Khoa học - Y dược

Ứng dụng công nghệ hạt nhân trong y học dược chất phóng xạ (06/11/2015)

Sự tiến bộ trong y học hạt nhân dược chất phóng xạ chủ yếu dựa trên cơ sở phát triển các phương pháp sản xuất các nuclit phóng xạ. Các công nghệ sản xuất đồng vị phóng xạ gầy đây đã thực sự tiến bộ thể hiện qua những ứng dụng của các máy gia tốc cyclotron năng lượng và dòng điện cao. Điều này cho phép tiếp cận rộng hơn đến một số các nuclit phóng xạ mới, như gali-68, đồng-64, ziriconi-89 và kẽm-63, tạo điều kiện phát triển công nghệ gia tốc sản xuất thương mại nguyên tố phóng xạ techneti-99m (Tc99m) là loại nuclit phóng xạ chẩn đoán được sử dụng rộng rãi nhất. Tính khả dụng của các đồng vị phóng xạ mới trong các ứng dụng y học có thể giúp giải quyết được các vấn đề lâm sàng chưa được lường trước. Những tiến bộ đó đang làm thay đổi một cách đáng kể tiến trình phát triển y học hạt nhân.

Các nuclit và dược chất phóng xạ mới

Dưới đây là các ứng dụng đầy triển vọng của một số dược chất phóng xạ mới được phát hiện trong chẩn đoán và điều trị ung thư.

Gali-68
Trong lĩnh vực Chụp cắt lớp phát xạ Positron (Positron emission tomography - PET), tầm quan trọng của các nuclit phóng xạ galli-68 không ngừng gia tăng, đặc biệt nhờ vào khả năng cung cấp thông qua các máy phát Ge-68/Ga-68 (germanium-68 / gallium-68). Gali-68 là một nuclit phát xạ positron thuần khiết có chu kỳ bán rã kéo dài 73 phút. Trong vài năm qua, một vài dược chất phóng xạ gallium-68 dựa trên somatostatin peptit đã được tiến hành nghiên cứu và được thừa nhận là rất hữu ích trong chẩn đoán các khối u thần kinh nội tiết (NET).

Hiện tại có nhiều nghiên cứu đang được tiến hành để phát triển các dược chất phóng xạ mới sử dụng cho chẩn đoán các dạng ung thư khác nhau. Ví dụ, một chất phóng xạ đánh dấu gần đây được ứng dụng trong chụp ảnh khối u tuyến tiền liệt. Cấu trúc của dược chất phóng xạ này đặc biệt đơn giản. Nó bao gồm một iôn gali-68 liên kết với một phối tử mang chất ức chế kháng nguyên màng đặc trưng của tuyến tiền liệt (PSMA). Phối tử đích PSMA mới này lần đầu tiên được nghiên cứu kết hợp với nuclit phóng xạ technetium-99m và sau đó, tiếp tục được biến đổi để điều chế dẫn xuất gali-68 tương ứng. Ứng dụng qua một số thử nghiệm lâm sàng trên bệnh nhân ung thư tiền liệt tuyến cho thấy kết quả nhiều triển vọng, dược chất này hiện đang được chứng minh hiệu quả chẩn đoán và độ nhạy phóng xạ. Các dữ liệu thu được chứng tỏ mạnh mẽ rằng loại thuốc mới này có thể phát hiện sự tái phát bệnh ung thư tuyến tiền liệt và ung thư di căn với độ tương phản được cải thiện đáng kể khi so sánh với choline flo-18, là chất đánh dấu phóng xạ thường được sử dụng để chụp ảnh các khối u tuyến tiền liệt.

Copper-64
Do tính phức tạp của hệ thống sinh học của con người nên khó có thể tìm được các dược chất phóng xạ mới phục vụ cho chẩn đoán và điều trị ung thư hiệu quả. Tuy nhiên, đôi khi những phát hiện bất ngờ lại xảy ra, như trong trường hợp phát hiện ra đồng-64, dưới dạng công thức hóa học ion đồng (II) đơn giản, nó có thể tích tụ bởi một loạt các khối u, bao gồm u tuyến tiền liệt, u melanin, ung thư vú và ung thư não. Các iôn đồng-64 đơn giản có thể nhắm đích một cách chọn lọc tới các tế bào ung thư mà không cần phải gắn với một số vector sinh học.

Đồng là một nguyên tố vi lượng thiết yếu cần thiết cho hoạt động của một số enzyme chứa kim loại. Một số bất thường ở mô và sự phát bệnh ở người có liên quan đến cả hai tình trạng hàm lượng đồng giảm hoặc tăng cao. Lượng đồng trong huyết thanh tăng cao ở những bệnh nhân ung thư, tương quan với mức độ nghiêm trọng của bệnh và sự phản ứng với trị liệu. Bằng chứng thực nghiệm chứng minh rằng nồng độ đồng khả dụng sinh học gây biến đổi sự tăng trưởng khối u, mặc dù các cơ chế phân tử và tế bào của quá trình các ion đồng tác động đến sự hình thành khối u như thế nào trong các dạng ung thư khác nhau vẫn chưa rõ ràng. Do có vai trò thiết yếu trong sự sao chép các tế bào ung thư nên các ion đồng tích tụ bên trong nhân tế bào tiếp xúc với các vật liệu di truyền, trong khi ở các tế bào bình thường chúng tồn tại trong tế bào chất (bào tương). Do đồng-64 phân rã bằng sự phóng xạ đồng thời của các hạt β + và β - có chu kỳ bán rã 12,7 giờ, nên nó có thể sử dụng với cả hai vai trò nuclit phóng xạ chẩn đoán và điều trị, khai thác khả năng hấp thu gia tăng của các khối u. Việc sử dụng kép của cùng một nuclit phóng xạ là một ví dụ điển hình về khái niệm “chẩn đoán trị liệu” (theranostic), là sự kết hợp các khả năng điều trị và chẩn đoán trong một tác nhân duy nhất. Có thể sản xuất đồng-64 dễ dàng sử dụng máy gia tốc cyclotron y tế năng lượng thấp thông thường bằng sự chiếu xạ proton nhắm vào nickel-64 rắn. Gần đây, các dung dịch vô trùng muối clorua đồng-64 đã được phê chuẩn sử dụng làm tiền chất trong điều chế dược chất phóng xạ đồng-64. Sau phát hiện bất ngờ về khả năng nhằm đích tới các tế bào ung thư của các ion đồng-64, giờ đây các giải pháp này đang được ứng dụng trong nhiều thử nghiệm lâm sàng khác nhau nhằm mục đích đánh giá hiệu quả chẩn đoán và điều trị của clorua đồng-64 để điều trị các dạng ung thư khác nhau, đặc biệt là u melanin, ung thư vú và ung thư tuyến tiền liệt.

Nguồn: vista.vn (Theo IAEA - Nuclear Technology Review 7/2015)