Директор Инновационно-внедренческого «Циклотронного центра ядерной медицины» УрФУ Степан Сергеевич Зырянов.
Фото: Анастасия Жукова / «Научная Россия»
Радиофармпрепараты для диагностики и терапии онкологических заболеваний на основе фтора-18 и радия-223 начали синтезироваться в Инновационно-внедренческом «Циклотронном центре ядерной медицины» физико-технологического института Уральского федерального университета им. первого президента России Б.Н. Ельцина. Ранее они доставлялись в Свердловскую область из других городов, что создавало ограничения в связи с небольшим сроком годности соединений. О достижениях рассказал директор центра, доцент, кандидат физико-математических наук Степан Сергеевич Зырянов на пресс-туре «Путешествие в науку. Екатеринбург» по объектам национального проекта «Наука и университеты» и научно-популярного маршрута, созданного в рамках инициативы «Научно-популярный туризм» Десятилетия науки и технологий.
Флудезоксиглюкоза — самое распространенное соединение для диагностики онкологических заболеваний в России и мире, содержащее фтор-18 и используемое в виде раствора для внутривенного введения. С его помощью проводятся более 90% всех ПЭТ-диагностик, основанных на методе позитронно-эмиссионной томографии — изучения опухолей с помощью оценки биохимической активности на молекулярном уровне. Возможности ПЭТ-диагностики позволяют обнаруживать болезнь на ранней стадии (при размере опухоли от нескольких миллиметров) и оценивать активность рака.
Для производства флудезоксиглюкозы в УрФУ используется специализированный циклотрон TR-24. Сегодня это единственный действующий циклотрон такого типа в нашей стране. Сложная установка преобразует атомы водорода в ионы, состоящие из одного протона, и затем ускоряет полученные протоны до энергий от 18 до 24 мЭв, заставляя их сталкиваться с другими атомами для получения новых элементов. В случае с флудезоксиглюкозой протоны взаимодействуют с кислородом-18.
«В качестве мишени выступает вода, обогащенная по изотопу кислород-18. На нем происходит ядерная реакция, в результате которой под действием протонов появляется новый радиоактивный элемент фтор-18. Его период полураспада — 110 мин, то есть каждые 110 мин радиоактивность [соединения], наработанная во время работы циклотрона, уменьшается в два раза», — объяснил Степан Сергеевич Зырянов. Таким образом, препарат теряет свои свойства меньше, чем через сутки, поэтому время его транспортировки не должно превышать 4 ч, а на каждый новый день в любом случае нужно изготавливать новую партию флудезоксиглюкозы.
Один сеанс работы циклотрона занимает 2 ч, далее следуют стадии производства и контроля качества. Проверка препарата на безопасность проводится здесь же, в университете.
Циклотрон TR-24 в УрФУ.
Фото: Анастасия Жукова / «Научная Россия»
Поставки флудезоксиглюкозы в клиники пока не начались, однако все необходимые документы на изготовление препарата уже получены: при наличии заказов серийное производство можно открыть в сжатые сроки. Мощности центра позволяют производить флудезоксиглюкозу в объемах, достаточных для проведения около 100 диагностических процедур в день, что покрывает потребности клиник Свердловской области в препарате.
Второй радиофармпрепарат, уже производимый в УрФУ, содержит радий-223 и изготавливается без применения циклотрона. Лекарство создается в рамках партнерства с компанией «Простор Фарма» и предназначено для терапии рака предстательной железы. Препарат производится из российского сырья по отечественной технологии и, согласно оценкам, на 40% дешевле зарубежного аналога, который призван заместить.
«Серийное производство началось в августе, пока формируется пакет заказов», — сказал С.С. Зырянов. Первые инъекции препарата уже получили пациенты в разных уголках России — от Химок и Санкт-Петербурга до Челябинска и Томска.
Интересен механизм действия радия-223 на организм человека. Радий — элемент той же группы в Периодической таблице Менделеева, что и кальций, составляющий основу костей. Поэтому, попадая в организм, радий-223 образует соединения с минералом костной ткани гидроксиапатитом вместо кальция, благодаря чему избирательно накапливается в костной ткани и метастазах опухоли, эффективно воздействуя на новообразование. Применение препарата не только избавляет пациентов от боли, но и улучшает качество их жизни.
В планах уральских исследователей на будущее — производство циклотронных радионуклидов, таких как медь и цирконий; готовится работа по лютецию.
Циклотрон в центре ядерной медицины УрФУ используется не только для медицинских изысканий.
«Циклотрон дает возможность решать научно-исследовательские задачи. В этом случае протоны выступают в качестве воздействующих частиц для того, чтобы изменить структуру твердых тел — например, образцов металла или фотоэлементов — сформировав внутри поглощенную дозу ионизирующего излучения. <…> Мы смотрим, как ведут себя вещество или материал под действием ионизирующего излучения: какова их стойкость, как меняются их свойства», — пояснил Степан Сергеевич Зырянов.
Циклотронный центр ядерной медицины УрФУ — первая в России площадка, где терапевтические радиофармпрепараты производятся в соответствии со стандартами надлежащей производственной практики ЕАЭС. Развитие центра ведется при финансовой поддержке в рамках программы «Приоритет-2030». Сам Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, участник проекта «Наука и университеты», а также инициатор создания и проектный офис Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото на превью и на странице: Анастасия Жукова / «Научная Россия»
