Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Farmacologia e Toxicologia

Cério-134: Uma Nova Fronteira em Imagens Médicas

O cério-134 oferece novas possibilidades para imagem e tratamento de câncer na medicina.

― 5 min ler


Cério-134 na Imagem deCério-134 na Imagem deCâncerdiagnósticos avançados de câncer.Explorando o papel do Cério-134 em
Índice

O Cerium-134 é um material radioativo novo que agora tá disponível pra uso em imagens médicas e tratamento. Suas propriedades únicas fazem dele um bom par pra outros tratamentos, ajudando os médicos a enxergarem e tratarem doenças, principalmente câncer. Esse material é produzido pelo Departamento de Energia dos EUA pra apoiar pesquisas e desenvolvimento na medicina.

O que é o Cerium-134?

O Cerium-134, que é chamado de 134Ce, tem uma meia-vida de cerca de 3,2 dias, o que significa que leva esse tempo pra metade dele se desintegrar. Quando ele se desintegra, vira um outro material chamado lantânio-134 (134La), que é importante pra imagens médicas. O 134La emite um tipo de radiação que pode ser detectada por equipamentos especializados, permitindo que os médicos vejam dentro do corpo e localizem tumores.

Como o Cerium-134 Funciona?

Quando o 134Ce é usado em procedimentos médicos, ele pode ir devagar pras áreas-alvo do corpo, como os tumores. Uma vez lá, o 134Ce se desintegra pra produzir 134La, que pode ser visualizado usando uma técnica chamada tomografia por emissão de pósitrons (PET). Esse método de imagem permite que os médicos observem o comportamento e o tamanho do tumor.

Comparando o Cerium-134 com Outros Radioisótopos

O Cerium-134 não é como outros materiais comuns de imagem porque não emite radiação útil por si só. Em vez disso, ele gera o 134La depois de se desintegrar, que é o componente que pode ser usado pra imagem. A singularidade do 134Ce e do 134La tá nas suas propriedades químicas, que se parecem com as de um outro radioisótopo conhecido como actínio-225 (225Ac). Essa semelhança permite o desenvolvimento de tratamentos eficazes que podem funcionar bem com técnicas já estabelecidas.

Desafios com o Cerium-134

Apesar das vantagens, o 134Ce tem limitações. Uma vez que se desintegra em 134La, só uma pequena quantidade do radioterapêutico fica no tumor. Isso foi notado durante estudos onde os resultados das imagens nem sempre batiam com as expectativas. A perda de 134La do local do tumor pode levar a imagens pouco claras, afetando a precisão do diagnóstico.

O Estudo do 134Ce e 134La

Pra entender melhor como o 134Ce e o 134La se comportam no corpo, os pesquisadores fizeram estudos usando modelos de camundongos. Esses estudos avaliaram quão bem diferentes tipos de radioterapêuticos rotulados com 134Ce se saíam em detectar tumores. Pra certos tipos de radiotraçadores que são absorvidos rapidamente pelo corpo, o 134Ce mostrou potencial pra imagens eficazes. Mas, pra aqueles que demoram mais pra se acumular no tumor, a imagem podia ser menos precisa.

Experimentação e Métodos

Nos experimentos, várias metodologias foram usadas pra preparar os radioterapêuticos. Os pesquisadores criaram soluções de 134Ce e 225Ac, que foram então combinadas com anticorpos específicos pra mirar os tumores. Os camundongos receberam esses tratamentos, e as respostas deles foram monitoradas ao longo de um período específico. Os dados de imagem foram coletados pra comparar a eficácia do 134Ce e do 225Ac.

Observações e Descobertas

Os resultados revelaram algumas tendências interessantes. Pra os radiotraçadores que se internalizam rapidamente, como o PSMA-617, o 134Ce forneceu imagens úteis que refletiam a presença do tumor. Em contraste, quando métodos de internalização mais lentos foram usados, as imagens mostraram inconsistências. Os pesquisadores descobriram que o 134La se afastava do local do tumor mais rapidamente do que o esperado, o que diminuiu a confiabilidade dos resultados iniciais de imagem.

Testes em Animais e Dosimetria

Todos os estudos com animais foram feitos sob regulamentações rigorosas pra garantir tratamento ético. Os materiais radioativos usados foram monitorados de perto em termos de eficácia e segurança. Os estudos mediram quanto da substância radioativa permanecia no corpo e como ela se acumulava em diferentes órgãos ao longo do tempo.

Comparação do 134Ce e 225Ac

Ao comparar os dois radioisótopos, os pesquisadores notaram que ambos mostraram comportamentos semelhantes em termos de biodistribuição, ou como eles se espalham pelo corpo. Porém, o 134Ce apresentou uma absorção significativamente maior no baço, que precisava ser considerada ao avaliar a dosimetria e os resultados de imagem.

Destacando a Importância da Imagem

As técnicas de imagem usando tanto 134Ce quanto 134La mostraram que os resultados iniciais podem não retratar com precisão a quantidade de radiação dentro do tumor. A imagem foi mais eficaz em estágios posteriores. Os pesquisadores sugeriram que usar múltiplos pontos de imagem pode levar a resultados melhores, especialmente ao acompanhar mudanças no tamanho ou na atividade do tumor ao longo do tempo.

Direções Futuras na Pesquisa

Esse trabalho abre novas avenidas pra estudar outros radioisótopos que podem ser usados junto com o 134Ce, como o 140Nd. O entendimento adquirido sobre como o 134La se comporta fornece insights sobre como melhor utilizar esses radioisótopos em ambientes clínicos. Há uma necessidade de continuar pesquisando esses materiais pra melhorar as técnicas de imagem e os tratamentos para pacientes com câncer.

Conclusão

O Cerium-134 e seu composto filho, 134La, são ferramentas promissoras no mundo da medicina nuclear. Embora ofereçam vantagens significativas pra imagem, ainda há desafios que precisam ser enfrentados pra garantir sua eficácia. À medida que a pesquisa avança, a esperança é melhorar ainda mais como esses materiais podem ser usados pra ajudar na detecção precoce e no tratamento do câncer, beneficiando, em última análise, os resultados dos pacientes.

Fonte original

Título: Exploring the PET in vivo generator 134Ce as a theranostic match for 225Ac

Resumo: PurposeThe radionuclide pair cerium-134/lanthanum-134 (134Ce/134La) was recently proposed as a suitable diagnostic counterpart for the therapeutic alpha-emitter actinium-225 (225Ac). The unique properties of 134Ce offer perspectives for developing innovative in vivo investigations not possible with 225Ac. In this work, 225Ac- and 134Ce-labeled tracers were directly compared using internalizing and slow-internalizing cancer models to evaluate their in vivo comparability, progeny meandering, and potential as a matched theranostic pair for clinical translation. Despite being an excellent chemical match, 134Ce/134La has limitations to the setting of quantitative positron emission tomography imaging. MethodsThe precursor PSMA-617 and a macropa-based tetrazine-conjugate (mcp-PEG8-Tz) were radiolabelled with 225Ac or 134Ce and compared in vitro and in vivo using standard (radio)chemical methods. Employing biodistribution studies and positron emission tomography (PET) imaging in athymic nude mice, the radiolabelled PSMA-617 tracers were evaluated in a PC3/PIP (PC3 engineered to express a high level of prostate-specific membrane antigen) prostate cancer mouse model. The 225Ac and 134Ce-labeled mcp-PEG8-Tz were investigated in a BxPC-3 pancreatic tumour model harnessing the pretargeting strategy based on a trans-cyclooctene-modified 5B1 monoclonal antibody. ResultsIn vitro and in vivo studies with both 225Ac and 134Ce-labelled tracers led to comparable results, confirming the matching pharmacokinetics of this theranostic pair. However, PET imaging of the 134Ce-labelled precursors indicated that quantification is highly dependent on tracer internalization due to the redistribution of 134Ces PET-compatible daughter 134La. Consequently, radiotracers based on internalizing vectors like PSMA-617 are suited for this theranostic pair, while slow-internalizing 225Ac-labelled tracers are not quantitatively represented by 134Ce PET imaging. ConclusionWhen employing slow-internalizing vectors, 134Ce might not be an ideal match for 225Ac due to the underestimation of tumour uptake caused by the in vivo redistribution of 134La. However, this same characteristic makes it possible to estimate the redistribution of 225Acs progeny noninvasively. In future studies, this unique PET in vivo generator will further be harnessed to study tracer internalization, trafficking of receptors, and the progression of the tumour microenvironment. TOC Graphic O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=167 SRC="FIGDIR/small/591165v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (61K): [email protected]@157eac6org.highwire.dtl.DTLVardef@f6ac6dorg.highwire.dtl.DTLVardef@b24d87_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG Redistribution of progeny. Investigating the 225Ac and 134Ce decay chain. This figure was created with BioRender.

Autores: Jason S Lewis, D. Bauer, R. De Gregorio, E. C. Pratt, A. Bell, A. Michel

Última atualização: 2024-04-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.25.591165

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.25.591165.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Mais de autores

Artigos semelhantes