Os elementos radioativos contra doenças: A radioterapia

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A radioterapia é um tratamento contra o câncer que usa altas doses de radiação para matar as células cancerosas e diminuir os tumores. Em doses baixas, a radiação é usada em radiografias para ver o interior do corpo, como acontece com as radiografias de dentes ou ossos quebrados.

Um pouco de história

A medicina tem usado a radiação como terapia como um tratamento para o câncer por mais de 100 anos, com a primeira descoberta dos raios X em 1895 por Wilhelm Röntgen. Em paralelo a isso, Emil Grubbe de Chicago, foi possivelmente o primeiro físico americano a usar raios X para o tratamento contra o câncer, começando em 1896.

O campo da radioterapia começou a crescer no início dos anos 1900, em grande parte devido ao trabalho pioneiro da cientista vencedora do Prêmio Nobel Marie Curie (1867-1934), que descobriu os elementos radioativos do polônio e do rádio em 1898. Isso começou uma nova era no tratamento médico e na pesquisa. Nas décadas de 1920 os perigos da exposição a radiação não eram conhecidos, e pouca proteção era usada. Acreditava-se que o rádio tinha amplos poderes curativos e por isso a radioterapia foi aplicada no tratamento de várias doenças.

Os aceleradores de partículas lineares para uso médico, desenvolvidos desde os anos de 1940, começaram a substituir os aparelhos de raios X e as unidades de cobalto nos anos 1980 e essas terapias antigas estão, agora, caindo em desuso. O primeiro acelerador médico de partículas foi usado no hospital Hammersmith em Londres no ano de 1953. Os aceleradores lineares podem produzir energias mais altas, possuem feixes mais colimados e não produzem resíduos radioativos com seus problemas de eliminação como as terapias de radioisótopos.

Radioisótopos na medicina

A medicina nuclear usa radiação para fornecer informações diagnósticas sobre o funcionamento de órgãos específicos de uma pessoa ou para tratá-los. Os procedimentos de diagnóstico com radioisótopos agora são rotineiros.

A radioterapia pode ser usada para tratar algumas condições médicas, especialmente o câncer, usando a radiação para enfraquecer ou destruir células-alvo específicas. Mais de 40 milhões de procedimentos de medicina nuclear são realizados a cada ano, e a demanda por radioisótopos está aumentando em até 5% ao ano. A esterilização de equipamentos médicos também é um uso importante de radioisótopos.

Os atributos dos átomos em decomposição natural, conhecidos como radioisótopos, dão origem a várias aplicações em muitos aspectos da vida moderna. Há uma consciência generalizada do uso de radiação e radioisótopos na medicina, particularmente para diagnóstico (identificação) e terapia (tratamento) de várias condições médicas. Nos países desenvolvidos (um quarto da população mundial), cerca de uma pessoa em 50 usa medicina nuclear para diagnóstico a cada ano, e a frequência da terapia com radioisótopos é cerca de um décimo disso.

A medicina nuclear usa radiação para fornecer informações sobre o funcionamento de órgãos específicos de uma pessoa ou para tratar doenças. Na maioria dos casos, as informações são utilizadas pelos médicos para fazer um diagnóstico rápido da doença do paciente. A tireoide, os ossos, o coração, o fígado e muitos outros órgãos podem ser facilmente visualizados, e distúrbios em suas funções podem ser revelados. Em alguns casos, a radiação pode ser usada para tratar órgãos doentes ou tumores. Cinco ganhadores do Prêmio Nobel estiveram intimamente envolvidos com o uso de traçadores radioativos na medicina.

Mais de 10.000 hospitais em todo o mundo usam radioisótopos na medicina, e cerca de 90% dos procedimentos são para diagnóstico. O radioisótopo mais comum usado no diagnóstico é o tecnécio-99 (Tc-99), com cerca de 40 milhões de procedimentos por ano, sendo responsável por cerca de 80% de todos os procedimentos de medicina nuclear e 85% dos exames diagnósticos em medicina nuclear em todo o mundo.

Nos países desenvolvidos (cerca de um quarto da população mundial), a frequência da medicina nuclear diagnóstica é de 1,9% ao ano, e a frequência da terapia com radioisótopos é de cerca de um décimo disso. Nos EUA existem mais de 20 milhões de procedimentos de medicina nuclear por ano e na Europa cerca de 10 milhões. Na Austrália, existem cerca de 560.000 por ano, 470.000 deles usando isótopos de reator. O uso de radiofármacos no diagnóstico está crescendo a mais de 10% ao ano.

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Como a radioterapia é usada

A radioterapia pode ser usada sozinha para tratar o câncer ou com outros tratamentos, como cirurgia ou quimioterapia. Pode ser usado antes da cirurgia para reduzir um tumor ou após a cirurgia para destruir as células cancerosas que restaram e prevenir o retorno do câncer. A radioterapia também pode ser usada para aliviar os sintomas, melhorar a qualidade de vida e prolongar a vida de pessoas que vivem com câncer avançado (chamada radioterapia paliativa).

A radioterapia externa (também chamada de radioterapia por feixe externo) é o tipo mais comum de radioterapia usada para tratar o câncer. Uma máquina direciona um feixe de radiação para um tumor cancerígeno no corpo. Existem diferentes tipos de radioterapia externa.

A radioterapia interna coloca substâncias radioativas no corpo, como diretamente no tumor ou em uma área do corpo, para matar as células cancerosas. Existem diferentes tipos de terapia de radiação interna.

Isótopos usados na medicina

Muitos radioisótopos são feitos em reatores nucleares, alguns em cíclotrons. Geralmente, os ricos em nêutrons e os resultantes da fissão nuclear precisam ser feitos em reatores; os depletados de nêutrons são feitos em cíclotrons. Existem cerca de 40 radioisótopos de produtos de ativação e cinco de produtos de fissão feitos em reatores.

Radioisótopos do reator

Bismuto-213 (meia-vida: 46 min): Usado para terapia alfa-alvo (TAT), especialmente cânceres, pois tem alta energia (8,4 MeV).

Césio-131 (9,7 d): Usado para braquiterapia, emite raios-X suaves.

Césio-137 (30 anos): Usado para esterilização de sangue de baixa intensidade.

Cromo-51 (28 d): Usado para marcar glóbulos vermelhos para monitoramento e para quantificar a perda de proteína gastrointestinal ou sangramento.

Cobalt-60 (5,27 yr): Anteriormente usado para radioterapia de feixe externo, agora quase universalmente usado para esterilização. O Co-60 de alta atividade específica (HSA) é usado no tratamento do câncer cerebral.

Disprósio-165 (2 h): Usado como um hidróxido agregado para tratamento de artrite por sinovectomia.

Erbio-169 (9,4 d): Usado para aliviar a dor da artrite nas articulações sinoviais.

Holmium-166 (26 h): Em desenvolvimento para diagnóstico e tratamento de tumores hepáticos.

Iodo-125 (60 d): Usado na braquiterapia do câncer (próstata e cérebro), também para avaliar a taxa de filtração dos rins e diagnosticar trombose venosa profunda na perna. Também é amplamente utilizado em radioimunoensaios para mostrar a presença de hormônios em pequenas quantidades.

Iodo-131 (8 d) *: amplamente utilizado no tratamento do câncer de tireoide e na obtenção de imagens da tireoide; também no diagnóstico de função hepática anormal, fluxo sanguíneo renal (rim) e obstrução do trato urinário. Um forte emissor gama, mas usado para terapia beta.

Iridio-192 (74 d): Fornecido em forma de fio para uso como uma fonte de radioterapia interna para tratamento de câncer (usado e removido), por exemplo, para câncer de próstata. Forte emissor de beta para braquiterapia de alta taxa de dose.

Ferro-59 (46 d): Usado em estudos do metabolismo do ferro no baço.

Chumbo-212 (10,6 h): Usado em TAT para cânceres ou radioimunoterapia alfa, com produtos de decaimento Bi-212 (1 h) e Po-212 (0,3 µs) distribuindo as partículas alfa. Usado especialmente para melanoma, câncer de mama e câncer de ovário. A demanda está aumentando. Usado na terapia com radionuclídeos do receptor de peptídeo (PRRT).

Lutécio-177 (6,7 d): Lu-177 é cada vez mais importante, pois emite apenas gama suficiente para imagens, enquanto a radiação beta faz a terapia em pequenos tumores (por exemplo, endócrinos). Sua meia-vida é longa o suficiente para permitir uma preparação sofisticada para uso. Geralmente é produzida pela ativação de nêutrons de alvos naturais ou enriquecidos de lutécio-176.

Molibdênio-99 (66 h) *: Usado como o ‘pai’ em um gerador para produzir tecnécio-99m.

Paládio-103 (17 d): Usado para fazer sementes de implante permanente de braquiterapia para o câncer de próstata em estágio inicial. Emite raios X suaves.

Fósforo-32 (14 d): Usado no tratamento da policitemia vera (excesso de glóbulos vermelhos). Emissor beta.

Potássio-42 (12 h): Usado para a determinação do potássio trocável no fluxo sanguíneo coronário.

Rádio-223 (11,4 d): Usado para braquiterapia TAT, aloja-se no osso e emite raios-X moles.

Rênio-186 (3,8 d): Usado para o alívio da dor no câncer ósseo. Emissor beta com gama fraca para geração de imagens.

Rênio-188 (17 h): Usado para irradiar com beta artérias coronárias a partir de um balão de angioplastia.

Samário-153 (47 h): Sm-153 é muito eficaz no alívio da dor de cânceres secundários alojados no osso, vendido como Quadramet. Também é muito eficaz para o câncer de próstata e de mama. Emissor beta.

Escândio-47 (4,5 d): Sc-47 tem propriedades semelhantes ao Lu-177 e pode ser usado para terapia ou diagnóstico. É produzido irradiando cálcio-46 para produzir Ca-47, que decai em Sc-47.

Selênio-75 (120 d): Usado na forma de seleno-metionina para estudar a produção de enzimas digestivas.

Sódio-24 (15 h): Para estudos de eletrólitos dentro do corpo.

Estrôncio-89 (50 dias) *: Muito eficaz na redução da dor do câncer de próstata e ossos. Emissor beta.

Tecnécio-99m (6 h): usado para obter imagens do esqueleto e do músculo cardíaco em particular, mas também para cérebro, tireoide, pulmões (perfusão e ventilação), fígado, baço, rim (estrutura e taxa de filtração), vesícula biliar, osso medula, glândulas salivares e lacrimais, acúmulo de sangue no coração, infecção e vários estudos médicos especializados. Produzido a partir de Mo-99 em gerador. O radioisótopo mais comum para diagnóstico, responsável por mais de 80% dos exames.

Tório-227 (18,7 d): Usado para TAT, decai para Ra-223.

Xenônio-133 (5 d) *: Usado para estudos de ventilação pulmonar (pulmão).

Itérbio-169 (32 d): Usado para estudos do líquido cefalorraquidiano no cérebro.

Itérbio-177 (1,9 h): Progenitor de Lu-177.

Ítrio-90 (64 h) *: Usado para braquiterapia contra o câncer e como colóide de silicato para o alívio da dor da artrite nas articulações sinoviais maiores. Emissor de beta puro e de crescente importância na terapia, especialmente no câncer de fígado.

Radioisótopos de ciclotron

Actínio-225 (10 d): Usado para TAT, especialmente câncer de próstata.

Astato-211 (7,2 h): Use para TAT.

Bismuto-213 (46 min): Usado para TAT.

Carbono-11, Nitrogênio-13, Oxigênio-15, Flúor-18: Esses são emissores de pósitrons usados em PET para estudar a fisiologia e patologia do cérebro, em particular para localizar o foco epiléptico e em estudos de demência, psiquiatria e neurofarmacologia. Eles também têm um papel significativo na cardiologia. O F-18 em FDG (fluorodeoxiglicose) tornou-se muito importante na detecção de cânceres e no monitoramento do progresso de seu tratamento, utilizando PET.

Cobalto-57 (272 d): Usado como um marcador para estimar o tamanho do órgão e para kits de diagnóstico in vitro.

Cobre-64 (13 h): Usado para estudar doenças genéticas que afetam o metabolismo do cobre, como as doenças de Wilson e Menke, para imagens PET de tumores e também terapia de câncer.

Cobre-67 (2,6 d): Emissor beta, usado em terapia.

Flúor-18 (110 min) como FLT (fluorotimidina), F-miso (fluoromisonidazol), 18F-colina: decai com emissão de pósitrons, usado como marcador com PET, para imagens de tumores malignos.

Gálio-67 (78 h): Usado para imagiologia de tumor e localização de lesões inflamatórias (infecções).

Gálio-68 (68 min): Emissor de pósitrons usado em unidades PET e PET-CT. Derivado do germânio-68 em um gerador.

Germânio-68 (271 d): Usado como o ‘pai’ em um gerador para produzir Ga-68.

Índio-111 (2,8 d): Usado para estudos de diagnóstico especializado, por exemplo, estudos do cérebro, infecções e estudos de trânsito do cólon. Também para localizar coágulos sanguíneos, inflamação e cânceres raros.

Iodo-123 (13 h): cada vez mais usado para diagnóstico da função tireoidiana, é um emissor gama sem a radiação beta do I-131.

Iodo-124 (4,2 d): Marcador, com vida útil mais longa que o F-18, um quarto dos decaimentos são emissão de pósitrons, assim usado com PET. Também usado para obter imagens da tireoide usando PET.

Criptônio-81m (13 seg) do rubídio-81 (4,6 h): O gás Kr-81m pode produzir imagens funcionais da ventilação pulmonar, por exemplo, em pacientes asmáticos e para o diagnóstico precoce de doenças e funções pulmonares.

Rubídio-82 (1,26 min): Agente PET conveniente na imagem de perfusão miocárdica.

Estrôncio-82 (25 d): Usado como o ‘pai’ em um gerador para produzir Rb-82.

Tálio-201 (73 h): Usado para diagnóstico de doença arterial coronariana, outras doenças cardíacas, como morte do músculo cardíaco e para localização de linfomas de baixo grau. É o substituto mais comumente usado para o tecnécio-99 em testes de estresse cardíaco.

Fontes

Canadian Cancer Society

Hystory of nuclear medicine and molecular imaging

National Cancer Institute

Wikipedia

World Nuclear Association

 

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