерпретации сформулированы авторами и проверены вручную.
Ключевые слова: радионуклидная терапия, альфа-излучение, радий-224, свинец-212, моделирование дозы, опухолевое микроокружение, глутатион, металлотионины, кальмодулин, сывороточный альбумин, диффузия радионуклидов, биохимические взаимодействия, персонализированная дозиметрия
Diffusing alpha-emitter radionuclide therapy represents an advanced approach to radiation treatment based on the localized release of short lived alpha emitters from radium-224–containing sources. The effectiveness of this method is determined not only by the physical parameters of radiation but also by biochemical processes occurring within the tumor microenvironment. The aim of this study was to analyze the physicobiochemical interactions of radium-224 progeny radionuclides with intratissue molecules that may influence their diffusion and dose distribution. The main molecules involved in the binding of lead-212 within tumor tissues – glutathione, metallothioneins, calmodulin, and human serum albumin – were considered. Their structural features, concentrations in different tumor types, and possible effects on radionuclide kinetics were analyzed. It was shown that binding to low-molecular-weight antioxidants and depot proteins may either restrict diffusion, thereby enhancing local dose control, or facilitate partial clearance of radionuclides beyond the irradiation zone. An approach is proposed to improve dosimetric models of diffusing alpha therapy by incorporating biochemical parameters such as concentration, affinity, and binding kinetics of radionuclides. The prospects for experimental verification of these data in vitro and in vivo, as well as the potential for clinical individualization of therapy based on the molecular profile of the tumor, are discussed. The literature analysis confirms the necessity of integrating physico-dosimetric and biochemical factors to enhance the accuracy and predictability of diffusing alpha-emitter radionuclide therapy. In preparing this review, artificial intelligence tools were used to systematize the literature and edit the text; all conclusions and interpretations were formulated by the authors and checked manually.
Key words: radionuclide therapy, alpha radiation, radium-224, lead-212, dose modeling, tumor microenvironment, glutathione, metallothioneins, calmodulin, human serum albumin, radionuclide diffusion, biochemical interactions, personalized dosimetry
DOI: 10.52775/1810-200X-2025-108-4-62-77