Figura 1:As nanopartículas injetadas diretamente na massa cancerosa são distribuídas por todo o tumor e entram nas células cancerosas, danificando seu DNA sem afetar negativamente outros órgãos. Crédito:Hiroki Kato et al.
Cientistas do Departamento de Medicina Nuclear e Tracer Kinetics da Universidade de Osaka desenvolveram um novo sistema para radioterapia direcionada ao câncer que usa nanopartículas de ouro marcadas com astatina-211. Devido ao alcance limitado e meia-vida da radiação, juntamente com a localização das nanopartículas, as células saudáveis são consideravelmente menos propensas a serem danificadas. Este trabalho pode levar a tratamentos de câncer eficazes sem os efeitos colaterais das técnicas atuais.
A braquiterapia é um método de tratamento do câncer usando uma fonte radioativa selada chamada "semente" implantada diretamente dentro do corpo do paciente. Verificou-se ser eficaz para certos tumores da próstata, cabeça, pescoço e cérebro, entre outros. No entanto, como outras formas de radioterapia, a braquiterapia também pode causar efeitos colaterais graves, como vômitos ou dores de cabeça. Métodos mais sofisticados para direcionar a radiação são necessários para maximizar a eficácia do tratamento, poupando células saudáveis.
Agora, uma equipe de cientistas liderada pela Universidade de Osaka usou nanopartículas de ouro "nanosementes" contendo um isótopo radioativo para garantir que a radiação fosse localizada apenas nas células cancerígenas. Astatine-211 é um isótopo instável do elemento astatine que contém um nêutron extra. Isso faz com que ele sofra decaimento radioativo enquanto emite partículas alfa. Devido ao seu grande tamanho, as partículas alfa em movimento rápido podem causar quebras fatais da fita dupla no DNA das células cancerígenas enquanto permanecem próximas à fonte de radiação. Além disso, como a meia-vida da astatina-211 é tão curta, cerca de 7 horas, ela se tornará inativa muito antes que as nanopartículas possam vazar para os tecidos saudáveis. Isso permite que grandes doses terapêuticas sejam administradas sem causar efeitos colaterais graves. "Desenvolvemos um novo tratamento de câncer seguro e poderoso usando nanopartículas de ouro com astatina-211, que emite raios alfa que danificam fortemente o DNA alvo, mas têm um alcance muito curto dentro do corpo", explica o primeiro autor Hiroki Kato.
Figura 2:Nanopartículas de ouro (vermelho) são internalizadas pelas células e se acumulam ao redor do núcleo (azul). Crédito:Hiroki Kato et al.
Usando modelos de ratos ou camundongos, as nanopartículas foram injetadas diretamente nos tumores. A equipe descobriu que as nanopartículas entraram nas células cancerosas, mas não se espalharam para outros órgãos durante um período de tempo equivalente a seis meias-vidas radioativas. Ao mesmo tempo, as nanopartículas eram altamente tóxicas para as células cancerígenas. "Nós demonstramos que o crescimento do tumor pode ser fortemente suprimido pela injeção desta droga nano diretamente no tumor", diz o autor sênior Koichi Fukase. Como as nanopartículas de ouro podem ser facilmente fabricadas e a astatina-211 pode ser produzida em ciclotrons sem a necessidade de combustível nuclear, essa nova terapia pode ser amplamente disponibilizada em hospitais.
Figura 3:(A) Na cintilografia, a radioatividade é observada apenas no tumor (seta) em todos os momentos após a injeção da droga e não é observada em outras regiões. (B) Nanopartículas de ouro marcadas com astatina suprimem fortemente o crescimento do tumor. Crédito:Hiroki Kato et al.
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