درمان سرطان با کمک پسماندهای بمب اتم

پسماندهای رادیواکتیو باقی‌مانده از نخستین روزهای برنامه هسته‌ای آمریکا، اکنون برای تولید یک روش درمانی نوین و امیدوارکننده جهت مقابله با سرطان مورد استفاده قرار گرفته‌اند. برای چندین سال‌، پژوهشگران در آزمایشگاه ملی اوک ریج (Oak Ridge National Laboratory) در تنسی، با دقت مواد باقی‌مانده‌ مانند اورانیوم-۲۳۳ را مدیریت کرده‌اند. این ایزوتوپ (با خاصیت رادیواکتیو بالا) از دهه ۱۹۴۰ ذخیره شده است؛ زمانی که در پروژه منهتن برای ساخت اولین بمب‌های اتمی به کار رفت.

در روند دفع این مواد، دانشمندان کشف کردند که می‌توانند یک محصول جانبی بسیار نادر از اورانیوم (که با گذشت زمان دچار تغییر شده) به نام توریم-۲۲۹ را استخراج کنند. این ماده رادیواکتیو در درمان هدفمند آلفا به کار می‌رود، روشی پیشرفته که سلول‌های سرطانی را در سطح DNA مورد هدف قرار می‌دهد. وقتی توریم-۲۲۹ تجزیه می‌شود، ایزوتوپی به نام آکتینیم-۲۲۵ (Ac-225) تولید می‌کند که قادر است تومورها را بدون آسیب رساندن به بافت‌های سالم اطراف نابود سازد.

جایزه ۲۵ هزار دلاری برای دانش‌ آموز ۱۴ ساله ای که «صابون درمان سرطان پوست» ساخت

پژوهشگران معتقدند که درمان هدفمند آلفا می‌تواند طیف گسترده‌ای از سرطان‌ها، از جمله لنفوم، سرطان پروستات و سرطان سینه را درمان کند. سارا شفر، مدیر پروژه پاکسازی اورانیوم در اوک ریج، می‌گوید: «این دیگر چیزی نیست که در آینده اتفاق بیفتد، مربوط به زمان حال است.» درمان هدفمند با ذرات آلفا، یک روش دقیق و مؤثر برای مبارزه با سرطان است که مانند یک موشک هدایت‌شونده کوچک عمل کرده و مستقیماً به سلول‌های سرطانی در بدن بیمار حمله می‌کند.

پزشکان با استفاده از توریم-۲۲۹، ایزوتوپ اکتینیم-۲۲۵ تولید می‌کنند. این ایزوتوپ به پادتن‌های خاصی متصل می‌شود که مانند سیستم‌های ردیاب عمل کرده و سلول‌های سرطانی را در بخش‌هایی مانند پروستات، سینه یا گره‌های لنفاوی شناسایی و به آن‌ها می‌چسبند. سپس اکتینیم-۲۲۵، ذرات رادیواکتیو بسیار کوچکی به نام ذرات آلفا را آزاد می‌کند که ساختار DNA سلول‌های سرطانی را از بین برده و تومور را نابود می‌سازد. برخلاف بعضی از روش‌های دیگر مانند شیمی‌درمانی، سلول‌های سالم اطراف تومور آسیب نمی‌بینند و در نتیجه عوارض جانبی آن به مراتب کمتر است. با این حال، چالش اصلی این روش در حال حاضر، مربوط به کمبود شدید توریم-۲۲۹ در سطح جهان می‌شود؛ تاکنون تنها حدود ۴۵ گرم از این ماده استخراج شده است.

سارا شفر، مدیر پروژه پاکسازی اورانیوم در اوک ریج، در یک بیانیه‌ می‌گوید:

استخراج توریم-۲۲۹ اهمیت زیادی دارد، چون این ایزوتوپ فقط از اورانیوم-۲۳۳ به دست می‌آید. بیشتر ذخایر جهانی اورانیوم-۲۳۳ در آزمایشگاه ملی اوک ریج نگهداری می‌شود، و اگر این مواد دفع شوند، دیگر امکان دسترسی به توریم-۲۲۹ وجود نخواهد داشت.

با اینکه دانشمندان صرفاً موفق شدند تا حدود ۴۵ گرم از توریم-۲۲۹ (از پسماندهای هسته‌ای آمریکا) را استخراج کنند، اما همین مقدار برای درمان صدها بیمار سرطانی در سال کفایت می‌کند. یک دوز درمانی از آکتینیم-۲۲۵ معمولاً بین ۴ تا ۵۰ مگابکرل (MBq)، واحدی برای سنجش میزان رادیواکتیویته، است، که بسته به نوع سرطان و روش درمانی بیمار تعیین می‌شود. هر دوز در واقع معادل ۴ تا ۵۰ «پرتاب انرژی» است، که هر پرتاب می‌تواند سلول‌های سرطانی را در یک جلسه هدف قرار دهد.

برای تولید همین مقدار از آکتینیم-۲۲۵، به مقدار بسیار کمی توریم-۲۲۹ نیاز است؛ حتی کمتر از یک دانه نمک. بنابراین، با اینکه تنها مقدار میکروسکوپی از توریم را می‌توان از پسماندهای هسته‌ای آمریکا استخراج کرد، اما همین میزان اندک هم در آزمایش‌های پزشکی بسیار مؤثر و کاربردی است. با این حال، چالش بعدی دانشمندان این است که پس از پایان پروژه دفع اورانیوم در اوک ریج، چه باید کرد؛ به این دلیل که دیگر منبعی برای استخراج این ماده باقی نخواهد ماند. طبق اعلام وزارت انرژی آمریکا، آزمایشگاه اوک ریج قصد دارد تا سال ۲۰۲۸ تمام ذخایر اورانیوم-۲۳۳ خود را از بین ببرد. این یعنی دانشمندان این مرکز باید به فکر روش جدیدی برای تولید توریم-۲۲۹ باشند؛ آن هم بدون استفاده از موادی که زمانی برای ساخت بمب اتم به کار می‌رفتند.

این اقدامات ممکن است شامل تولید توریم-۲۲۹ از منابع جایگزینی مانند رادیم-۲۲۶ در راکتورهای هسته‌ای باشد. در این روش، دانشمندان ذراتی به نام نوترون را به رادیم-۲۲۶ شلیک می‌کنند تا ساختار اتمی آن را تغییر داده و به توریم تبدیل شود. این فرآیند مانند پختن غذایی است که چند مرحله دارد، در مقایسه با حالتی که باید منتظر ماند تا توریم-۲۲۹ به‌طور طبیعی از اورانیوم به‌دست بیاید. دانشمندان همچنین می‌توانند با استفاده از شتاب‌دهنده‌ای به نام سیکلوترون، ذراتی مثل پروتون را مانند گلوله‌های زیراتمی به رادیم-۲۲۶ یا توریم-۲۳۲ شلیک کنند تا توریم-۲۲۹ تولید شود. این روش شبیه به استفاده از یک ابزار پیشرفته برای تراش دادن همان ماده رادیواکتیوی است که برای درمان نیاز دارند.

پیشگویی های بابا وانگا برای سال ۲۰۲۱ چیست؟ از اژدهای بزرگ تا درمان قطعی سرطان