Actinio-225

El actinio-225 (²²⁵Ac, Ac-225) es un isótopo del actinio. Experimenta desintegración alfa a francio-221 con una vida media cercana a los 10 días, y es un producto intermedio de la desintegración en la serie del neptunio (la cadena de desintegración que comienza en 237Np). Salvo por las minúsculas cantidades que surgen de esta cadena de desintegración en la naturaleza, el ²²⁵Ac es completamente sintético.Las propiedades de desintegración del actinio-225 (que emite cuatro partículas alfa en aproximadamente una hora) son favorables para su uso en la terapia alfa dirigida (TAT); ensayos clínicos han demostrado la aplicabilidad de radiofármacos que contienen ²²⁵Ac para tratar diversos tipos de cáncer. Sin embargo, la escasez de este isótopo, debido a su necesaria síntesis en ciclotrones, limita sus posibles aplicaciones. Otro isótopo similar, el bismuto-213, se produce necesariamente (dada su corta vida media) a partir de la desintegración del actinio-225 en un generador y su uso inmediato; produce solo la última de las cuatro partículas alfa, lo que requiere una mayor cantidad de actinio, pero puede ser preferible si está disponible.

El actinio-225 se desintegra exclusivamente por emisión alfa. Pertenece a la serie del neptunio, ya que surge como producto de la desintegración del neptunio-237 y sus derivados, como el uranio-233 y el torio-229. Es el último nucleido de la cadena, con una vida media de más de un día hasta el penúltimo producto, el bismuto-209 (vida media de 2,01×10¹⁹ años). El producto final de la desintegración del ²²⁵Ac es el estable ²⁰⁵Tl.

Como miembro de la serie del neptunio, no se encuentra en la naturaleza, excepto como producto de trazas de ²³⁷Np y sus descendientes, formados por reacciones de captura de neutrones en ²³²Th y ^238U primordiales. Es mucho más raro que ²²⁷Ac y ²²⁸Ac, que se encuentran respectivamente en las cadenas de desintegración del uranio-235 y el torio-232. Su abundancia se estimó en menos de 1,1×10⁻¹⁹ en relación con ²³²Th y alrededor de 9,9×10⁻¹⁶ en relación con 230Th en equilibrio secular.El actinio-225 se descubrió en 1947 como parte de la hasta entonces desconocida serie del neptunio, que se componía de la síntesis de ²³³U. Un equipo de físicos del Laboratorio Nacional de Argonne, dirigido por F. Hagemann, informó inicialmente del descubrimiento del ²²⁵Ac e identificó su vida media de 10 días. De forma independiente, un grupo canadiense dirigido por A. C. English identificó el mismo esquema de desintegración; ambos artículos se publicaron en el mismo número de Physical Review.

Dado que el ²²⁵Ac no se encuentra en cantidades apreciables en la naturaleza, debe sintetizarse en reactores nucleares o aceleradores especializados. La mayor parte del ²²⁵Ac resulta de la desintegración alfa del ²²⁹Th, pero este suministro es limitado debido a la lenta desintegración del ²²⁹Th (vida media de 7920 años). También es posible generar ²²⁵Ac a partir del radio-226 mediante la reacción ²²⁶Ra(p,2n). Esto se realizó por primera vez en 2005, aunque la producción y el manejo del ²²⁶Ra son difíciles debido al costo de extracción y a los riesgos de productos de desintegración como el radón-222.Alternativamente, el ²²⁵Ac puede producirse mediante reacciones de espalación en un blanco de ²³²Th irradiado con haces de protones de alta energía. Las técnicas actuales permiten la producción de cantidades de milicurios de ²²⁵Ac; sin embargo, es necesario separarlo de otros productos de reacción. Esto se logra permitiendo la desintegración de algunos de los nucleidos de vida más corta; los isótopos de actinio se purifican químicamente en celdas calientes y el ²²⁵Ac se concentra. Se debe tener especial cuidado para evitar la contaminación con el actinio-227, emisor de rayos beta de vida más larga.

Durante décadas, la mayor parte del ²²⁵Ac se producía en una sola instalación —el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee—, lo que reducía aún más la disponibilidad de este isótopo, incluso con contribuciones menores de otros laboratorios. Actualmente, se produce más ²²⁵Ac a partir de ²³²Th en el Laboratorio Nacional de Los Álamos y el Laboratorio Nacional de Brookhaven. La instalación TRIUMF y los Laboratorios Nucleares Canadienses han formado una alianza estratégica para la producción comercial de actinio-225.El suministro limitado de ²²⁵Ac limita su uso en la investigación y el tratamiento del cáncer. Se estima que el suministro actual de ²²⁵Ac solo permite unos mil tratamientos contra el cáncer al año.Los emisores alfa, como el actinio-225, son los preferidos en el tratamiento del cáncer debido a su corto alcance (algunos diámetros celulares) en el tejido y a su alta energía, lo que los hace muy eficaces para atacar y destruir las células cancerosas; en concreto, las partículas alfa son más eficaces para romper las cadenas de ADN. La vida media de 10 días del ²²⁵Ac es lo suficientemente larga como para facilitar su distribución, pero lo suficientemente corta como para que permanezca en el organismo durante meses después del tratamiento. Además, cada desintegración del ²²⁵Ac en ²⁰⁹Bi genera cuatro partículas alfa de alta energía, lo que aumenta considerablemente su potencia.A pesar de su disponibilidad limitada, se han completado varios ensayos clínicos que demuestran la eficacia del ²²⁵Ac en la terapia alfa dirigida. Se han probado complejos que incluyen ²²⁵Ac, como los anticuerpos marcados con ²²⁵Ac, para tratar diversos tipos de cáncer, como la leucemia, el carcinoma de próstata y el carcinoma de mama en humanos. Por ejemplo, un fármaco experimental basado en ²²⁵Ac ha demostrado eficacia contra la leucemia mieloide aguda sin causar daño al paciente. Se están realizando ensayos clínicos adicionales con otros fármacos, como el ensayo SatisfACtion (NCT04597411), un estudio multicéntrico, abierto y de fase I/II que evalúa el 225Ac-PSMA-R2 en pacientes con cáncer de próstata metastásico sensible a hormonas (CPHSm) y cáncer de próstata metastásico resistente a la castración (CPRCm).