25 Set Una tecnologia INFN consente la prima produzione di rame-67 in Italia
L’isotopo è tra i più promettenti nella lotta contro il cancro
Un traguardo importante
La collaborazione tra i Laboratori Nazionali di Legnaro dell’INFN, l’Università di Ferrara e l’IRCCS Sacro Cuore Don Calabria di Negrar (VR) ha raggiunto un traguardo importante per la medicina nucleare italiana, aprendo nuove prospettive per la produzione nazionale di radionuclidi teranostici: la prima produzione, nel nostro Paese, di rame-67 (67Cu), uno dei radionuclidi più promettenti per la diagnosi e il trattamento di diverse patologie oncologiche.
Il risultato nasce all’interno del progetto CUPRUM-TTD, finanziato dalla Commissione Scientifica Nazionale 5 (CSN5) dell’INFN e sviluppato presso i Laboratori Nazionali di Legnaro. L’obiettivo del progetto è sviluppare tecnologie innovative per produrre 67Cu attraverso la via dell’attivazione diretta, mediante l’utilizzo di acceleratori di particelle.
La produzione del radionuclide si basa su bersagli (target) solidi, ad alta purezza, irraggiati con un fascio di protoni. In seguito all’irraggiamento, il materiale subisce una reazione nucleare che porta alla formazione dell’isotopo radioattivo di interesse. In questo caso, il materiale di partenza è zinco altamente arricchito (oltre il 98%) nel suo isotopo con massa atomica 70 (70Zn), che a sua volta viene convertito, attraverso un processo chimico, in ossido di zinco (70ZnO).
Il progetto SPES
Un contributo fondamentale è arrivato dal gruppo del progetto SPES presso i Laboratori Nazionali di Legnaro, che si occupa dello sviluppo di radioisotopi innovativi per la medicina. Dopo anni di ricerca e sviluppo, ha progettato e realizzato i bersagli di 70ZnO, utilizzando una tecnologia proprietaria basata sul processo noto come Spark Plasma Sintering (SPS). Il sistema SPS è stato sviluppato internamente, in collaborazione con il gruppo che ha lavorato all’esperimento TT-SINTER della Sezione INFN di Pavia.
I bersagli sono stati successivamente trasferiti presso l’Unità di Radiofarmacia dell’IRCCS Sacro Cuore Don Calabria, dove sono stati irraggiati con un fascio di protoni da 18 MeV prodotto dal ciclotrone dell’istituto. Al termine dell’irraggiamento, il 67Cu ottenuto è stato separato chimicamente e purificato, attraverso specifiche procedure radiochimiche sviluppate presso l’Università di Ferrara.
Perché produrre il rame-67
Il 67Cu è uno dei radionuclidi teranostici di maggiore interesse internazionale, grazie alle sue peculiari caratteristiche fisiche e radiobiologiche. Ha un tempo di dimezzamento (T1/2) di 61,8 ore e la sua caratteristica principale è quella di decadere emettendo sia particelle β– sia raggi γ di energia adeguata. Queste caratteristiche uniche lo rendono adatto sia alla terapia sia all’imaging medicale. L’emissione di particelle β–, infatti, ha un’energia che ne consente l’impiego nel trattamento di diverse patologie oncologiche, mentre la concomitante emissione di fotoni γ consente l’acquisizione di immagini SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography), un sistema di imaging diagnostico tridimensionale che permette di valutare la biodistribuzione del farmaco, monitorare la terapia ed eseguire la dosimetria. Il suo impiego è particolarmente promettente nell’ambito della medicina nucleare personalizzata, in particolare per il trattamento di tumori come il carcinoma della prostata e il glioblastoma.
Il ruolo tecnologico dell’INFN
Da anni l’INFN è impegnato nella ricerca in fisica applicata alle scienze della vita, con progetti che spaziano dallo sviluppo di acceleratori per applicazioni mediche, alla dosimetria, fino alla produzione di radionuclidi per la diagnosi e la cura dei tumori. In questo contesto, i Laboratori Nazionali di Legnaro stanno completando la costruzione dell’impianto SPES per la produzione di radioisotopi, basato su un ciclotrone in grado di accelerare fasci di protoni fino a un’energia massima di 70 MeV, e che sarà dedicato anche alla produzione di radioisotopi di interesse medico.
L’impianto SPES consentirà la produzione di radioisotopi attraverso due tecnologie complementari: la separazione isotopica on-line e l’attivazione diretta su bersagli solidi, ampliando notevolmente le possibilità di ricerca e produzione di radionuclidi innovativi. Un elemento distintivo di queste attività è la competenza sviluppata internamente dall’INFN nel campo dello Spark Plasma Sintering (SPS), una tecnologia che consente di realizzare bersagli avanzati multi-materiale utilizzabili per la produzione di radionuclidi basata sul processo di attivazione diretta. A ciò si aggiunge il portafoglio di brevetti proprietari che copre il processo di produzione di diversi radioisotopi, tra cui il rame-67.
Una volta operativo, l’impianto SPES consentirà di produrre radionuclidi direttamente presso i Laboratori Nazionali di Legnaro e, grazie alle elevate energie disponibili, di sviluppare processi di produzione più efficienti e selettivi. Nel caso del 67Cu, ciò renderà possibile aumentare la resa e migliorarne la purezza radionuclidica.
Queste attività in corso rappresentano un importante investimento strategico per il futuro della medicina nucleare in Italia e pongono le basi per rendere disponibili radionuclidi innovativi per studi preclinici e future applicazioni cliniche. Al tempo stesso, confermano il ruolo dell’INFN dei Laboratori Nazionali di Legnaro come protagonisti nello sviluppo di tecnologie e infrastrutture avanzate al servizio della ricerca biomedica e della salute.
Per Saperne di più
Per maggiori informazioni sulla produzione di iradionuclidi con il metodo di attivazione diretta, puoi consultare il sito del LAbratorio RAdionuclidi per la MEdicina (LARAMED)
Qui puoi trovare un articolo di approfondimento sulle applicazioni nelle scienze della vita degli acceleratori
La pagina INFN for Life science descrive i programmi dell’ INFN per le scienze della vita
Per scoprire come collaborare con INFN nel campo dei radionuclidi per la medicina, scrivici
