Ученые из Техасского университета A&M нашли способ использовать потенциал астатина, самого редкого природного элемента на Земле, для борьбы с онкологическими заболеваниями. Об этом сообщает sciencedaily.com.
Астатин, названный так из-за своего греческого значения «нестабильный», существует в природе лишь кратковременно. Однако исследователям удалось разработать метод производства, выделения и транспортировки изотопа астатин-211 (At-211), который, несмотря на свою нестабильность и короткий период полураспада (7,2 часа), демонстрирует значительные перспективы в области таргетной терапии рака.
At-211 называют «идеальным» или «золотой серединой» изотопом для противораковой терапии. Его уникальность заключается в способности доставлять точно рассчитанное количество радиации, достаточное для уничтожения раковых клеток, но при этом не наносящего вреда окружающим здоровым тканям. Этот изотоп уже показал высокую эффективность в борьбе с онкологическими заболеваниями крови, опухолями яичников и некоторыми видами рака головного мозга. В Институте циклотронов Техасского университета A&M производство At-211 осуществляется с помощью циклотрона K150 при поддержке программы изотопов Министерства энергетики США. С 2023 года Техасский университет A&M является одним из двух национальных поставщиков астатина для таргетной терапии рака через Национальный центр развития изотопов (NIDC) и сеть университетских изотопов.
«Таргетная альфа-терапия является потенциально преобразующим методом лечения рака, представляющим большой интерес благодаря своей способности вызывать значительные повреждения вблизи раковой клетки, сохраняя при этом целостность здоровых тканей и органов», – заявила доктор Шерри Дж. Йеннелло, профессор химии Техасского университета A&M и директор Института циклотронов. «Мы – один из немногих центров в США, способных регулярно производить астатин в количествах, имеющих медицинское значение, и доставлять его в близлежащие учреждения».
При распаде астатина испускаются альфа-частицы – микроскопические структуры, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Эти частицы способны высвобождать мощные, локализованные всплески энергии. Альфа-частицы чрезвычайно эффективны в уничтожении раковых клеток, поскольку их пробег невелик, и они высвобождают свою энергию на коротком расстоянии, минимизируя повреждение здоровых тканей. Когда At-211 находится внутри или вблизи опухоли, его альфа-излучение проникает ровно настолько, чтобы уничтожить раковые клетки, щадя при этом окружающие органы. Короткий период полураспада At-211 также означает, что он быстро теряет радиоактивность, что делает его менее токсичным по сравнению с более долгоживущими радиофармпрепаратами. В отличие от многих других изотопов, At-211 не производит вредного вторичного альфа-распада, гарантируя эффективное использование его энергии для терапии. Эта комбинация точности и безопасности привлекла внимание исследователей и фармацевтических разработчиков по всему миру. Уже проводятся клинические испытания At-211 для лечения рака крови, а также изучается его потенциальное применение в терапии болезни Альцгеймера.
«Доступность астатина-211 остается главным препятствием на пути к использованию его потенциала для трансформации ядерной медицины будущего», – отмечает Йеннелло. «К счастью, наши достижения здесь, в Техасском университете A&M, внесут значительный вклад в решение этой проблемы».
Одним из ключевых достижений Техасского университета A&M стало создание автоматизированной системы для отделения и транспортировки At-211. Эта запатентованная технология позволяет очищать изотоп, извлекая его из висмутовой мишени, а затем загружать его в транспортную колонку для последующего включения в состав препаратов для таргетной альфа-терапии. По словам Йеннелло, новая методика улавливания с использованием смоляных колонок обеспечивает более быструю обработку, позволяя транспортировать большие количества At-211 с минимальным распадом и сниженным риском по сравнению с традиционными методами.