عنصر نایاب زمین که می‌تواند درمان سرطان را متحول کند

🔹 آستاتین؛ نادرترین عنصر طبیعی زمین

آستاتین (Astatine) نادرترین عنصر طبیعی روی زمین و از کم‌بررسی‌شده‌ترین عناصر جدول تناوبی است. نام آن از واژه یونانی “ἄστατος” به معنای نابرجا و ناپایدار گرفته شده است — توصیفی دقیق، زیرا این عنصر تنها برای لحظاتی کوتاه در طبیعت وجود دارد.

با این حال، دانشمندان دانشگاه تگزاس A&M موفق شده‌اند از ظرفیت بالقوه آن بهره ببرند. آنان با استفاده از پرتوهای سیکلوترونی و روش‌های پیشرفته شیمیایی، روشی برای تولید، جداسازی و ارسال ایزوتوپ آستاتین-۲۱۱ (At-211) ابداع کرده‌اند.
این ایزوتوپ، با وجود ناپایداری و نیمه‌عمر کوتاه ۷.۲ ساعت، چشم‌اندازی بسیار امیدوارکننده در درمان هدفمند سرطان نشان داده است.

🔹 ایزوتوپ «گلدیلاکس» در درمان سرطان

ایزوتوپ At-211 اغلب به‌عنوان «ایزوتوپ ایده‌آل» یا «گلدیلاکس» شناخته می‌شود؛ زیرا قادر است دقیقاً مقدار مناسبی از پرتو را برای نابودی سلول‌های سرطانی ارسال کند، بدون اینکه به بافت‌های سالم اطراف آسیب برساند.

این ایزوتوپ نوآورانه در درمان سرطان‌های خونی، تومورهای تخمدان و برخی سرطان‌های مغز عملکرد مؤثری نشان داده است.

در مؤسسه سیکلوترون دانشگاه تگزاس A&M، دانشمندان با بهره‌گیری از سیکلوترون K150 و حمایت برنامه ایزوتوپ وزارت انرژی ایالات متحده (DOE)، در حال تولید At-211 هستند.

از سال ۲۰۲۳، تگزاس A&M یکی از تنها دو تأمین‌کننده ملی آستاتین برای درمان‌های سرطان هدفمند از طریق مرکز ملی توسعه ایزوتوپ‌ها (NIDC) و شبکه دانشگاهی ایزوتوپ‌ها بوده است.

دکتر شری جی. ینِلو (Sherry J. Yennello)، استاد ممتاز شیمی و مدیر مؤسسه سیکلوترون تگزاس A&M، می‌گوید:

«درمان آلفای هدفمند (Targeted Alpha Therapy) یکی از روش‌های دگرگون‌کننده در درمان سرطان است؛ زیرا می‌تواند آسیب شدید و متمرکزی در نزدیکی سلول تومور ایجاد کند، در حالی که بافت‌های سالم و اندام‌های مجاور را دست‌نخورده باقی می‌گذارد. ما یکی از معدود مراکز ایالات متحده هستیم که قادر به تولید منظم آستاتین در مقیاس پزشکی و ارسال آن به مراکز درمانی هستیم.»

🔹 بهره‌گیری از قدرت ذرات آلفا

در فرآیند واپاشی، آستاتین ذرات آلفا آزاد می‌کند — خوشه‌های کوچکی متشکل از دو پروتون و دو نوترون — که انرژی بسیار متمرکزی را در محدوده‌ای کوتاه آزاد می‌سازند.

این ذرات آلفا به‌ویژه در نابودی سلول‌های سرطانی مؤثر هستند، زیرا پیش از آزادسازی انرژی، مسافتی بسیار کوتاه طی می‌کنند؛ در نتیجه آسیب به بافت سالم به حداقل می‌رسد.

زمانی که At-211 درون یا در مجاورت تومور قرار گیرد، پرتوهای آلفای آن به‌اندازه کافی نفوذ می‌کنند تا سلول‌های سرطانی را از بین ببرند، بدون اینکه به اندام‌های اطراف آسیب بزنند.

از سوی دیگر، نیمه‌عمر کوتاه At-211 باعث می‌شود فعالیت رادیواکتیو آن سریع کاهش یابد و در نتیجه، سمیت آن کمتر از بسیاری از داروهای پرتودرمانی دیگر باشد.

برخلاف برخی ایزوتوپ‌های مشابه، At-211 دچار واپاشی ثانویه مضر نمی‌شود و تمام انرژی خود را به‌طور مؤثر در درمان متمرکز می‌کند. این ترکیب دقت بالا و ایمنی بالا باعث شده است تا توجه جهانی پژوهشگران و شرکت‌های داروسازی به آن جلب شود.

در حال حاضر، این ایزوتوپ در کارآزمایی‌های بالینی برای درمان سرطان‌های خونی مورد استفاده قرار گرفته و پتانسیل کاربرد در درمان آلزایمر نیز در حال بررسی است.

دکتر ینِلو توضیح می‌دهد:

«بزرگ‌ترین چالش در استفاده گسترده از آستاتین-۲۱۱، دسترسی محدود به آن است. خوشبختانه پیشرفت‌هایی که در تگزاس A&M حاصل شده، گامی بزرگ در جهت رفع این محدودیت به شمار می‌رود.»

🔹 پیشرفتی چشمگیر در تولید و انتقال ایزوتوپ

یکی از دستاوردهای مهم تگزاس A&M، طراحی سامانه‌ای خودکار برای جداسازی و ارسال At-211 است. این فناوری که در حال ثبت اختراع است، ایزوتوپ را از هدف بیسموتی (Bismuth Target) استخراج کرده، تصفیه می‌کند و سپس آن را روی ستون رزینی ویژه حمل‌ونقل بارگذاری می‌نماید تا در داروهای آلفای هدفمند به‌کار رود.

به گفته دکتر ینِلو، این تکنیک رزین-ستونی جدید باعث افزایش سرعت پردازش شده و اجازه می‌دهد مقدار بیشتری از At-211 با حداقل میزان واپاشی و خطر کمتر نسبت به روش‌های سنتی حمل شود.

این نوآوری، جایگاه At-211 را به‌عنوان گزینه‌ای عملی برای نسل بعدی درمان‌های سرطان تقویت کرده است.

تگزاس A&M تاکنون محموله‌های قابل‌توجهی از At-211 را به همکاران پژوهشی خود از جمله دانشگاه آلاباما در بیرمنگام و مرکز سرطان MD اندرسون ارسال کرده است؛ مؤسسه‌ای که تاکنون بیش از ۲۰ محموله آستاتین از تگزاس A&M دریافت کرده است.

این همکاری‌ها به دانشمندان کمک می‌کند تا داروهای رادیودارویی مبتنی بر At-211 را بهبود بخشند و درک عمیق‌تری از رفتار شیمیایی این عنصر به‌دست آورند.

🔹 همکاری‌های علمی و پیشرفت جهانی

دکتر ینِلو و فدریکا پیزانِسکی (Federica Pisaneschi) — رادیوشیمی‌دان سابق MD اندرسون و استاد کنونی دانشگاه علوم پزشکی تگزاس در هیوستون — قرار است یافته‌های خود را در نخستین نشست جهانی جامعه آستاتین (World Astatine Community Meeting 2025) در نیواورلئان ارائه دهند.

سخنرانی آنان با عنوان «دو گام تگزاسی» (The Texas Two-Step) به معرفی تجربه مشترک‌شان در تولید، ارسال و کاربرد درمانی At-211 می‌پردازد.

این رویداد، نخستین نشست مستقر در ایالات متحده است که پژوهشگران و شرکت‌های فعال در حوزه آستاتین را برای توسعه جهانی درمان‌های سرطان مبتنی بر At-211 گرد هم می‌آورد.

دکتر ینِلو همچنین دستاوردهای تگزاس A&M را در بیست‌وششمین سمپوزیوم بین‌المللی علوم داروهای رادیواکتیو (ISRS 2024) در کویینزلند، استرالیا ارائه کرده و بر رشد فزاینده علاقه جهانی به تحقیقات At-211 تأکید نموده است.

او می‌گوید:

«اگرچه کارآزمایی‌های انسانی هنوز در مراحل ابتدایی است، اما در ژاپن، چند کشور اروپایی و ایالات متحده طرح‌های پژوهشی متعددی برای بررسی پتانسیل آستاتین-۲۱۱ در جریان است. من مشتاقم تا پیشرفت‌های تگزاس A&M را در تولید و عرضه این ایزوتوپ به اشتراک بگذارم و در عین حال از دستاوردهای جهانی در درک خواص شیمیایی و کاربردهای درمانی آن در سرطان‌آزمایی‌ها بیاموزم.»

تهیه و تنظیم: سیدطه نوربخش

نظارت و تأیید: فائزه محمدهاشم-متخصص ژنتیک