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Enregistrement W4413055375 · doi:10.1002/mp.18035

Framework to calculate <sup>225</sup> Ac, <sup>177</sup> Lu, and <sup>161</sup> Tb radiation dose and biological effect in metastatic castration‐resistant prostate cancer treatment

2025· article· en· W4413055375 sur OpenAlexafffund
Shahin Ghaseminejad, Danny De Sarno, Glenn Bauman, Ting‐Yim Lee

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiopharmaceutical Chemistry and Applications
Établissements canadiensLondon Health Sciences CentreLawson Health Research InstituteWestern University
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchCanada Foundation for Innovation
Mots-clésProstate cancerNuclear medicineRadionuclide therapyRelative biological effectivenessAbsorbed doseDosimetryProstateMedicineRadiation therapyRadionuclideCancerRadiochemistryPhysicsChemistryRadiationInternal medicineNuclear physics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background In the treatment of metastatic castration‐resistant prostate cancer (mCRPC), the standard radionuclide 177 Lu (β⁻ emitter) is being challenged by alternatives, particularly the α‐emitter 225 Ac and Auger electron emitter 161 Tb, due to their superior radiobiological properties. These include higher linear energy transfer (LET) and shorter ranges, which enhance localized cell killing while minimizing off‐target effects. While these radionuclides induce DNA damage both in source‐cells and neighboring cells (crossfire effect), their distinct radiation profiles provide critical metrics to compare their therapeutic efficacy. By quantifying these differences, especially in micrometastatic settings, the optimal radionuclide for specific clinical scenarios could be selected. Purpose This Study aims to develop a comprehensive pipeline based on Monte Carlo (MC) simulations to compare the therapeutic efficacy of 225 Ac, 177 Lu, and 161 Tb in the treatment of mCRPC based on clinically administered activity (7.4 GBq for 177 Lu, 161 Tb, and 7 MBq for 225 Ac) in a multi‐cell model. Besides evaluating the absorbed dose at the cellular level, the Biological Effect Cell Kernel (BECK) method is proposed to compare the radiobiological effect of radionuclides, accounting for the crossfire effect using 3D convolution. Methods A 2 µm resolution cell model was constructed with a 20 µm cell, an 8 µm nucleus diameter, and a 26 µm center‐to‐center distance. This configuration resulted in a cellular fraction of 0.24 mL/g, in agreement with that estimated from six prostate cancer patients using CT Perfusion. The prostate time‐integrated activity (TIA) in the model was estimated from a patient based on a dynamic 300 MBq 18 F‐DCFPyL PET scan after scaling to account for the higher administered activity in therapy. The TOPAS‐nBio MC tool was used to calculate the absorbed dose and the DNA breaks in the cell model. To account for the crossfire effect, we created the BECK, an isotropic 3D kernel, demonstrating the DNA breaks in the source‐containing cell, and those induced in its neighboring cells. The BECK was convolved with the 3D TIA maps of the cell model to obtain the DNA break maps. Results The cellular absorbed dose was higher than the macro‐scale dose based on SPECT‐derived TIA, by 31.3%, 15.7%, and 39.8% for 225 Ac, 177 Lu, and 161 Tb, respectively. At the single‐cell level, 225 Ac induced markedly higher DNA breaks per source – 48 double‐strand breaks (DSBs), and 32 complex DSBs, compared to 177 Lu – 0.022 and 0.017, and 161 Tb – 0.083 and 0.073, respectively. Crossfire effects were dominant for 255 Ac and 177 Lu at ∼75% and less pronounced for 161 Tb at ∼41%. The maximum ranges at which 99.99% of the total DNA breaks were observed were approximately 85 µm for 225 Ac, 150 µm for 177 Lu, and 110 µm for 161 Tb. Conclusions DPKs and BECKs of 2 2 ⁵Ac, ¹⁷⁷Lu, and ¹⁶¹Tb were developed to quantify cellular‐level dose distributions and biological efficacy, revealing micrometer‐scale heterogeneity accentuated by short‐range emissions (α, CEs, AEs). Results demonstrate ¹⁶¹Tb's optimal performance for micrometastases—surpassing ¹⁷⁷Lu's efficacy with lower toxicity than 2 2 ⁵Ac—while relative biological effectiveness predicts activity requirements: 2 2 ⁵Ac << ¹⁶¹Tb < ¹⁷⁷Lu.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,024
Score d'incertitude au seuil0,048

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,026
Tête enseignante GPT0,358
Écart entre enseignants0,332 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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Résumé présentoui

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