Ученые из отдела ядерной медицины и трассерной кинетики Университета Осаки разработали новую систему для направленной лучевой терапии рака, в которой используются наночастицы золота, меченные астатином-211. Из-за ограниченного диапазона и периода полураспада излучения, а также локализации наночастиц, здоровые клетки значительно реже пострадают. Эта работа может привести к эффективному лечению рака без побочных эффектов современных методов.

Брахитерапия – это метод лечения рака с использованием закрытого радиоактивного источника, называемого «семенем», имплантированного непосредственно в тело пациента. Было обнаружено, что он эффективен при некоторых опухолях простаты, головы, шеи и мозга, в том числе. Однако, как и другие формы лучевой терапии, брахитерапия также может вызывать серьезные побочные эффекты, такие как рвота или головные боли. Необходимы более сложные методы нацеливания радиации, чтобы максимизировать эффективность лечения при сохранении здоровых клеток.

Теперь группа ученых под руководством Университета Осаки использовала наночастицы золота, содержащие радиоактивный изотоп, чтобы гарантировать, что радиация локализуется только в раковых клетках. Астатин-211 – нестабильный изотоп элемента астатин, который содержит один дополнительный нейтрон. Это заставляет его подвергаться радиоактивному распаду с испусканием альфа-частиц.

Из-за своего большого размера быстро движущиеся альфа-частицы могут вызывать фатальные двухцепочечные разрывы в ДНК раковых клеток, оставаясь при этом близко к источнику излучения. Кроме того, поскольку период полураспада астатина-211 такой короткий, около 7 часов, он станет неактивным задолго до того, как наночастицы смогут проникнуть в здоровые ткани. Это позволяет вводить большие терапевтические дозы, не вызывая серьезных побочных эффектов.

Мы разработали новый безопасный и эффективный метод лечения рака с использованием наночастиц золота с астатином-211, который испускает альфа-лучи, которые сильно повреждают целевую ДНК, но имеют очень короткий радиус действия внутри тела ».

Хироки Като, первый автор исследования, Университет Осаки

Используя модели крыс или мышей, наночастицы вводили непосредственно в опухоли. Команда обнаружила, что наночастицы попали в раковые клетки, но не распространились на другие органы в течение периода времени, эквивалентного шести периодам полураспада радиоактивных веществ. В то же время наночастицы были высокотоксичными для раковых клеток.

«Мы продемонстрировали, что рост опухоли можно сильно подавить, вводя этот нанопрепарат непосредственно в опухоль», – говорит старший автор Коити Фукасе. Поскольку наночастицы золота можно легко изготовить, а астат-211 можно производить в циклотронах без необходимости использования ядерного топлива, эта новая терапия может быть широко доступна в больницах.