A ciência
Os cientistas desenvolveram pequenas partículas de nanocristais compostas de isótopos dos elementos Lanthanum, vanádio e oxigênio para uso no tratamento do câncer. Esses cristais são menores que muitos micróbios e podem transportar isótopos de elementos como actino e rádio. Esses isótopos sofrem decaimento radioativo, emitindo partículas alfa (núcleos de hélio) que destroem as células cancerígenas no processo. Os isótopos individuais que os nanocristais carregam são pequenos demais para ver. Portanto, os pesquisadores usaram simulações e dados avançados de computador de experimentos para entender como os isótopos são organizados dentro dos nanocristais. Esse conhecimento ajudará os pesquisadores a projetar nanocristais radioativos mais eficazes que visam e matem tumores.
O impacto
Esta pesquisa pode revolucionar a terapia do câncer, permitindo que os médicos tratem mais tipos de câncer usando uma abordagem chamada terapia alfa direcionada. Essa terapia fornece substâncias radioativas diretamente ao tecido doente, onde eles decairam e quebram fios de DNA nas células cancerígenas. As terapias direcionadas têm menos efeitos colaterais e causam apenas danos mínimos às células saudáveis circundantes. Estudos anteriores descobriram que essas terapias podem ser até 50% mais eficazes que a quimioterapia tradicional, na qual os pacientes recebem medicamentos poderosos que matam células cancerígenas. No entanto, a terapia alfa funciona apenas para tipos de câncer para os quais os pesquisadores encontraram métodos de entrega eficazes. Este estudo pode levar a novos métodos de imagem para detecção e diagnóstico de câncer, bem como terapias de câncer novas e mais eficazes.
Resumo
Nanocristais inorgânicos carregados com radioisótopos médicos são ferramentas promissoras para terapia do câncer porque oferecem uma nova maneira de fornecer radiação de matar o câncer aos tumores. Este estudo se concentrou em como dois isótopos radioativos, actino e rádio, tornam -se parte desses nanocristais para que possam ser entregues às células cancerígenas. Usando uma combinação de simulações experimentais de síntese e dinâmica molecular, a equipe de pesquisa descobriu que os isótopos de actínio tendem a se formar aglomerados fortemente embalados dentro dos nanocristais, enquanto os isótopos de rádio distribuem de maneira mais ampla por toda a superfície.
Os resultados, validados em laboratório, analisando suas assinaturas químicas em alta resolução, ajudam a fornecer um plano para projetar nanocristais otimizados para terapia contra o câncer. Essas novas terapias beneficiarão o tratamento de tumores localizados, como câncer de mama, cérebro e ovário, mas também terão a vantagem de serem alvo de câncer metastático em qualquer lugar do corpo. Esse tipo de tratamento de radiação destrói as células cancerígenas direcionadas com danos mínimos a órgãos saudáveis, resultando em menos efeitos colaterais. Compreender essas terapias no nível atômico abre novas vias para adaptá -las para imaginar e tratar mais tipos de tumores.
Financiamento
Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Diretor do Laboratório Nacional de Oak Ridge (LDRD). Os isótopos utilizados nesta pesquisa foram fornecidos pelo Programa Isotopo do Departamento de Energia (DOE), gerenciado pelo Escritório de Pesquisa e Produção do Escritório de Isotopos do DOE. As simulações utilizaram os recursos da instalação de computação de liderança de Oak Ridge no Oak Ridge Nationwide Laboratory e no Nationwide Power Analysis Scientific Computing Middle, ambos dos quais são o Escritório de Instalações de Usuário do Departamento de Ciências.