آستاتین کمیابترین عنصر طبیعی روی کره زمین و یکی از کمتر کاوششدهترین عناصر جدول تناوبی است. این نام که از واژه یونانی به معنای ناپایدار گرفته شده است به خوبی ماهیت گذرا و ناپایدار این عنصر را منعکس میکند.
به گزارش scitechdaily، اکنون پژوهشگران دانشگاه تگزاسایاندام با استفاده از پرتوهای سیکلوترون و تکنیکهای شیمیایی پیشرفته بر این چالش غلبه کردهاند و فرآیند جدیدی برای تولید، خالصسازی و انتقال آستاتین-۲۱۱ ایجاد کردهاند. این ایزوتوپ، اگرچه بسیار رادیواکتیو است و نیمهعمر کوتاهی تنها معادل ۷.۲ ساعت دارد، اما پتانسیل قابل توجهی برای درمان هدفمند سرطان دارد.
آستاتین-۲۱۱ که اغلب ایزوتوپ ایدهآل یا گلدیلاکس نامیده میشود، میتواند پرتوی متمرکزی را منتشر کند که سلولهای سرطانی را از بین میبرد و در عین حال آسیب به بافتهای سالم اطراف را به حداقل میرساند. موسسه سیکلوترون تگزاسایاندام اکنون این ایزوتوپ پیشگامانه را با استفاده از سیکلوترون K۱۵۰ خود تولید میکند که توسط برنامه ایزوتوپ وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) پشتیبانی میشود.
از سال ۲۰۲۳، دانشگاه تگزاسایاندام یکی از تنها دو نهاد در این کشور بوده که از طریق مرکز ملی توسعه ایزوتوپ (NIDC) و در قالب شبکه دانشگاهی ایزوتوپ آن، مجوز تامین آستاتین برای تحقیقات و درمان پزشکی را دارد.
شری جی. ینلو، استاد برجسته و استاد ریجنتس شیمی و مدیر موسسه سیکلوترون که گروه پژوهشی او هدایت برنامه آستاتین ۲۱۱ این موسسه را بر عهده دارد، در این باره گفت: درمان هدفمند با ذرات آلفا یک روش درمانی بالقوه تحولآفرین برای سرطان است که به دلیل توانایی آن در ایجاد آسیب زیاد به سلولهای تومور در حالی که بافتها و اندامهای سالم اطراف را دستنخورده نگه میدارد، مورد توجه بسیار قرار گرفته است. ما یکی از معدود مراکز در ایالات متحده هستیم که قادر به تولید معمول آستاتین در مقادیر مرتبط با پزشکی و تحویل آن به مراکز درمانی نزدیک هستیم.
هنگامی که آستاتین تجزیه میشود، ذرات آلفا ساطع میکند. این ذرات آلفا به دلایل مختلفی در رساندن انرژی قادر به از بین بردن سلولهای سرطانی بسیار موثر هستند. برخلاف انواع دیگر پرتوها که میتوانند عمیقتر به بدن نفوذ کرده و به بافت سالم و سرطانی آسیب برسانند، ذرات آلفا تنها مسافت کوتاهی را طی میکنند قبل از اینکه محموله انرژی خود را که سلولها را از بین میبرد، رها کنند؛ بنابراین هنگامی که آستاتین-۲۱۱ در داخل یا نزدیک بافت سرطانی قرار میگیرد، ذرات آلفای ساطع شده از آن به اندازه کافی عمیق سفر میکنند تا سلولهای سرطانی را از بین ببرند، اما حداقل آسیب را به بافت سالم اطراف وارد میکنند.
به دلیل نیمهعمر کوتاه آستاتین-۲۱۱ رادیواکتیویته خود را به سرعت از دست میدهد و در نتیجه سمیت کمتری نسبت به سایر رادیوداروهای با عمر طولانیتر دارد. به ویژه عدم وجود رادیواکتیویته ناشی از واپاشی آلفای ثانویه در آستاتین-۲۱۱، کلیدی برای به حداکثر رساندن انرژی و کارایی کشنده سرطان آن است و آن را به گزینهای جذاب برای پژوهشگران و داروسازان در سراسر جهان تبدیل کرده است. این ایزوتوپ هم اکنون در آزمایشات بالینی برای سرطانهای خون به عنوان یک گزینه درمانی منتشرکننده آلفا مورد استفاده پیشگامانه قرار گرفته و حتی در تحقیقات اولیه برای بیماری آلزایمر نیز در حال بررسی است.
ینلو تاکید کرد: در دسترس بودن آستاتین-۲۱۱ بزرگترین مانع برای بهرهبرداری از پتانسیل آن برای دگرگونی آینده پزشکی هستهای است. خوشبختانه پیشرفتهایی که ما در اینجا در تگزاسایاندام ایجاد میکنیم، راه زیادی برای حل این مشکل خواهد برد.
مقابله با چالشها با یک ستون
در یکی از بزرگترین دستاوردهای خود تا به امروز، تیم تگزاسایاندام یک سیستم خودکار برای جداسازی و ارسال آستاتین-۲۱۱ توسعه داده است. این دستگاه که درخواست ثبت اختراع آن در حال بررسی است، امکان خالصسازی رادیوایزوتوپ (جداسازی آن از هدف بیسموت) و بارگذاری آن روی یک ستون حمل و نقل را به عنوان بخشی از فرآیند گنجاندن آن در یک داروی درمانی آلفا هدفمند فراهم میکند.
ینلو میگوید این رویکرد نوآورانه استفاده از ستون جاذب رزینی به تولیدکنندگان ایزوتوپ اجازه میدهد مقادیر بیشتری از آستاتین-۲۱۱ را با خطر کمتر و اتلاف ناشی از واپاشی کمتر (به دلیل جداسازی سریعتر در مقایسه با سایر روشها) ارسال کنند که این امر امکانسنجی استفاده از آن را به عنوان یک درمان نسل بعدی بالقوه برای سرطان بیشتر تقویت میکند.
به عنوان اثبات ملموس این مفهوم، دانشگاه تگزاسایاندام مقادیر قابل توجهی آستاتین-۲۱۱ را به همکاران در دانشگاه آلاباما در بیرمنگام تحویل داده و همچنین بیش از دو دوجین محموله را برای مرکز سرطان اندرسونامدی (MD Anderson) جهت توسعه رادیوداروها و درک بهتر ویژگیهای شیمیایی منحصربهفرد آستاتین-۲۱۱ ارسال کرده است.
ینلو به تازگی در کنگره بینالمللی علوم رادیوداروها در کوئینزلند نیز درباره این برنامه صحبت کرده است. او گفت: اگرچه آزمایشات بالینی روی انسان در مراحل اولیه قرار دارد. ابتکاراتی در حال حاضر به بررسی پتانسیل آستاتین-۲۱۱ در ژاپن، چندین کشور اروپایی و ایالات متحده میپردازند.) من مشتاقم که موفقیت تگزاسایاندام در تولید و عرضه آستاتین-۲۱۱ را به اشتراک بگذارم و در عین حال در مورد پیشرفت جهانی در تلاشهای مشترکمان برای درک بهتر ویژگیهای شیمیایی و پیشرفت احتمالی درمانی آن در انکولوژی بیشتر بیاموزم.
این پژوهش توسط دفتر علوم وزارت انرژی از طریق برنامه ایزوتوپ این وزارتخانه، دانشگاه تگزاسایاندام از طریق کرسی برایت در علوم هستهای و دفتر امنیت هستهای سیستم دانشگاه تگزاسایاندام از طریق همکاری با آزمایشگاه ملی لوس آلاموس پشتیبانی میشود.
انتهای پیام/