Partículas de carbonato de cálcio estão entre os compostos bioativos mais promissores. Contudo, antes de seu uso para entrega de drogas, sua toxicidade deve ser estabelecida, bem como sua distribuição em animais de laboratório. Uma equipe de pesquisadores do Departamento de Física e Engenharia da ITMO University e do Centro Científico Russo de Radiologia e Tecnologias Cirúrgicas desenvolveu novas abordagens para carregar partículas de carbonato de cálcio com radionuclídeos modelo e estudou a biodistribuição dessas partículas em ratos usando tomografia por emissão de pósitrons (PET). Eles descobriram que o tamanho das partículas influencia o acúmulo de órgãos específicos in vivo. Os resultados deste estudo são publicados em Materiais e interfaces aplicados ACS .

Partículas de carbonato de cálcio são promissoras para a biomedicina. Eles podem ser facilmente sintetizados, seu tamanho e forma são ajustáveis, e eles são atóxicos e biocompatíveis. Contudo, quase não há estudos sobre a aplicação desses portadores como agentes PET ou candidatos à radiomarcação.

No novo estudo da equipe da Faculdade de Física e Engenharia da Universidade ITMO, partículas de carbonato de cálcio foram marcadas com radionuclídeo de gálio ( ⁶⁸ Ga) usando várias estratégias. O encapsulamento de ⁶⁸ Ga no núcleo das partículas de carbonato de cálcio foi considerado o método mais eficiente.

Os resultados deste estudo podem abrir caminho para a bioimagem de animais de laboratório. No estudo, uma amostra com transportadores de carbonato de cálcio radiomarcados foi injetada na veia da cauda do rato. Depois disto, foi colocado em um tomógrafo por três horas. Durante este tempo, os exames PET foram adquiridos. Para verificar os resultados do PET, os pesquisadores extraíram os órgãos do rato e estimaram o nível de radioatividade.

De acordo com os resultados, as partículas micrométricas (cerca de 5 μm) foram localizadas nos pulmões e as partículas submicrométricas (cerca de 500 nm) foram acumuladas no fígado e baço. “Estudamos o acúmulo passivo de partículas. Isso significa que não as modificamos com nenhum tipo de molécula funcional ou complexo que só pode ser ligado a tipos específicos de células. Para futura aplicação em biomedicina, precisamos determinar a zona de distribuição das partículas in vivo. Uma vez que as micropartículas desenvolvidas foram capazes de se acumular nos pulmões, eles podem ser úteis para o diagnóstico de doenças pulmonares, por exemplo, "diz Elena Gerasimova.

É muito cedo para discutir possíveis aplicações terapêuticas. Contudo, as perspectivas são bastante promissoras. Primeiro, pesquisas adicionais sobre a correlação entre o tamanho das partículas e sua localização irão beneficiar a administração do medicamento. Segundo, estudos in vivo de distribuição de partículas abrem novas oportunidades para diagnósticos e estudos de cânceres.

"O sistema circulatório de tecidos doentes, como o tecido canceroso, difere dos tecidos saudáveis. O tecido doente tem grandes poros através dos quais as partículas podem penetrar e se acumular. Podemos visualizar sua localização. Dessa forma, podemos detectar tecidos danificados pelo câncer e examinar a metástase, "diz Elena Gerasimova.

Contudo, a eficiência deste método não é estabelecida, e mais pesquisas são necessárias. Agora, os cientistas estão planejando se concentrar em experimentos que incluem a diminuição do tamanho das partículas e suas modificações.