Astatine é o elemento natural mais raro da Terra e um dos elementos menos explorados da tabela periódica. Como seu nome grego significa “instável”, sua existência na natureza durou muito pouco. No entanto, cientistas da Texas A&M University encontraram uma maneira de aproveitar o seu potencial. Usando feixes de cíclotron e química avançada, eles criaram um método para produzir, isolar e transportar astato-211 (At-211), um isótopo que se mostra extremamente promissor em tratamentos direcionados ao câncer, apesar de ser instável e ter meia-vida de apenas 7,2 horas.
Isótopos ‘Cachinhos Dourados’ para tratamento de câncer
At-211 é frequentemente chamado de isótopo “perfeito” ou “Cachinhos Dourados” porque fornece a quantidade certa de radiação para destruir as células cancerígenas, deixando o tecido circundante ileso. Este isótopo inovador demonstrou um forte potencial no combate a cancros do sangue, tumores dos ovários e certos cancros cerebrais. No Texas A&M Cyclotron Institute, os cientistas estão usando o ciclotron K150 para produzir At-211 com o apoio do Programa de Isótopos do Departamento de Energia dos EUA (DOE). Desde 2023, a Texas A&M, através do Centro Nacional de Desenvolvimento de Isótopos (NIDC) e da sua Rede de Isótopos Universitários, tem sido um dos dois únicos fornecedores nacionais de astato para tratamentos de cancro direcionados.
“A terapia alfa direcionada é um tratamento de câncer potencialmente transformador que é de grande interesse devido à sua capacidade de causar danos massivos perto das células tumorais, deixando intactos os tecidos e órgãos saudáveis circundantes”, disse Sherry J. Yennello, Ph.D., Distinguished Professor, Diretor do Cyclotron Institute e Regents Professor of Chemistry na Texas A&M University. “Somos um dos poucos centros nos Estados Unidos capazes de produzir regularmente quantidades clinicamente relevantes de astato e entregá-las em instalações próximas.”
Aproveitando o poder das partículas alfa
Quando o astato decai, ele libera partículas alfa (pequenos aglomerados de dois prótons e dois nêutrons) que podem liberar explosões de energia poderosas e localizadas. Estas partículas alfa são muito eficazes na destruição de células cancerígenas porque percorrem apenas uma curta distância antes de libertarem a sua energia, minimizando os danos nos tecidos saudáveis. Quando o At-211 está localizado dentro ou perto de um tumor, sua emissão alfa penetra profundamente o suficiente para eliminar as células cancerígenas, poupando os órgãos circundantes.
A curta meia-vida do At-211 também significa que ele perde radioatividade rapidamente, tornando-o menos tóxico do que os radiofármacos de longa vida. Ao contrário de muitos outros isótopos, o At-211 não produz decaimento alfa secundário prejudicial, garantindo que a sua energia seja efetivamente utilizada terapeuticamente. Esta combinação de precisão e segurança tem atraído a atenção de pesquisadores e desenvolvedores de medicamentos em todo o mundo. Foi testado em ensaios clínicos de câncer no sangue e explorado para uso potencial no tratamento da doença de Alzheimer.
“A disponibilidade do astato 211 continua a ser o maior obstáculo para aproveitar o seu potencial para transformar o futuro da medicina nuclear”, disse Yennello. “Felizmente, o progresso que estamos fazendo na Texas A&M contribuirá muito para resolver este problema.”
Avanços na produção e transporte de isótopos
Uma das principais conquistas da Texas A&M foi a criação de um sistema automatizado para separar e transportar At-211. A tecnologia com patente pendente purifica o isótopo removendo-o do alvo de bismuto e depois carregando-o em uma coluna de transporte para incorporação na terapêutica alfa direcionada. De acordo com Yennello, a nova tecnologia de captura de coluna de resina permite um processamento mais rápido em comparação aos métodos tradicionais, permitindo o transporte de maiores quantidades de At-211, minimizando a deterioração e reduzindo o risco. Esta melhoria fortalece o argumento do At-211 como um tratamento viável contra o câncer de próxima geração.
A Texas A&M entregou grandes quantidades de At-211 a colaboradores, incluindo a Universidade do Alabama em Birmingham e o MD Anderson Cancer Center, que recebeu mais de duas dúzias de remessas. Essas parcerias estão ajudando os pesquisadores a melhorar os radiofármacos baseados em At-211 e a obter uma compreensão mais profunda de seu comportamento químico.
Cooperação e progresso global
Federica Pisaneschi, ex-radiologista MD Anderson agora no Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Texas em Houston, planejam apresentar suas descobertas no Encontro Mundial da Comunidade Astatine de 2025 em Nova Orleans. A apresentação, intitulada “Texas Two Steps”, focará na experiência combinada na produção, envio e aplicação do At-211 para tratamento. A primeira conferência nos Estados Unidos reunirá pesquisadores e grupos comerciais dedicados a expandir o papel do At-211 no tratamento do câncer em todo o mundo.
Yennello compartilhou recentemente o progresso da Texas A&M em outro grande evento, o 26º Simpósio Internacional de Ciências Radiofarmacêuticas em Queensland, onde destacou o crescente interesse internacional na pesquisa do At-211.
“Embora os ensaios clínicos em humanos ainda estejam nos estágios iniciais, iniciativas para estudar o potencial do astatine-211 estão atualmente em andamento no Japão, em vários países europeus e nos Estados Unidos”, disse Yennello. “Estou ansioso para compartilhar o sucesso da Texas A&M na produção e fornecimento de astato 211, ao mesmo tempo em que aprendo mais sobre o progresso global de nossos esforços colaborativos para compreender melhor suas propriedades químicas e possíveis avanços terapêuticos em oncologia.”
Esta pesquisa inovadora foi apoiada pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA, por meio do Programa de Isótopos do Departamento de Energia, pela Texas A&M University, por meio da Bright Chair in Nuclear Science, e pelo Escritório de Segurança Nuclear do Texas A&M University System, em colaboração com o Laboratório Nacional de Los Alamos.
