Tratament cu radiații inteligente împotriva cancerului

Datorită radiațiilor pe care le emit, compușii radioactivi sunt potriviți atât pentru imagistică, cât și pentru tratarea cancerelor. Combinându-i în mod corespunzător în așa-numita „teranoterapie cu radionuclizi”, aceste aplicații sunt folosite ca tratament administrat cu substanțe care transmit radiații. Radiația marcată cu substanța care vizează țesutul tumoral se administrează intravenos, apoi se deplasează la toate celulele tumorale din corp și le distruge. La fel ca radioterapia, acest tratament oferă posibilitatea distrugerii tumorii cu radiații interne. Cu această metodă de tratament țintit, celulele sănătoase din corp nu sunt deteriorate, calitatea vieții pacientului nu este afectată și durata de viață este prelungită.

O echipă de la Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) și Universitatea din Heidelberg, din Germania, a prezentat acum în Journal of the American Chemical Society un astfel de sistem care rezolvă cu succes una dintre cele mai mari probleme de până acum: funcționarea la temperaturi relevante din punct de vedere fiziologic.

„Practic, ne putem gândi că funcționează ca o cheie inteligentă pe care o folosim pentru automobile. Noi folosim așa-numiții radionuclizi, adică nuclee atomice instabile, care emit spontan radiații ionizate atunci când se dezintegrează. Urmărim tumora cu ajutorul unui radionuclid de diagnosticare. Iradierea internă țintită în apropierea țesutului bolnav este apoi preluată de un alt radionuclid terapeutic”, explică dr. Manja Kubeil de la Institutul de Cercetare Radiofarmaceutică a Cancerului din cadrul HZDR, descriind noua abordare.

Echipa sa din cadrul departamentului de terapie cu radionuclizi (foto credit: B. Schröder/HZDR) dezvoltă aceste tipuri de substanțe pentru a urmări și distruge tumorile.

Astfel, cercetătorii utilizează perechi potrivite de radionuclizi care, datorită caracteristicilor lor de descompunere, pot fi utilizate atât pentru imagistică, cât și pentru terapia tumorală pe aceeași moleculă-țintă.

Radionuclidul relevant este legat în mod stabil în ceea ce se numește un chelator și este legat de o biomoleculă printr-un fel de punte chimică.

„Cuvântul chelator provine din latină și se referă la a fi încercuit în ghearele unui rac. Noi preferăm imaginea unei cuști moleculare care închide ferm radionuclidul, astfel încât acesta să nu se poată răspândi în organism în mod necontrolat”, explică Kubeil.

La rândul său, biomolecula care caută ținta trebuie să se potrivească perfect cu locul de andocare de pe celulele canceroase, la fel ca o cheie a unei încuietori. Radionuclidul se acumulează apoi pe țesutul tumoral și își dezvoltă exclusiv acolo impactul distructiv, precizează ea.

Legături stabile la temperaturi posibile

Lutețiul-177, de exemplu, este deosebit de potrivit ca emițător beta pentru eliberarea de electroni în vederea tratării diferitelor tumori, precum și ca sursă de raze gamma pentru imagistică.

Actinium-225, un emițător alfa care poate fi utilizat pentru un tratament eficient, este și mai eficient în distrugerea tumorilor și este, de asemenea, foarte strâns legat de chelator.

Niciunul dintre cei doi radionuclizi nu se găsește în mod natural pe Pământ. Trebuie folosite metode adecvate pentru a le produce în mod artificial.

Emițătorii alfa eliberează particule compuse din doi protoni și doi neutroni. Aceștia sunt utilizați în terapia cancerului deoarece raza lor de acțiune în țesuturi este foarte mică, dar cu toate acestea atacă și ucid celulele canceroase foarte eficient datorită energiei lor ridicate.

Timpul lor de înjumătățire de șapte zile în cazul lutețiu-177 și de zece zile în cazul Actinium-225 este ideal pentru acest scop: este suficient de lung pentru a permite un tratament eficient.

Un nou chelator cu avantaje

Până în prezent, pe piață a existat un singur agent chelator care leagă la fel de bine ambii radionuclizi: DOTA.

Cel mai frecvent utilizat chelator în medicina nucleară este cunoscut pentru complexele sale metalice foarte stabile.

Dar DOTA are un mare dezavantaj: legarea completă a radionuclizilor este posibilă doar la temperaturi foarte ridicate pentru condițiile biochimice, peste 80°C.

„Când lucrăm cu derivați proteici, aceste temperaturi sunt mult prea ridicate, deoarece chiar și la 40°C intervine denaturarea: sunt distruși. Noul nostru sistem de chelator funcționează în mod fiabil la aceste temperaturi mai scăzute”, spune Kubeil.

Mai mult, în aceste condiții mai blânde, se obține o radiomarcare mai rapidă decât chelatorii cunoscuți.

Un alt avantaj este că noul sistem se atașează eficient la diverși bioconjugați. Acest lucru înseamnă o creștere a numărului de locuri de andocare pe țesuturile bolnave.

Astfel, noul chelator dezvoltat ar putea sta la baza unor noi sisteme farmaceutice modulare și personalizate, care ar putea fi orientate către diferite domenii de imagistică și terapie prin simpla schimbare parțială a unor structuri chimice, spun autorii.