Todos nós já ouvimos que "não é sensato usar um canhão para matar um mosquito". Mas e se você pudesse concentrar o poder do canhão para concentrar energia em um espaço minúsculo? Em um novo estudo, Pesquisadores da Universidade de Missouri demonstraram a capacidade de aproveitar poderosas partículas radioativas e direcioná-las para pequenos tumores cancerígenos, causando danos insignificantes a órgãos e tecidos saudáveis. O estudo está sendo publicado esta semana em PLOS ONE , um internacional, publicação revisada por pares e de acesso aberto.

Tipicamente, quando o tratamento com radiação é recomendado para pacientes com câncer, os médicos podem escolher entre vários radiofármacos que usam partículas de radiação de baixa energia, conhecidas como partículas beta. Por anos, cientistas têm estudado como usar "partículas alfa, "que são partículas radioativas que contêm uma grande quantidade de energia, em tratamentos de câncer. Os desafios de usar partículas alfa, que são mais de 7, 000 vezes mais pesado que as partículas beta, incluem o confinamento das poderosas partículas alfa em um local designado dentro do corpo, evitando que a radiação vá para órgãos e tecidos saudáveis.

"Se você pensar nas partículas beta como estilingues ou flechas, partículas alfa seriam semelhantes a bolas de canhão, "disse J. David Robertson, diretor de pesquisa do MU Research Reactor e professor de química na Faculdade de Artes e Ciências. "Os cientistas tiveram alguns sucessos usando partículas alfa recentemente, mas nada que possa combater diferentes tipos de câncer. Por exemplo, um estudo atual usando cloreto de rádio-223, que emite partículas alfa, foi acelerado pela Food and Drug Administration dos EUA porque se mostrou eficaz no tratamento do câncer ósseo. Contudo, só funciona para câncer ósseo porque o elemento, rádio, é atraído pelo osso e permanece lá. Acreditamos ter encontrado uma solução que nos permitirá direcionar partículas alfa para outros locais de câncer no corpo de uma maneira eficaz. "

Robertson e pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge e da Escola de Medicina da Universidade do Tennessee em Knoxville usaram o elemento "actínio, "que é um elemento conhecido como" emissor alfa "porque produz partículas alfa. À medida que decai, actinium cria três elementos adicionais que produzem partículas alfa. Porém, devido à força dessas partículas, manter os elementos no lugar em locais de câncer não foi possível, até Robertson e Mark McLaughlin, Estudante de doutorado do MU e co-autor do estudo, projetou uma nanopartícula banhada a ouro que serve como uma célula de retenção para os elementos, mantê-los no local do câncer.

A nanopartícula de Robertson é um dispositivo em camadas. No centro está o elemento original, actínio. A equipe de Robertson então adicionou quatro camadas de material e cobriu a nanopartícula com ouro. Isso tornou a nanopartícula forte o suficiente para conter o actínio - e os outros emissores alfa que eventualmente são criados - por tempo suficiente para que quaisquer partículas alfa destruam as células cancerosas próximas.

"Manter esses emissores alfa no lugar é um desafio técnico que os pesquisadores vêm tentando superar há 15 anos, "Robertson disse." Com o nosso design de nanopartículas, somos capazes de manter mais de 80 por cento do elemento dentro da nanopartícula 24 horas após sua criação. "

Embora as partículas alfa sejam extremamente poderosas, eles não viajam muito longe, então, quando as nanopartículas se aproximam das células cancerosas, as partículas alfa se movem e destroem a célula com muito mais eficácia do que as opções atuais de radioterapia, Robertson disse.

"Anteriormente, a pesquisa básica estabeleceu que os cientistas podem anexar anticorpos às nanopartículas de ouro que ajudam a conduzir as nanopartículas aos locais do tumor no corpo, "Robertson disse." Sem esse trabalho inovador, não teríamos sido capazes de montar esse quebra-cabeça. "

Os resultados iniciais desta pesquisa são promissores. Se estudos adicionais forem bem-sucedidos nos próximos anos, Os funcionários da MU solicitarão autorização do governo federal para iniciar o desenvolvimento de medicamentos para humanos (isso é comumente referido como o status de "novo medicamento investigativo"). Depois que esse status for concedido, os pesquisadores podem conduzir ensaios clínicos em humanos com a esperança de desenvolver novos tratamentos para o câncer.