Le particelle di carbonato di calcio sono tra i composti bioattivi più promettenti. Però, prima del loro uso per la somministrazione di farmaci, la loro tossicità dovrebbe essere stabilita, così come la loro distribuzione all'interno degli animali da laboratorio. Un team di ricercatori del Dipartimento di fisica e ingegneria dell'Università ITMO e del Centro scientifico russo di radiologia e tecnologie chirurgiche ha sviluppato nuovi approcci per caricare le particelle di carbonato di calcio con radionuclidi modello e ha studiato la biodistribuzione di queste particelle sui ratti utilizzando la tomografia a emissione di positroni (PET). Hanno scoperto che la dimensione delle particelle influenza l'accumulo di organi specifici in vivo. I risultati di questo studio sono pubblicati in Materiali e interfacce applicati ACS .

Le particelle di carbonato di calcio sono promettenti per la biomedicina. Possono essere facilmente sintetizzati, la loro dimensione e forma sono regolabili, e sono atossici e biocompatibili. Però, non ci sono quasi studi sull'applicazione di questi vettori come agenti PET o candidati alla marcatura radioattiva.

Nel nuovo studio del team della Facoltà di Fisica e Ingegneria dell'Università ITMO, le particelle di carbonato di calcio sono state marcate con gallio radionuclide ( ⁶⁸ Ga) utilizzando più strategie. L'incapsulamento di ⁶⁸ Ga nel nucleo delle particelle di carbonato di calcio è stato considerato il metodo più efficiente.

I risultati di questo studio potrebbero aprire la strada al bioimaging degli animali da laboratorio. Nello studio, un campione con portatori di carbonato di calcio radiomarcato è stato iniettato nella vena della coda del ratto. Dopodichè, è stato posto in un tomografo per tre ore. Durante questo periodo, sono state acquisite le scansioni PET. Per verificare i risultati della PET, i ricercatori hanno estratto gli organi del ratto e stimato il livello di radioattività.

Secondo i risultati, le particelle micrometriche (circa 5 µm) si trovavano nei polmoni e le particelle submicrometriche (circa 500 nm) si accumulavano nel fegato e nella milza. "Abbiamo studiato l'accumulo passivo di particelle. Significa che non le abbiamo modificate con nessun tipo di molecole o complessi funzionali che possono essere attaccati solo a specifici tipi di cellule. Per future applicazioni in biomedicina, dobbiamo determinare la zona di distribuzione delle particelle in vivo. Poiché le microparticelle sviluppate sono state in grado di accumularsi nei polmoni, possono essere utili per la diagnosi di malattie polmonari, Per esempio, "dice Elena Gerasimova.

È troppo presto per discutere di possibili applicazioni terapeutiche. Però, le prospettive sono abbastanza promettenti. Primo, ulteriori ricerche sulla correlazione tra la dimensione delle particelle e la loro localizzazione andranno a beneficio della somministrazione del farmaco. Secondo, gli studi in vivo sulla distribuzione delle particelle aprono nuove opportunità per la diagnosi e gli studi sui tumori.

"Il sistema circolatorio dei tessuti malati come il tessuto canceroso differisce da quello dei tessuti sani. Il tessuto malato ha grandi pori attraverso i quali le particelle possono penetrare e accumularsi. Possiamo visualizzare la loro posizione. In questo modo, possiamo rilevare i tessuti danneggiati dal cancro ed esaminare le metastasi, "dice Elena Gerasimova.

Però, l'efficienza di questo metodo non è stabilita, e sono necessarie ulteriori ricerche. Ora, gli scienziati stanno pianificando di concentrarsi su esperimenti che includono la riduzione delle dimensioni delle particelle e le loro modifiche.