Nowy znacznik do obrazowania komórek nowotworowych

Międzynarodowy zespół naukowców, w którym biorą udział uczeni z Ośrodka Radioizotopów POLATOM Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku zaproponował wykorzystanie nowego związku chemicznego do obrazowania nowotworów prostaty i piersi. [99mTc]Tc-DB15 składa się ze stosowanego w diagnostyce radioaktywnego izomeru* technetu Tc-99m**, związanego z antagonistą (czyli substancją blokującą receptor) receptora GRPR (z ang. Gastrin-Releasing Peptide Receptor) występującego w komórkach niektórych rodzajów nowotworów.

Użycie związku [99mTc]Tc-DB15 pozwala na wykrycie nowotworu dzięki zastosowaniu Tc-99m, który podczas rozpadu emituje fotony o energiach w zakresie gamma. Fotony te są następnie rejestrowane w tomografie SPECT (z ang. Single Photon Emission Computed Tomography). Urządzenie to, podobnie do PET (z ang. Positron Emission Tomography), obserwuje fotony pochodzące z rozpadu Tc-99m, i po opracowaniu specjalnym algorytmem, generuje trójwymiarowy obraz pacjenta z wyraźnie widocznymi miejscami emisji fotonów pochodzących z rozpadu radioizotopu. Technet-99m, przyłączony do antagonisty receptora, kumuluje się w komórkach o zwiększonej gęstości GRPR, czyli w komórkach rakowych. W efekcie, pozwala to na zlokalizowanie i określenie aktywności komórek nowotworowych. Antagoniści receptorów komórkowych, zastosowani w diagnostyce, mogą też potencjalnie być wykorzystani w teranostyce, czyli terapii połączonej z diagnostyką, wykorzystując promieniowanie jonizujące w celu zabicia komórek nowotworu.

Wstępne badania nad nowym znacznikiem, przeprowadzone in vitro na komórkach raka piersi oraz raka prostaty pokazały, że komórki rakowe dobrze gromadzą znacznik. Dalsze badania, in vivo, przeprowadzono u myszy z wszczepionymi komórkami raka prostaty i piersi, wykazującymi obecność GRPR. Wykazano, że po podaniu preparat w krótkim czasie skupia się w komórkach nowotworowych. Po potwierdzeniu bezpieczeństwa stosowania badanego leku, poddano tej metodzie obrazowania dwie pacjentki chorujące na nowotwór raka piersi, którego komórki posiadały receptory GRPR. Badania przeprowadzono na podstawie protokołu badawczego zatwierdzonego przez Komisję Bioetyczną Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu. Pacjentki wyraziły świadomą zgodę na udział w badaniach.

„Współczesna medycyna wykorzystuje już bardzo podobne strategie, do zaproponowanej przez nas, jak choćby leczenie nowotworów piersi, posiadających receptory HER2.”– wyjaśnia pani profesor Renata Mikołajczak, współautorka badań – „Nowa procedura, oparta o wykorzystanie związków antagonistycznych do receptorów GRPR, byłaby kolejną spersonalizowaną metodą w leczeniu konkretnego typu komórek rakowych, a zwiększanie liczby technik pozwala na precyzyjne i skuteczne leczenie różnych rodzajów nowotworów.”

* Izomerem danego pierwiastka nazywamy pierwiastek o tej samej liczbie masowej i atomowej, czyli posiadający tyle samo protonów i neutronów w jądrze, przy czym co najmniej jeden z nukleonów jest na wyższym poziomie energetycznym. Izomery są metatrwałe, co oznacza, że mają ograniczony czas życia i ulegają rozpadowi emitując fotony. Wykorzystywanym w tym badaniu znacznikiem jest izomer technetu, Tc-99m. Okres półtrwania tego izomeru wynosi 6 godzin. Oznacza to, że po 6 godzinach rozpadło się 50% pierwiastków, po kolejnych 6 godzinach połowa tego co zostało, czyli dalsze 25% pierwotnej ilości. Po 24 godzinach rozpada się ponad 90% atomów tego pierwiastka. Ta cecha, oraz emisja fotonu gamma o energii 140 keV, sprawiają, że Tc-99m jest najpowszechniej wykorzystywanym znacznikiem do diagnostyki w medycynie jądrowej.

**Tc-99m pozyskiwany jest głównie z rozpadu Molibdenu Mo-99 w tzw. generatorach radionuklidowych, produkowanych między innymi przez POLATOM, pozwalających na pozyskanie Tc-99m z rozpadu Mo-99. Molibden-99 otrzymywany jest z kolei z rozpadu Uranu U-235. Ten sposób produkcji wykorzystywany jest w reaktorze MARIA Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku. Mo-99 ma okres półtrwania 66 godzin, dzięki temu, generatory można z łatwością dostarczyć do miejsca stosowania radiofarmacetyku (np. do szpitala).

Źródło/grafika: https://www.mdpi.com/2072-6694/13/20/5093