Em um estudo recente, Pesquisadores da Texas A&M University descreveram um novo processo para purificar astatine-211, um isótopo radioativo promissor para o tratamento direcionado do câncer. Ao contrário de outros métodos de purificação elaborados, sua técnica pode extrair astatine-211 do bismuto em minutos em vez de horas, o que pode reduzir muito o tempo entre a produção e a entrega ao paciente.

"Astatine-211 está atualmente sendo avaliado como um agente terapêutico contra o câncer em ensaios clínicos. Mas o problema é que a cadeia de suprimentos para este elemento é muito limitada porque apenas alguns lugares no mundo podem fazê-lo, "disse o Dr. Jonathan Burns, cientista pesquisador do Centro de Ciência e Engenharia Nuclear da Estação Experimental de Engenharia A&M do Texas. "A Texas A&M University é um dos poucos lugares no mundo que podem produzir astatine-211, e delineamos um rápido processo de separação astatine-211 que aumenta a quantidade utilizável deste isótopo para fins terapêuticos e de pesquisa. "

Os pesquisadores acrescentaram que este método de separação trará a Texas A&M um passo mais perto de ser capaz de fornecer astatine-211 para distribuição através do Centro Nacional de Desenvolvimento de Isótopos do Departamento de Energia do Programa de Isótopos como parte da Rede de Isótopos da Universidade.

Detalhes sobre a reação química para purificar astatine-211 no jornal Tecnologia de separação e purificação.

Astatine é um dos elementos menos abundantes na Terra. Além disso, é de curta duração, passando por um rápido decaimento radioativo ao liberar partículas alfa carregadas positivamente para alcançar a estabilidade nuclear. Portanto, astato, particularmente seu isótopo astatine-211, é um candidato atraente para uma forma de terapia de radiação para o tratamento do câncer, chamada terapia de partículas alfa direcionadas.

Ao contrário de outras formas de radiação que podem penetrar mais profundamente no corpo, danificando tanto o tecido saudável quanto o canceroso, as partículas alfa percorrem uma curta distância e perdem sua energia. Assim, quando astatine-211 está posicionado em ou próximo ao tecido canceroso, suas partículas alfa emitidas viajam profundamente o suficiente para destruir as células cancerosas, mas deixam o tecido saudável minimamente prejudicado. Também, a meia-vida curta do astatine-211, ou o tempo gasto para a metade de seus núcleos atômicos decair, significa que ele perde sua radioatividade rapidamente e é menos tóxico do que outros radiofármacos de longa duração.

Burns observou, no entanto, que a meia-vida do astatine é uma espada de dois gumes. Uma vez que o elemento tem uma abundância natural muito baixa, o astatine-211 é artificialmente feito bombardeando o bismuto com partículas alfa de alta velocidade. Uma vez criado, astatine-211 começa a decair imediatamente, ele disse, iniciar o relógio em quanto tempo vai durar.

"A cada 7,2 horas, metade do astato-211 produzido decai e não pode mais ser usado para tratamento, "disse Burns." Então, o tempo decorrido desde o momento em que é produzido até quando pode ir para o paciente torna-se muito crítico. Se um processo de purificação levar 4 horas, por exemplo, isso significa que é cerca de metade da meia-vida de astatine; você perdeu um terço do material que fez. "

Na tentativa de simplificar o processo de purificação, Burns e seus colegas procuraram usar ácido nítrico para extrair o astatine-211 do bismuto. Para seus experimentos, eles encheram uma coluna de cromatografia que geralmente é usada para separar misturas com minúsculas contas porosas infundidas com produtos químicos orgânicos chamados cetonas.

Próximo, os pesquisadores fizeram astatine-211 bombardeando o bismuto com partículas alfa no Texas A&M University Cyclotron Institute. Eles então dissolveram o bismuto em ácido nítrico. Quando eles passaram esta solução pela coluna de cromatografia, os pesquisadores descobriram que apenas o astatine-211 formou uma ligação química com as cetonas. Além disso, uma vez que as cetonas são hidrofóbicas, eles foram repelidos do ácido nítrico, aderindo às contas. O efeito líquido foi que o bismuto passou pela coluna, enquanto astatine-211 puro permaneceu coletado dentro das contas.

Este procedimento, os pesquisadores descobriram, leva cerca de 10 a 20 minutos, ao contrário de outros processos de purificação astatine que podem levar horas.

Embora um ciclotron seja necessário na produção de astato-211 de grau médico, Burns disse que muitos hospitais já estão equipados com uma máquina para a produção de outros produtos químicos, como a fluorodeoxiglicose F 18, necessária para a tomografia por emissão de pósitrons. Mas mesmo para hospitais que podem depender da entrega do astatine-211 de um local externo, o procedimento de purificação curto oferece mais tempo para transporte.

"Texas A&M University, por exemplo, está em uma localização geográfica muito boa, estamos bem no meio de cinco das 20 maiores cidades da América e bem ao lado de um dos principais centros de câncer nos Estados Unidos, "disse Burns." Nosso objetivo é produzir, purificar, e enviar astatine em lotes grandes o suficiente para ensaios pré-clínicos e clínicos. Nós ainda não estamos lá, mas fizemos um progresso significativo por meio dessa elegante técnica de separação. "

Outros contribuintes da pesquisa incluem o Dr. Evgeny Tereshatov, Geoffrey Avila, Kevin Glennon, Andrew Hannaman, Kylie Lofton, Laura McCann, Mallory McCarthy, Dra. Lauren McIntosh, Steven Schultz, Dr. Gabriel Tabacaru, Amy Vonder Haar e Dra. Sherry Yennello do Cyclotron Institute da Texas A&M.

A pesquisa é financiada pelo Programa de Isótopos do Departamento de Energia dos Estados Unidos, administrado pelo Office of Science, Texas A&M University por meio da Bright Chair in Nuclear Science, O Texas A&M System National Laboratories Office, e Departamento de Energia dos EUA.