Todos hemos escuchado que "no es prudente usar un cañón para matar un mosquito". Pero, ¿y si pudieras enfocar el poder del cañón para concentrar el poder en un espacio diminuto? En un nuevo estudio, Los investigadores de la Universidad de Missouri han demostrado la capacidad de aprovechar las partículas radiactivas poderosas y dirigirlas hacia los tumores cancerosos pequeños mientras causan un daño insignificante a los órganos y tejidos sanos. El estudio se publica esta semana en MÁS UNO , un internacional, publicación revisada por pares y de acceso abierto.

Típicamente, cuando se recomienda el tratamiento con radiación para pacientes con cáncer, los médicos pueden elegir entre varios radiofármacos que utilizan partículas de radiación de baja energía, conocidas como partículas beta. Durante años, Los científicos han estado estudiando cómo utilizar "partículas alfa, "que son partículas radiactivas que contienen una gran cantidad de energía, en tratamientos contra el cáncer. Los desafíos del uso de partículas alfa, que son más de 7, 000 veces más pesado que las partículas beta, incluyen confinar las poderosas partículas alfa en un lugar designado dentro del cuerpo mientras se evita que la radiación se dirija a los órganos y tejidos sanos.

"Si piensa en las partículas beta como tirachinas o flechas, las partículas alfa serían similares a las balas de cañón, "dijo J. David Robertson, director de investigación del MU Research Reactor y profesor de química en la Facultad de Artes y Ciencias. "Los científicos han tenido algunos éxitos en el uso de partículas alfa recientemente, pero nada que pueda combatir diferentes tipos de cáncer. Por ejemplo, un estudio actual que utiliza cloruro de radio-223, que emite partículas alfa, ha sido acelerada por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. porque se ha demostrado que es eficaz en el tratamiento del cáncer de hueso. Sin embargo, solo funciona para el cáncer de huesos porque el elemento, radio, se siente atraído por el hueso y se queda allí. Creemos que hemos encontrado una solución que nos permitirá dirigir las partículas alfa a otros sitios de cáncer en el cuerpo de una manera eficaz ".

Robertson y los investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge y la Facultad de Medicina de la Universidad de Tennessee en Knoxville utilizaron el elemento "actinio, "que es un elemento conocido como" emisor alfa "porque produce partículas alfa. A medida que se desintegra, el actinio crea tres elementos adicionales que producen partículas alfa. Sin embargo, debido a la fuerza de estas partículas, mantener los elementos en su lugar en los sitios del cáncer no fue posible, hasta que Robertson y Mark McLaughlin, Estudiante de doctorado de MU y coautor del estudio, diseñó una nanopartícula chapada en oro que sirve como celda de retención para los elementos, manteniéndolos en su lugar en el sitio del cáncer.

La nanopartícula de Robertson es un dispositivo en capas. En el núcleo está el elemento original, actinio. El equipo de Robertson luego agregó cuatro capas de material y luego recubrió la nanopartícula con oro. Esto hizo que la nanopartícula fuera lo suficientemente fuerte como para retener el actinio, y los otros emisores alfa que eventualmente se crean, el tiempo suficiente para que cualquier partícula alfa destruya las células cancerosas cercanas.

"Mantener estos emisores alfa en su lugar es un desafío técnico que los investigadores han estado tratando de superar durante 15 años, ", Dijo Robertson." Con nuestro diseño de nanopartículas, podemos mantener más del 80 por ciento del elemento dentro de la nanopartícula 24 horas después de su creación ".

Si bien las partículas alfa son extremadamente poderosas, no viajan muy lejos, así que cuando las nanopartículas se acercan a las células cancerosas, las partículas alfa se mueven y destruyen la célula de forma mucho más eficaz que las opciones actuales de radioterapia, Dijo Robertson.

"Previamente, La investigación básica había establecido que los científicos pueden unir anticuerpos a nanopartículas de oro que ayudan a conducir las nanopartículas a los sitios del tumor en el cuerpo. ", Dijo Robertson." Sin ese trabajo innovador, no hubiéramos podido armar este rompecabezas ".

Los resultados iniciales de esta investigación son prometedores. Si los estudios adicionales tienen éxito en los próximos años, Los funcionarios de MU solicitarán autorización del gobierno federal para comenzar el desarrollo de fármacos humanos (esto se conoce comúnmente como el estado de "fármaco nuevo en investigación"). Una vez concedido este estado, los investigadores pueden realizar ensayos clínicos en humanos con la esperanza de desarrollar nuevos tratamientos para el cáncer.