Kemikere undersøger indium- og actiniumforbindelser for at udvikle radiofarmaka

Et hold under ledelse af kemiker Prof. Dr. Peter Comba undersøger radioaktive metalkomplekser til brug ved diagnosticering og behandling af tumorer. I deres nylige undersøgelser ved Heidelberg Universitets Institut for Uorganisk Kemi, forskerne påviste, at udviklingen af ​​radiofarmaceutiske sporstoffer baseret på indium og aktinium er lovende for nye radiofarmaka. Resultaterne fra denne grundforskning vil blive brugt i yderligere undersøgelser med henblik på mulige anvendelser.

Det radiofarmaceutiske sporstofkoncept bruger en biologisk vektor til at lokalisere sygt væv i organismen. vektoren, såsom et peptid eller et antistof, er mærket med et radioaktivt element og administreret til patienten. Denne strålingsenhed akkumuleres ved sit mål, og afhængigt af elementets henfaldsproces, strålingen kan gøre tumorcellerne synlige eller ødelægge dem. "En vigtig fordel ved denne metode er, at den kan bruges til at finde individuelle celler og dermed tillade behandling af meget små tumorer, " forklarer prof. Comba.

Radioaktiviteten i disse lægemidler er så stærk, at kun meget små koncentrationer er nødvendige for at visualisere eller ødelægge tumorer. Picomolære til nanomolære opløsninger anvendes. Koncentrationen af ​​radioaktive atomer i en sådan opløsning er omkring en million gange mindre end koncentrationen af ​​natriumioner i blodet.

Ifølge prof. Comba, der er mange grunde til at mærke biologiske vektorer med radioaktive metalioner. Der er en bred vifte af tilgængelige elementer og isotoper med ideelle halveringstider, henfaldsprocesser og energi til forskellige anvendelser. Metalionerne er bundet til organiske molekyler kaldet bifunktionelle chelatorer (BFC'er), som igen er knyttet til de tumorsøgende biologiske vektorer.

Hastighed og effektivitet er vigtig for at mærke sporstofferne med radioaktive metalioner. Det skal også ske under fysiologiske forhold, så de biologiske vektorer forbliver ubeskadigede. Det er desuden kritisk, at det radioaktive atom er stærkt bundet til BFC. "Det må under ingen omstændigheder gå tabt på vej til tumorcellen, " forklarer prof. Comba. "Fordi radioaktiviteten bliver fordelt i hele kroppen, det ville være katastrofalt for skarpe billeder eller selektiv ødelæggelse af tumorceller."

Hurtig mærkning, en ekstrem lille koncentration og høj stabilitet er forhold, der er meget vanskelige at opnå samtidigt. Ved udviklingen af ​​de specielle sporstofmolekyler, Heidelberg-forskerne er fokuseret på BFC'er, hvis struktur ligner den ekstremt stabile diamantgeometri. I løbet af de sidste mange år, Prof. Combas team havde allerede vist, at disse BFC'er er en yderst lovende platform til udvikling af radiofarmaceutiske sporstoffer med kobberioner - i dette tilfælde kobber-64.

Yderligere arbejde søgte at udvide anvendelsesspektret til andre radiometaller, der er vigtige i nuklearmedicin. Actinium-225 isotopen er af særlig interesse; indtil nu, ingen BFC har vist sig potent nok. Til sin doktorafhandling, Dr. Katharina Rück fra Prof. Combas team koncentrerede sig om at syntetisere nye typer bifunktionelle chelatorer til radioaktive metalioner såsom actinium-225. Disse nye BFC'er blev grundigt undersøgt i samarbejde med kolleger i Canada, som også foretog de radiokemiske undersøgelser.

Resultaterne er ret lovende ved at bruge indium-111 til diagnose og actinium-225 til terapi, hvilket betyder, at det samme sporstof, men med forskellige metalioner, kan bruges til både diagnose og terapi. Den nye BFC vil nu blive koblet til biologiske vektorer og testet i dyr.

Forskningsresultaterne blev offentliggjort i Kemi – Et europæisk tidsskrift .