تیم تحقیقاتی سیستم جدیدی برای تصویربرداری و درمان تومورها توسعه داده است

به لطف تشعشعاتی که از خود ساطع می کنند، ترکیبات رادیواکتیو هم برای تصویربرداری و هم برای درمان سرطان مناسب هستند. با ترکیب مناسب آنها در جدید، به اصطلاح رادیونوکلئید theranostics، هر دو کاربرد را می توان با هم ترکیب کرد. یک تیم رادیوداروسازی در Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) و دانشگاه هایدلبرگ اکنون چنین سیستمی را در مجله انجمن شیمی آمریکا که یکی از بزرگترین مشکلات تا به امروز را با موفقیت حل می کند: در دماهای مرتبط فیزیولوژیکی کار می کند.

اساساً، ما می‌توانیم آن را مانند یک کلید هوشمند در نظر بگیریم که برای کنترل اتومبیل‌هایمان از آن استفاده می‌کنیم. ما از به اصطلاح رادیونوکلئیدها استفاده می‌کنیم، یعنی هسته‌های اتمی ناپایدار، که به‌طور خود به خود تشعشعات یونیزه را در هنگام فروپاشی ساطع می‌کنند. ما تومور را با دکتر Manja Kubeil از موسسه تحقیقات سرطان رادیوداروئی HZDR با تشریح رویکرد ترانوستیک خود می گوید: یک رادیونوکلئید تشخیصی. تابش داخلی هدفمند نزدیک به بافت بیمار سپس توسط یک رادیونوکلئید درمانی متفاوت انجام می شود.

تیم او در بخش درمان رادیونوکلئید دقیقاً این نوع مواد را برای ردیابی و از بین بردن تومورها تولید می کند. بنابراین، محققان از جفت‌های همسان پرتوزا استفاده می‌کنند که به دلیل ویژگی‌های تجزیه‌شان، می‌توانند هم برای تصویربرداری و هم برای درمان تومور روی یک مولکول هدف استفاده شوند.

رادیونوکلئید مربوطه به طور پایدار در چیزی که به عنوان کیلاتور شناخته می شود متصل می شود و توسط نوعی پل شیمیایی به یک مولکول زیستی متصل می شود. کلمه chelator از لاتین آمده است؛ ساقه آن مربوط به احاطه شدن توسط پنجه های خرچنگ است. کوبیل می‌گوید، جستجوی بیومولکول باید کاملاً با محل اتصال سلول‌های سرطانی مطابقت داشته باشد، درست مانند یک کلید در یک قفل. سپس رادیونوکلئید روی بافت تومور انباشته می‌شود و تأثیر مخرب خود را منحصراً در آنجا ایجاد می‌کند – ایده این است.

پیوندهای پایدار در دماهای عملی

به عنوان مثال، لوتتیوم-177 به ویژه به عنوان ساطع کننده بتا برای آزاد کردن الکترون ها برای درمان تومورهای مختلف و همچنین منبع پرتوهای گاما برای تصویربرداری مناسب است. اکتینیوم-225، انتشار دهنده آلفا که می تواند برای درمان موثر مورد استفاده قرار گیرد، حتی در از بین بردن تومورها موثرتر است و همچنین بسیار محکم توسط شلاتور متصل می شود. هیچکدام از رادیونوکلئیدها به طور طبیعی روی زمین وجود ندارند. برای تولید مصنوعی آنها باید از روش های مناسب استفاده کرد.

ساطع کننده های آلفا ذرات متشکل از دو پروتون و دو نوترون را آزاد می کنند. آنها در درمان سرطان مورد استفاده قرار می گیرند زیرا محدوده آنها در بافت بسیار کوچک است، اما با این وجود به لطف انرژی بالایشان به سلول های سرطانی بسیار موثر حمله کرده و آنها را از بین می برند. نیمه عمر آنها هفت روز در مورد لوتتیوم-177 و ده روز در مورد اکتینیوم-225 برای این منظور ایده آل است: به اندازه کافی طولانی است که امکان درمان موثر را فراهم کند.

شلاتور جدید با مزایا

تا کنون، تنها یک عامل کمپلکس کننده در بازار وجود داشته است که هر دو رادیونوکلئید را به یک اندازه خوب متصل می کند: DOTA. پرمصرف ترین شلاتور در پزشکی هسته ای به دلیل مجتمع های فلزی بسیار پایدار آن شناخته شده است. اما DOTA یک نقطه ضعف بزرگ دارد: فقط در دمای بسیار بالا برای شرایط بیوشیمیایی، فراتر از 80 درجه سانتیگراد، می توان رادیونوکلئیدهای ترانوستیک را به طور کامل پیوند داد.

Kubeil می گوید: “اگر با مشتقات پروتئین کار می کنید، این دماها بسیار زیاد است زیرا حتی در دمای 40 درجه سانتیگراد دناتوره شدن شروع می شود: آنها از بین می روند. سیستم شلاتور جدید ما به طور قابل اعتمادی در این دماهای پایین تر عمل می کند.”

علاوه بر این، در این شرایط خفیف تر، نسبت به شلاتورهای شناخته شده، برچسب رادیویی سریع تری به دست می آورد. مزیت دیگر این است که سیستم جدید به طور موثر به بیوکونژوگه های مختلف متصل می شود. این به معنای افزایش انتخاب محل اتصال بر روی بافت بیمار است. بنابراین، کیلاتور تازه توسعه یافته می‌تواند مبنایی برای سیستم‌های دارویی مدولار و شخصی‌سازی‌شده جدید باشد که می‌تواند با تبادل ساختارهای شیمیایی جزئی به سمت زمینه‌های مختلف برای تصویربرداری و درمان هدایت شود.