Radiofarmaceutyki w onkologii – działanie i zastosowanie

Radiofarmaceutyki potrafią odnaleźć nowotwór niczym biologiczny GPS, a następnie dostarczyć promieniowanie dokładnie do chorej tkanki. Jak podkreśla dr inż. Rafał Walczak z Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej, w radiochemii często mówi się o idei „magicznego pocisku”.

Najprostsze radiofarmaceutyki wykorzystują naturalne adekwatności chemiczne pierwiastków. Radioaktywny jod trafia do tarczycy, ponieważ narząd ten naturalnie wychwytuje jod. Z kolei radioaktywny rad zachowuje się podobnie do wapnia i odkłada się w kościach.

Inna grupa radiofarmaceutyków wykorzystuje metabolizm nowotworów. Najbardziej znanym przykładem jest fluorodeoksyglukoza ([18F]FDG) stosowana w badaniach PET. To analog glukozy, którą gwałtownie rosnące komórki nowotworowe intensywnie pobierają z organizmu.

Coraz większą rolę w onkologii odgrywają radiofarmaceutyki celowane. W takich preparatach radionuklidy łączy się z białkami, peptydami albo fragmentami przeciwciał, które rozpoznają receptory obecne na komórkach nowotworowych.

Maj 2026 został ogłoszony przez Polskie Towarzystwo Medycyny Nuklearnej Miesiącem Medycyny Nuklearnej.

Tegoroczna kampania ma popularyzować wiedzę o radiofarmaceutykach i teranostyce – podejściu łączącym diagnostykę z terapią celowaną przy użyciu izotopów promieniotwórczych.

Radiofarmaceutyki w diagnostyce i leczeniu nowotworów

Jak działają radiofarmaceutyki?

Dr inż. Rafał Walczak, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Centrum Radiochemii i Chemii Jądrowej w Warszawie: W radiochemii często mówi się o idei „magicznego pocisku”. Chodzi o to, żeby związek promieniotwórczy przeszedł przez organizm możliwie niezauważony, nie uszkadzając zdrowych tkanek, dotarł dokładnie do celu – czyli na przykład komórek nowotworowych, wykonał swoją pracę, a następnie został wydalony z organizmu. To brzmi trochę jak science fiction, ale dziś jest już codziennością medycyny nuklearnej.

Radiofarmaceutyki możemy podzielić na kilka grup. Najprostsze wykorzystują naturalne powinowactwo pierwiastków do konkretnych organów. Na przykład radioaktywny jod bardzo chętnie trafia do tarczycy, bo tarczyca po prostu „lubi” jod. Z kolei radioaktywny rad zachowuje się podobnie do wapnia i odkłada się w kościach.

Druga grupa działa bardziej ogólnie. Tu najlepszym przykładem jest fluorodeoksyglukoza, czyli słynne [18F]FDG, używane w badaniach PET. To analog glukozy – cukru, który nasze komórki wykorzystują jako paliwo. Komórki nowotworowe rosną bardzo szybko, więc są energetycznymi żarłokami. Pochłaniają ogromne ilości glukozy, a razem z nią radiofarmaceutyk. Można powiedzieć, iż rak sam zaprasza do środka śledczego identyfikującego zmianę nowotworową.

Czyli nowotwór sam daje się oszukać?

R.W.: Dokładnie tak. Problem polega tylko na tym, iż nowotwór nie jest jedyną tkanką zużywającą dużo energii. Nasz mózg też jest potężnym konsumentem cukru. Dlatego przed badaniem PET pacjent musi być wyciszony i spokojny. Im intensywniej myślimy, stresujemy się albo rozwiązujemy problemy, tym więcej radiofarmaceutyku może trafić do mózgu.

Jak działają bardziej zaawansowane radiofarmaceutyki?

R.W.: Radiofarmaceutyki celowane to już bardzo precyzyjne konstrukcje biologiczno-chemiczne. Jako wektory do przenoszenia radioizotopów wykorzystujemy białka, peptydy albo fragmenty przeciwciał, które potrafią rozpoznawać konkretne receptory obecne na komórkach nowotworowych. Te receptory często albo w ogóle nie występują w zdrowych tkankach, albo występują tam w minimalnej ilości, natomiast na komórkach nowotworowych są wręcz „nadprodukowane”. Do takiego biologicznego „adresu” dołączamy radionuklid i wysyłamy go do organizmu. To trochę jak nadanie paczki kurierem z bardzo dokładnym kodem pocztowym.

Radiofarmaceutyki kojarzą się głównie z onkologią, jakie są inne wskazania?

R.W.: Onkologia jest dziś najważniejszym obszarem, ale nie jedynym. Istnieją radiofarmaceutyki stosowane w diagnostyce choroby Alzheimera, w badaniu pracy mózgu, w kardiologii czy diagnostyce stanów zapalnych. W jednym z naszych projektów pracowaliśmy nad radiofarmaceutykiem do diagnostyki zespołu stopy cukrzycowej. Do antybiotyku dołączaliśmy radionuklid diagnostyczny. Taki związek kumulował się w miejscach stanu zapalnego i martwicy. Dzięki temu lekarze mogli bardzo precyzyjnie określić, gdzie kończy się tkanka martwa, a zaczyna zdrowa. A to ma ogromne znaczenie przy planowaniu amputacji – czasem różnica kilku centymetrów decyduje o sprawności pacjenta.

WARTO WIDZIEĆ: MEDYCYNA NUKLEARNA

Jak adekwatnie wygląda diagnostyka przy użyciu radiofarmaceutyków?

R.W.: W diagnostyce używamy radionuklidów emitujących promieniowanie gamma albo beta plus, czyli pozytony, które w wyniku anihilacji z elektronami zamieniają się na promieniowanie gamma. To promieniowanie jest wystarczająco przenikliwe, żeby wydostać się z organizmu. Pacjentowi podaje się radiofarmaceutyk, a następnie specjalne kamery gamma albo tomografy PET rejestrują, gdzie ten związek się zgromadził. Komputer zamienia to później w dwu- lub trójwymiarowy obraz. Można powiedzieć, iż radiofarmaceutyk działa trochę jak biologiczny GPS.

Rolą lekarza jest potem odróżnienie naturalnego rozmieszczenia związku w organizmie od miejsc patologicznych. jeżeli radiofarmaceutyk pojawia się tam, gdzie teoretycznie nie powinien – to sygnał alarmowy.

W mózgu pewne obszary powinny być aktywne podczas określonych procesów. jeżeli widzimy, iż dany obszar nie wychwytuje radiofarmaceutyku albo robi to znacznie słabiej niż powinien, może to oznaczać zaburzenia funkcjonowania tej części mózgu.

W kardiologii stosowano między innymi radioaktywny tal-201. Łączy się on z czerwonymi krwinkami i trafia do mięśnia sercowego. Zdrowe fragmenty serca wychwytują go prawidłowo, natomiast uszkodzone – na przykład po zawale – już nie. Dzięki temu można zobaczyć, które obszary serca działają prawidłowo, a które zostały uszkodzone.

Jak wygląda produkcja radiofarmaceutyków?

R.W.: Produkcja odbywa się w tzw. komorach gorących. To specjalne stanowiska osłonięte grubymi warstwami ołowiu i szkła ołowiowego. Operator jest oddzielony od materiału promieniotwórczego i pracuje przy pomocy manipulatorów albo automatycznych syntezerów. Wszystko po to, żeby ograniczyć dawkę promieniowania. Wygląda to trochę jak połączenie laboratorium chemicznego, sejfu bankowego i kokpitu statku kosmicznego.

Niektóre radionuklidy rozpadają się bardzo szybko. Fluor-18 używany w PET ma czas półtrwania około dwóch godzin. To oznacza, iż po tym czasie połowa aktywności znika. Dlatego cały proces musi działać błyskawicznie: synteza, kontrola jakości, transport do szpitala, podanie pacjentowi. Czasem radiofarmaceutyki jadą specjalnym transportem samochodowym, czasem lecą samolotem. Radiochemicy i logistycy żyją trochę według zegara atomowego.

Czy radiofarmaceutyki są bezpieczne?

R.W.: Oczywiście część osób ma obawy, ale pacjenci są bardzo dokładnie informowani o przebiegu procedury i ryzyku. Poza tym trzeba pamiętać, iż mówimy o medycynie stosowanej wtedy, gdy korzyści zdecydowanie przewyższają ryzyko.

Po podaniu radiofarmaceutyku pacjent przez pewien czas może go wydalać z organizmu. Dlatego czasem przebywa w izolacji, a ścieki, choćby woda spod prysznica czy pościel są odpowiednio magazynowane do czasu rozpadu radionuklidu. To brzmi groźnie, ale wszystko odbywa się według bardzo rygorystycznych procedur bezpieczeństwa.

Dużo mówi się do emiterach alfa, zwłaszcza aktynie-225.

R.W.: Promieniowanie alfa niesie ogromną energię, ale ma bardzo krótki zasięg – rzędu kilku komórek. To jego największa zaleta. jeżeli taki radionuklid trafi dokładnie do nowotworu, może bardzo skutecznie niszczyć komórki rakowe, jednocześnie oszczędzając zdrowe tkanki wokół. Aktyn-225 jest jednym z najbardziej obiecujących radionuklidów terapeutycznych i mam okazję z nim pracować.

Dla różnych nowotworów potrzebujemy różnych wektorów biologicznych. Inaczej „adresujemy” raka prostaty, inaczej nowotwory neuroendokrynne, a jeszcze inaczej przerzuty do kości. Do tego dawkę promieniowania dobiera się indywidualnie do pacjenta – między innymi do masy ciała i stanu organizmu. Nie istnieje jeden uniwersalny lek na raka. Każdy nowotwór to trochę inny przeciwnik.

Jaka jest przyszłość radiofarmaceutyków?

R.W.: Duże nadzieje wiążemy z emiterami elektronów Augera. To promieniowanie o ekstremalnie krótkim zasięgu – praktycznie działające w obrębie pojedynczej komórki. jeżeli taki radionuklid trafi do jądra komórkowego, może bardzo skutecznie uszkadzać DNA nowotworu przy minimalnym wpływie na otoczenie.

Naszym wielkim marzeniem jest też stworzenie idealnego wektora – cząsteczki, która trafiałaby wyłącznie do chorej tkanki i nie była zatrzymywana przez naturalne filtry organizmu, takie jak wątroba, nerki czy śledziona. I choć prawdopodobnie nigdy nie będzie jednego uniwersalnego leku na wszystkie nowotwory, to z roku na rok jesteśmy coraz bliżej terapii naprawdę precyzyjnych.

Rozmawiała Mira Suchodolska
Na podstawie: PAP

Post Radiofarmaceutyki w onkologii – działanie i zastosowanie pojawił się poraz pierwszy w Zwrotnikraka.pl.