«Эти элементы имеют множество применений: от ядерной энергетики до медицины и национальной безопасности, но если мы не знаем, как они себя ведут, это сдерживает прогресс, которого мы можем достичь», — сказала Джен Вакер, первый автор статьи, опубликованной в Nature Communications и химик в лаборатории Беркли.
Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики (Berkeley Lab) вырастили кристаллы, содержащие актиний, и облучали их рентгеновскими лучами, чтобы узнать, как радиоактивный металл связывается с другими элементами. Эта информация может помочь разработать более эффективные методы лечения рака.
Элемент актиний был впервые открыт на рубеже 20-го века, но даже сейчас, почти 125 лет спустя, исследователи все еще не имеют хорошего представления о химии этого металла. Это связано с тем, что актиний доступен только в очень небольших количествах, а работа с радиоактивным материалом требует специального оборудования. Но чтобы улучшить новые методы лечения рака с использованием актиния, исследователям необходимо лучше понять, как этот элемент связывается с другими молекулами.
Хотя элементы часто ведут себя так же, как и их более легкие собратья в периодической таблице, исследователи были удивлены, обнаружив, что актиний вел себя иначе, чем предсказывалось, глядя на его аналог, лантан.
Одной из областей интересов является использование изотопа актиния (актиния-225) в методе лечения рака, называемом таргетной альфа-терапией (ТАТ), который показал многообещающие результаты в клинических испытаниях. Метод ТАТ использует биологические системы доставки, такие как пептиды или антитела, для перемещения радиоактивного элемента к месту рака. Когда актиний распадается, он высвобождает энергичные частицы, которые перемещаются на небольшое расстояние, разрушая близлежащие раковые клетки, но оставляя здоровые ткани, расположенные дальше.
По словам сказала Ребекка Абергель, доцента кафедры ядерной инженерии и химии Калифорнийского университета в Беркли, если ученые смогут сконструировать белки, способные связывать актиний с действительно высоким сродством и либо сливаться с антителом, либо служить в качестве нацеливающего белка, это действительно откроет новые способы разработки радиофармацевтических препаратов.
В этой работе ученые использовали актиний-227, самый долгоживущий изотоп элемента. Будущие исследования будут изучать актиний-225 (предпочтительный изотоп для таргетной альфа-терапии) для поиска других изменений в том, как связывается металл. Исследователи также заинтересованы в сочетании актиния с различными белками, чтобы узнать больше о структурах, которые он образует.