Tytuł projektu: Biokoniugaty nanocząstek jako nowe terapeutyczne wektory Ra-223 w celowanej alfa terapii
Kierownik projektu: dr hab. Marek Pruszyński
Środki finansowe: 24 900 PLN
Czas realizacji: 2020-2021 (01.01.2020-31.12.2021)

Projekt badawczy w ramach programu wymiany bilateralnej między Rzeczpospolitą Polską a Republiką Czeską. Projekt realizowany w ramach współpracy pomiędzy Instytutem Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie a Politechniką Czeską w Pradze.

W ostatnich kilkunastu latach nastąpił znaczący wzrost zainteresowania zastosowaniem radiofarmaceutyków opartych na radionuklidach emitujących w trakcie rozpadu cząstki alfa (α). Cząstki alfa ze względu na krótki zasięg w tkankach idealnie nadają się do terapii małych lub rozsianych nowotworów i w mniejszym stopniu oddziałują na otaczające je zdrowe komórki. Ra-223 jest jednym z niewielu obiecujących radionuklidów emitujących w trakcie rozpadu cząstki alfa. Jest on także jednym z nielicznych α-emiterów, który jest powszechnie dostępny i stosunkowo tani. Ponadto Ra-223, w postaci soli chlorku radu, to obecnie jedyny α-radiofarmaceutyk komercyjnie dostępny na rynku (Xofigo®, Bayer) i zatwierdzony przez Amerykańską Administrację do Spraw Żywności i Leków (FDA – Food and Drug Administration) do leczenia paliatywnego przerzutów do kości u pacjentów z rakiem prostaty. Radionuklid Ra-223 posiada wiele właściwości, które są interesujące z punktu widzenia jego zastosowania w medycynie nuklearnej. Nie mniej, ze względu na jego właściwości chemiczne, nie tworzy stabilnych kompleksów z dostępnymi obecnie ligandami chelatującymi, a tym samym nie może być trwale przyłączony do biomolekuł oddziałujących wybiórczo z receptorami na komórkach nowotworowych. Nanocząstki wydają się być optymalnymi nośnikami dla Ra-223, biorąc pod uwagę także możliwość modyfikacji ich powierzchni i przyłączenia do niej biomolekuł naprowadzających otrzymany radiobiokoniugat na komórki nowotworowe.

Celem projektu jest zbadanie możliwości otrzymywania biokoniugatów nanocząstek, które będą stabilnym nośnikiem dla terapeutycznego radionuklidu Ra-223, a tym samym otrzymanie nowych potencjalnych radiofarmaceutyków, scharakteryzowanie ich stabilności i powinowactwa do receptorów na komórkach nowotworowych. Zadaniem zastosowanych nanocząstek będzie nie tylko trwałe związanie Ra-223 i produktów jego rozpadu, ale także umożliwienie przyłączenia do ich powierzchni biomolekuł, które są odpowiedzialne za bezpośrednie dostarczenie otrzymanego radiobiokoniugatu do guza nowotworowego.

Proponowane badania pomogą znaleźć odpowiedź na pytanie, czy nanocząstki mogą związać radionuklid Ra-223 oraz produkty jego rozpadu na tyle trwale, że nie uwalniałyby się z nich w warunkach in vivo. Uzyskane wyniki wniosą istotny wkład do wiedzy na temat sposobów syntezy radioaktywnych nanostruktur, które mogłyby znaleźć zastosowanie w terapii lub diagnostyce medycznej. Ponadto, otrzymane rezultaty mogą w przyszłości wyznaczyć nowe trendy w syntezie nowoczesnych radiofarmaceutyków zbudowanych z nieorganicznych nośników oraz przyłączonych do nich substancji wykazujących właściwości biologicznie aktywne. Zwłaszcza, że nanocząstki dają także możliwość przyłączenia do ich powierzchni innych związków, które mogą wpłynąć na lipofilowość otrzymanego radiobiokoniugatu, a tym samym polepszyć jego właściwości farmakokinetyczne. Co więcej, do powierzchni nanocząstek mogą być także przyłączone chemoterapeutyki (cytostatyki), co umożliwia multimodalne zastosowanie otrzymanych radiobiokoniugatów i uzyskanie efektu synergistycznego niż stosowanie odrębnie chemioterapii i promieniowania jonizującego.