Когда враг начал захватывать чужую территорию, лучший способ его победить — отправить в тыл противника отряд десантников: хорошо подготовленных бойцов, которые высадятся точно в логово неприятеля и нанесут небольшие, но сокрушительные удары. Именно так работает радионуклидная терапия раковых опухолей: радиоактивные элементы отправляют прицельно к раковым клеткам, чтобы разрушить их, максимально сохранив здоровые ткани.

Однако бойцов такого элитного подразделения нужно тщательно отобрать и подготовить, а хорошо бы еще сэкономить на их вооружении. Эту непростую задачу сегодня решают химики СПбГУ: они разрабатывают, можно сказать, «методики кастинга военнослужащих» — особые мембраны, способные селективно отбирать из жидкостей нужные для подобных атак элементы, а также реализуют грант Российского научного фонда по созданию генератора иттрия-90 — практически «школы бойцов», которая будет по запросу медиков выдавать нужное количество «десантных отрядов» из перспективного радионуклида.

Одна из предварительных разработок химиков СПбГУ в этом направлении — мембрана для сенсора, позволяющего определять в жидкой среде концентрацию стабильного (не радиоактивного) стронция. Хотя для применения в медицине необходимы особые мембраны, работающие именно с радиоактивными элементами, при этом максимально безопасные для человека, все же это изобретение становится прочным фундаментом для следующих открытий ученых.

«Иттрий-90 — единственный медицинский радионуклид, для получения которого не нужны ни реактор, ни циклотрон, — рассказал Игорь Смирнов. — Ведь его предшественник, долгоживущий изотоп стронций-90, в огромных количествах образуется при переработке отработавшего ядерного топлива атомных электростанций, то есть он практически бесплатный. Низкая стоимость производства препарата играет в медицине очень важную роль. Во многом именно благодаря доступной цене 90 % всех исследований с применением радионуклидов сегодня проводят с использованием технеция-99. Но это диагностический препарат, а наш — терапевтический, лечебный. Его доступность еще важнее».

На пути к созданию генератора ученым СПбГУ предстоит решить еще немало задач. Одна из них — очистка медицинского иттрия-90 от стабильных металлов (железа, меди, кадмия), ведь препарат вводят непосредственно в организм пациента. И здесь пригодятся разработки, связанные с созданием мембран, способных селективно связываться с нужными ионами. Правда, длинную органическую молекулу из предыдущего сенсора использовать уже не получится: препараты для лечения человека не терпят настолько сложных соединений, велики риски нежелательных реакций.

Поэтому химики планируют искать претендентов на роли сорбентов и мембран для радионуклидного генератора среди неорганических веществ — природных минералов. Они доступны, стоят недорого, обладают стабильным составом и свойствами, подтвержденными миллионами лет, экологически безопасны, к тому же почти всегда можно сделать их синтетический аналог.

Вместе с коллегами из Кольского научного центра РАН химики СПбГУ планируют изучить для этих целей иванюкит, линтисит, виноградовит, щербаковит, натисит, лоренценит, тундрит, чильманит и мурманит. Всех их объединяет особенность кристаллической структуры: в ней очень много каналов, а значит, потенциально это могут быть хорошие сорбенты — «поглотители» различных веществ.

Сегодня иттрий-90 используют в основном для лечения неоперабельного рака печени и метастазов в костях. Радионуклид также входит в число препаратов для пациентов с неходжкинскими лимфомами, опухолями нейроэндокринного происхождения, патологиями молочной железы, раком легких, раком поджелудочной железы и ревматоидным артритом.

В целом, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2022 году в мире было зарегистрировано 20 млн новых случаев рака и 9,7 млн случаев смерти от онкологических заболеваний. Прогноз экспертов неутешительный: ожидается, что к 2050 году смертность от онкологии достигнет уже 33,1 млн.

Закономерно вместе с числом онкопациентов растет и объем мирового рынка ядерной медицины: если в 2023 году он составлял $ 24 млрд, то к 2030 году, по прогнозу аналитиков Национального исследовательского ядерного университета МИФИ, практически удвоится, достигнув $ 43 млрд. Причем сегмент радионуклидной терапии — самый стремительно развивающийся: он дает прирост 28 % ежегодно.

Хотя доля российских разработок на мировом рынке ядерной медицины, по данным МИФИ, в 2023 году составляла всего 5 %, в последнее время этому направлению уделяют все больше внимания. На недавнем Петербургском международном экономическом форуме министр здравоохранения Российской Федерации Михаил Мурашко отметил, что количество препаратов радионуклидной терапии, которые появились в линейке здравоохранения, увеличилось в два раза — до 60, причем 95 % из них отечественные.

К тому же, как сообщил министр, к 2030 году более 100 российских клиник получат оборудование для диагностики и терапии рака. Словом, проект химиков СПбГУ может стать важной частью развития отечественного сегмента ядерной медицины.