Radioisotoppar til tumordiagnose og terapi

Forskere ved Kanazawa University rapporterer i ACS Omega en lovende kombination af radioisotop-bærende molekyler til brug i radioteranostik - en diagnose- og behandlingstilgang baseret på kombinationen af ​​medicinsk billeddannelse og intern strålebehandling med radioaktive elementer.

Radioisotoper, atomer, der udviser radioaktivitet, kan bruges til at diagnosticere og behandle kræft. Til diagnose, radioisotoper, der udsender gammastråler, bruges på grund af deres gennemtrængende evne, under behandling, isotoper, der udsender alfapartikler, beta partikler, eller lignende cytotoksisk stråling anvendes. Cytotoksicitet refererer til evnen til at dræbe eller beskadige celler; I dette tilfælde, kræftceller.

I de seneste år, en tilgang, der kombinerer terapi og diagnose baseret på radioisotoper, kaldet radioteranostik, har vundet indpas. Nøgleideen er, at både den diagnostiske og den terapeutiske isotop kan leveres til en tumor ved at fæstne den til det samme bærermolekyle. Nu, Kazuma Ogawa fra Kanazawa University og kolleger har syntetiseret et radioteranostisk system med astatin (At-211) som alfa-partikel-emitter og jod (I-123) som gamma-strålingskilden.

Nogle få molekyletyper kan bruges som radioisotopbærere. Ogawa og kolleger brugte et peptid (et biomolekyle bestående af en kæde af aminosyrer) som bærer for både astatin- og jod-isotopen. Specifikt, de arbejdede med et peptid indeholdende den såkaldte RGD-sekvens af aminosyrer. RGD-motivet spiller en vigtig rolle i cellemembranbinding; dens celleadhæsive aktivitet gør den til en god komponent til at designe molekyler til målretning af tumorer.

De theranostiske bærermolekyler blev syntetiseret gennem en række kemiske reaktioner, det sidste trin er en halogenering - udskiftningen af ​​en bestemt molekylær komponent med et halogen. (Både astatin og jod er halogener, med lignende kemiske egenskaber.)

Efter den vellykkede syntese af At-211 og I-125 bærermolekylerne, forskerne testede deres adfærd in vivo. De injicerede samtidig de to forbindelser i tumorbærende mus, og så på biofordelingen af ​​de radioaktive isotoper – dvs. i hvilke dele af kroppen de forekommer, og hvor rigeligt. Hovedfundet var, at de At-211- og I-125-mærkede RGD-peptider udviste biodistributioner, der var meget ens, med en høj ophobning i tumoren - en forudsætning for at fungere som et teranostisk system. (En anden iodisotop, I-123, forventes at være den diagnostiske radioisotop, men I-125 har en meget længere halveringstid, gør det lettere at arbejde med i de nuværende eksperimenter.)

Ogawas og kollegers arbejde er et vigtigt skridt fremad i udviklingen af ​​radioteranostik. Citerer forskerne:"Denne metode kan være anvendelig til andre peptider, der er direkte målrettet mod kræft. Desuden, fremtidige bestræbelser bør fokuseres på anvendelse af andre radiohalogener ... som positronemittere til PET [positron-elektron tomografi] billeddannelse ... "