Skand-47 zwrócił uwagę naukowców jako nowy kandydat do wykorzystania w celowanej terapii radioizotopowej. Specjaliści z Ośrodka Radioizotopów POLATOM zbadali efektywność jego produkcji w reaktorze badawczym MARIA i przeprowadzili ocenę jakości powstałego radioizotopu pod kątem jego zastosowania w radiofarmaceutykach stosowanych w terapii nowotworów. Publikacje opisujące wyniki badań pojawiły się w prestiżowych czasopismach naukowych.

Poszukiwanie nowych radioizotopów stanowi jeden z ważnych kierunków rozwoju medycyny nuklearnej. Radioizotopy cechują się różnymi ścieżkami rozpadu, okresem połowicznego rozpadu, czy energią emitowanych fotonów lub cząstek. Właściwości te decydują o ich potencjalnym zastosowaniu w diagnostyce obrazowej, terapii chorób nowotworowych lub w rozwiązaniach łączących oba te podejścia.

Jednym z izotopów, który w ostatnich latach przyciąga szczególną uwagę badaczy jest skand-47. Może on stanowić alternatywę dla lutetu-177, uznawanego obecnie za złoty standard w celowanej terapii radioizotopowej. Jest to radionuklid o krótkim okresie połowicznego rozpadu (rzędu 3,3 dnia), ulegający rozpadowi w reakcji β-minus oraz emisji kwantu γ. Sprawia to, że może być wykorzystany zarówno do niszczenia komórek nowotworowych, jak i obrazowania rozkładu dawki terapeutycznej przy pomocy technik, takich jak komputerowa tomografia emisyjna pojedynczych fotonów (SPECT). Dzięki temu możliwe jest jednoczesne prowadzenie terapii i monitorowanie jej przebiegu, co wpisuje się w rozwijającą się koncepcję teranostyki.

Skand-47 może być wytwarzany z użyciem akceleratorów lub poprzez napromienianie neutronami termicznymi w badawczym reaktorze jądrowym. Zespół naukowców z Ośrodka Radioizotopów POLATOM w NCBJ wykorzystał w tym celu reaktor MARIA, w którym napromieniano tarcze o różnym stopniu wzbogacenia w izotop wapnia-46. Badano wydajność produkcji skandu-47 oraz jego czystość radionuklidową i radiochemiczną w zależności od stopnia wzbogacenia materiału tarczowego, składu izotopowego oraz czystości chemicznej materiału wyjściowego. 

– W wyniku napromieniania neutronami tarczy zawierającej wapń-46 powstaje wapń-47, który następnie rozpada się do skandu-47. W praktyce oznacza to możliwość wielokrotnego pozyskiwania skandu-47 z jednego napromienionego materiału. Rozpad radionuklidu macierzystego powoduje bowiem ciągłe powstawanie skandu-47, który może być odzyskiwany w kolejnych cyklach separacji – tłumaczy dr Izabela Cieszykowska z OR POLATOM, pierwsza autorka głównej publikacji na temat badań skandu. 

W badaniach wykonano do pięciu kolejnych cykli separacji w okresie blisko trzech tygodni po napromienianiu, w których uzyskiwano kolejne porcje skandu. Wydajność separacji wynosiła od 81 do 97% dla skandu-47, przy jednoczesnym odzysku wapnia-47 przekraczającym 98%. Tak wysokie parametry procesu były możliwe dzięki opracowaniu w OR POLATOM wysokowydajnej i selektywnej metody separacji skandu od wapnia oraz innych produktów reakcji jądrowych. – Analizy potwierdziły również wysoką czystość radionuklidową i radiochemiczną uzyskanego produktu. Skand-47 wykazywał wysoką efektywność znakowania radiofarmaceutyków, m.in. peptydu DOTA-TATE, a uzyskane kompleksy charakteryzowały się dobrą stabilnością, co potwierdza jego przydatność w zastosowaniach terapeutycznych. Procedury kontroli jakości zostały opracowane specjalnie dla nowego izotopu na podstawie monografii farmakopealnej stosowanej dla radioizotopu lutetu-177 – dodaje Izabela Cieszykowska.

Analizy jakości uzyskanego radioizotopu obejmowały również precyzyjne pomiary jego aktywności oraz czystości radionuklidowej z wykorzystaniem spektrometrii gamma. Badania wskazały, że wyższe wzbogacenie tarcz w izotop wapnia-46 skutkuje większą ilością otrzymanego skandu, więc proces wzbogacenia zwiększa efektywność produkcji. Analizy stabilności i efektywności znakowania izotopowego DOTA-TATE również sugerują, że wyższe wzbogacenie materiału tarczowego jest preferowane przy produkcji izotopu skandu-47 dla medycyny nuklearnej.

W kolejnych badaniach przeprowadzonych przez naukowców OR POLATOM opracowano metody standaryzacji aktywności skandu-47 z wykorzystaniem technik ciekłoscyntylacyjnych (LS). Zastosowanie zaawansowanych metod pomiarowych umożliwiło dokładne określenie aktywności radionuklidu oraz weryfikację poprawności stosowanych procedur pomiarowych. Uzyskane wyniki potwierdziły wiarygodność opracowanych metod i zasadność ich użycia w kontroli jakości radioizotopu przeznaczonego do zastosowań w medycynie nuklearnej. Badania te stanowią istotne uzupełnienie prac nad produkcją skandu-47, ponieważ precyzyjna standaryzacja aktywności radionuklidów jest kluczowa zarówno w procesie przygotowania radiofarmaceutyków, jak i w ocenie dawki podawanej pacjentowi.

Skand-47 wytworzony w OR POLATOM został także wykorzystany w badaniach nad nowym radiofarmaceutykiem rozwijanym z myślą o zastosowaniach w diagnostyce i terapii nowotworów, m.in. prostaty i piersi. – W tych badaniach skand-47 posłużył do znakowania cząsteczki biologicznej będącej antagonistą receptora GRPR, która następnie została poddana szczegółowym badaniom przedklinicznym. Uzyskane wyniki potwierdziły wysoką jakość skandu-47 produkowanego w OR POLATOM oraz możliwość zastosowania go w produkcji radiofarmaceutyków – mówi dr Izabela Cieszykowska.

Materiał radioizotopowy został przekazany zespołowi badawczemu w ramach współpracy realizowanej w europejskiej infrastrukturze PRISMAP (Europejski program izotopów medycznych: Produkcja izotopów o wysokiej czystości metodą separacji mas), której celem jest zapewnienie dostępu do wysokiej jakości izotopów medycznych do badań naukowych.
Wyniki tych badań zostały zaprezentowane podczas kongresu European Association of Nuclear Medicine (EANM) 2024, gdzie prezentacja przedstawiająca uzyskane rezultaty została wyróżniona i znalazła się wśród najbardziej interesujących i obiecujących prac zaprezentowanych podczas wydarzenia.

Uzyskane wyniki potwierdzają potencjał skandu-47 jako radioizotopu medycznego oraz pokazują, że opracowane w OR POLATOM rozwiązania technologiczne mogą odegrać istotną rolę w rozwoju nowych radioizotopów, które w przyszłości pomogą ratować zdrowie i życie pacjentów.

Wyniki badań są dostępne m. in.  w publikacjach:

I. Cieszykowska, M. Żółtowska, D. Pawlak, Ł. Sochaczewski, Z. Tymiński, J. Marganiec-Gałązka, R. Mikołajczak, Scandium-47 as a radionuclide precursor: Feasibility of production in a 47Ca/47Sc generator-like system, Nuclear Medicine and Biology, Volumes 152–153, 2026, 109595, ISSN 0969-8051, https://doi.org/10.1016/j.nucmedbio.2025.109595 . 

Z. Tymiński, P. Saganowski, M. Żółtowska, I. Cieszykowska, E. Kołakowska, J. Marganiec-Gałązka, N. Lisowska, A. Kamiński, M. Czudek, D. Cacko, R. Broda, Gamma-ray spectrometry measurements for quality assessment of scandium-47 produced by neutron irradiation of calcium-46, Applied Radiation and Isotopes, Volume 229, 2026, 112408, ISSN 0969-8043, https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2025.112408 .

J. Marganiec-Gałązka, N. Lisowska, A. Kamiński, P. Saganowski, Z. Tymiński, I. Cieszykowska, M. Żółtowska. Activity standardization of Sc-47 by LS methods. Applied Radiation and Isotopes, Volume 226, 2025, 112213, ISSN 0969-8043, https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2025.112213   

N. Kumar, A. Bilinska, E. Menéndez, T. Läppchen, ES. Moon ES, M. Żółtowska, D. Pawlak, I. Cieszykowska, R. Mikołajczak, F. Rösch, A. Rominger, E. Gourni. A true theranostic pair - 44/47Sc-labeled GRPR antagonist shows great promise for managing prostate and breast cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2026 53(4):2554-2565. https://doi.org/10.1007/s00259-025-07651-y