С помощью радиоизотопов, изготовленных по индивидуальному заказу, в будущем следует более эффективно бороться с опухолями. В ходе доклинического исследования европейской исследовательской группе удалось продемонстрировать эффективность радионуклидов элемента тербия (химический символ: Tb) - редкоземельного металла - для лечения рака. В отличие от радиоактивных изотопов, которые используются в течение длительного времени и которые в основном встречаются в качестве «отходов» в коммерческих ядерных реакторах, тербий, очевидно, обладает идеальными свойствами для медицины.

Радионуклидная медицина лечит больных раком с помощью радиоактивных веществ, которые вводятся в кровоток. Излучение этих веществ может разрушать раковые клетки и останавливать рост опухолей в организме пациента или даже регрессировать опухоли. Поскольку испускаемое излучение не различает здоровую и больную ткань, необходимо «упаковать» радиоактивный изотоп в биологический компонент, который специфически связывается с раковыми клетками. Таким образом, лекарство может концентрироваться на пораженной ткани и бороться с опухолью.

Пошив на ранней стадии

Многие изотопы, используемые в ядерной медицине, такие как йод-131 или иттрий-90, часто обладают не самыми идеальными свойствами с медицинской точки зрения, особенно в отношении энергии, типа и продолжительности их радиоактивного излучения. «В идеале мы могли бы выбирать наиболее подходящие радиоизотопы на ранней стадии разработки лекарств», — объясняет физик Улли Кёстер из Института Лауэ-Ланжевена (ILL) в Гренобле. Он и его коллеги из Института Пауля Шеррера в Виллингене (Швейцария), Мюнхенского технического университета и европейского исследовательского центра ЦЕРН под Женевой успешно создали четыре специально разработанных изотопа тербия, которые потенциально могут соответствовать медицинским требованиям. Результаты первоначальных испытаний на животных оказались многообещающими.

Нуклиды для диагностики и терапии

Для производства искусственных радионуклидов с массовыми числами 149, 152, 155 и 161 ученые открыли огонь по пленкам тантала и гадолиния с нейтронами или протонами высоких энергий. Хотя изотопы тербия различаются по количеству нейтронов и характеру их радиоактивного распада, с химической и биологической точек зрения они довольно похожи друг на друга. Это большое преимущество для радионуклидной медицины. Упакованные в молекулярный комплекс, состоящий в основном из витамина B9, радиоизотопы могут прикрепляться к определенным опухолям и оказывать там свое влияние.

Эффект варьируется в зависимости от изотопа: тербий-155 и 161 испускают гамма-излучение, которое почти полностью покидает тело пациента, что делает эти два радионуклида особенно подходящими для диагностики и локализации опухолей. Тербий-152, с другой стороны, испускает позитроны, которые быстро распадаются на гамма-излучение. Поэтому этот изотоп идеально подходит для диагностики с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Тербий-149 и 161 особенно полезны в терапевтическом плане. Последний испускает бета-лучи, которые проникают на несколько миллиметров — несколько сантиметров в ткани, разрушая клетки. Альфа-частицы, испускаемые тербием-149, проникают в ткани лишь на несколько десятых миллиметра. В дополнение к бета-частицам, тербий-161 также испускает так называемые электроны Оже из своей атомной оболочки. Благодаря своей более низкой энергии эти электроны проходят всего несколько микрометров, что делает их идеальными для воздействия на небольшие опухоли и метастазы.

Перспективное пилотное исследование

Исследователи под руководством Кёстера изучили потенциальные диагностические и терапевтические преимущества квадруплета тербия на мышах. Регрессия опухолей наблюдалась у пяти из восьми подопытных животных. Однако сами Кёстер и его коллеги признают, что количество животных было слишком мало, чтобы делать какие-либо далеко идущие выводы из этих результатов. В онкологии хорошо известна закономерность: новые онкологические методы дают многообещающие результаты в доклинических испытаниях, но разочаровывают в клинических. Поэтому серия экспериментов, опубликованная в «Журнале ядерной медицины» (doi: 10.2967/jnumed.112.107540 ), является пилотным исследованием. Она демонстрирует, что сама концепция работает — хотя и только в опухолях, обладающих подходящими рецепторами для витаминного комплекса, в который встроены нуклиды тербия.

Шанс на лучшую терапию

Для радионуклидной медицины, несмотря на это ограничение, исследование может стать важным шагом вперед. Уже существует нехватка определенных нуклидов. По словам Кестера, такие институты, как Cern или ILL, которые в основном участвуют в изучении фундаментальных физических взаимоотношений, могут оказаться здесь ".