Радиоактивные изотопы - элитные бойцы спецназа в мире ядерной медицины
Специалисты утверждают: радиоактивные изотопы бьют не напролом, а подбираются близко к раковым клеткам и наносят точечные удары. И чтобы работали они максимально «чисто»: без побочных эффектов и не задевая здоровые клетки — технологии получения изотопов и радиофармпрераратов на их основе нужно постоянно совершенствовать. На исследовательском реакторе ТПУ получили изотоп лютеций-177 по усовершенствованной технологии с несколькими ноу-хау. Благодаря ей сводится к минимуму вероятность вредного воздействия изотопа на здоровые клетки и ткани.
Первая опытная партия трихлорида лютеция-177 уже отправилась на стороннюю экспертизу и сертификацию в Москву, в Центр молекулярных исследований — это партнер ТПУ в области расширения линейки производимых изотопов.
Радиофармпрепараты — это лекарственные или диагностические средства, содержащие радиоизотопы — атомы, испускающие излучение. Такие препараты с изотопами вводятся в организм пациента в виде раствора, суспензии или гранул. Внутри организма, благодаря своим физическим и биологическим свойствам, радиофармпрепараты взаимодействуют или связываются с различными белками или сахарами и концентрируются в зонах, пораженных раком. Их используют как для диагностики онкологических заболеваний, так и для терапии : изотопы уничтожают раковые клетки, облучая их.
Сегодня исследовательский реактор Томского политеха — один из ведущих российских центров разработки и производства радиофармпрепаратов. Так, здесь получают диагностический изотоп технеций-99m. При этом ТПУ обеспечивает потребности в этом элементе клиник Сибири и Дальнего Востока. Также на базе реактора действует единственное в России производство дефицитного радиоактивного фосфора-32. Этот изотоп активно применяется для проведения биохимических исследований, в том числе для диагностики онкологических заболеваний и лечения некоторых форм рака.
Отделить и очистить
Изотоп лютеций-177 и радиофармпрепараты на его основе крайне эффективны. Их используют при лечении опухолей костных тканей и внутренних органов. Изотоп испускает мягкое бета-излучение, которое точечно воздействует на пораженные раком клетки. Но у этого изотопа есть существенный недостаток — при его получении по известной технологии из стабильного лютеция-176 — «на носителе» вместе с лютецием-177 образуется токсичная примесь долгоживущего лютеция-176m, который испускает гамма-излучение, задевающее здоровые ткани. Эту примесь при традиционной технологии получения изотопа удалить невозможно.
— Препараты на основе лютеция-177 используются в клинической практике в передовых медицинских центрах Германии и Израиля. Основу для них — лютеций-177 — производят по одной технологии. В качестве исходного сырья используют природный лютеций-176. После облучения в нем образуется определенное число ядер лютеция-177, но также образуется и остается примесь — лютеций-176m. Отделить его практически невозможно, поскольку это один и тот же химический элемент. Поэтому ученые и ищут новые способы получения чистого лютеция-177, — рассказывает заведующий научной лабораторией изотопного анализа и технологий ТПУ Игорь Шаманин.
Томские политехники пошли другим путем. В качестве исходного элемента они использовали иттербий-176, точнее природную смесь изотопов иттербия, высокообогащенную по изотопу с массовым числом 176. На реакторе его облучают в потоке нейтронов, в результате протекания реакции захвата ядрами нейтронов иттербий-176 превращается в иттербий-177, который после бета-распада превращается в лютеций-177.
— Иттербий и лютеций можно отделить друг от друга, это происходит в несколько стадий. И в этом одно из наших ноу-хау. Вряд ли кому-то в ближайшее время удастся по наитию воспроизвести тот же результат, здесь очень много нюансов, — объясняет ученый. — Несмотря на то, что в России в этом же направлении — с иттербием — работает еще и Курчатовский институт, до опытной партии дошли только в Томске. Сторонние эксперты в московском Центре молекулярных исследований сейчас как раз проверяют физические и физико-химические свойства наработанного на ректоре Томского политеха трихлорида лютеция-177. Ожидается, что процесс сертификации завершится в октябре-ноябре.
Следующий шаг
Образцы полученного на реакторе трихлорида лютеция-177 уже были презентованы губернатору Томской области и председателю Наблюдательного совета ТПУ Сергею Жвачкину. Он посетил вузовский реактор, оценил разработки политехников и познакомился с его образовательным потенциалом.
— Мы должны как можно быстрее перенести разработку томских ученых из исследовательской лаборатории в больничные палаты нашего Томского национального исследовательского медицинского центра и онкодиспансера, — подчеркнул во время визита губернатор. — В России сегодня дефицит радио-фармпрепаратов терапевтического назначения, и нам нужно использовать свои конкурентные преимущества. Глава региона поручил своему заместителю по научно-образовательному комплексу Людмиле Огородовой и заместителю по социальной политике Ивану Дееву разработать дорожную карту по внедрению нового препарата.
Однако лютецию-177, полученному на томском реакторе, предстоит пройти еще долгий путь. — Сейчас, когда у нас уже есть продукт, с которым можно работать, настало время подумать, как дальше поступить, — говорит Игорь Шаманин. — Есть два пути. В первом случае необходимо вложить средства и провести комплекс медицинских и медико-биологических исследований нашего лютеция, чтобы это все закончилось производством отечественного радиофармпрепарата терапевтического назначения на его основе. Для этого нужна будет мощная коллаборация томских, да и не только, научных и научно-образовательных организаций. Во втором случае мы можем производить лютеций для компаний, которые уже сами будут синтезировать на его основе препараты. Ведь мы все-таки в первую очередь научно-образовательная структура, наша задача — обучение студентов, исследования, получение новых знаний и разработка новых, передовых технологий как таковых.
Мнение эксперта
Евгения Сухих, начальник отдела медицинской физики Томского областного онкологического диспансера:
– Терапия с использованием радиофармпрепаратов достаточно эффективна в лечении онкологических заболеваний, особенно в случаях распространения множественных метастазов, когда хирургическое лечение, химиотерапия и лучевая терапия могут быть уже неэффективны. Опыт клинической практики наших немецких коллег показывает, что лечение с помощью радиофармпрепаратов позволяет продлевать жизнь одному из пациентов уже более 10 лет, не оказывая пагубного действия на качество жизни, в то время как остальные методы были уже бесполезны.
Благодаря разработке ученых из ТПУ наша медицина может шагнуть еще на шаг вперед, а может и на больше. Ведь сегодня рак - это не приговор даже при запущенных стадиях. Отмечу, что с декабря 2019 года в Томском областном онкологическом диспансере также будет внедряться ядерная терапия на базе радиофармпрепаратов при сотрудничестве с Томским политехническим университетом.