Czy można dostarczyć promieniowanie do guza tak precyzyjnie, aby jego działanie obejmowało zaledwie kilka komórek? Nad takim rozwiązaniem pracuje współczesna medycyna nuklearna. Jednym z najbardziej interesujących kandydatów jest astat-211, radioaktywny izotop emitujący cząstki alfa. Pierwsze badania z udziałem ludzi już przeprowadzono, ale od eksperymentalnej terapii do rutynowego leczenia droga pozostaje jeszcze długa.
Jeszcze niedawno astat interesował przede wszystkim fizyków jądrowych i chemików. Dziś coraz częściej pojawia się w publikacjach dotyczących onkologii precyzyjnej i celowanej terapii alfa.
Nie chodzi jednak o zwykły astat, lecz o jego radioaktywny izotop astat-211, oznaczany jako ²¹¹At.
Jego szczególna właściwość polega na tym, że podczas rozpadu emituje cząstki alfa zdolne do przekazania bardzo dużej ilości energii na niezwykle krótkim dystansie.
W teorii oznacza to możliwość dostarczenia silnego promieniowania bezpośrednio do komórki nowotworowej lub jej najbliższego otoczenia, przy znacznie mniejszym oddziaływaniu na bardziej odległe zdrowe tkanki.
To właśnie dlatego ²¹¹At znajduje się dziś wśród najbardziej interesujących radionuklidów badanych w ramach Targeted Alpha Therapy, TAT, czyli celowanej terapii alfa.
Czym właściwie jest astat-211?
Astat jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu At i liczbie atomowej 85. Należy do najrzadszych pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi. Nie ma trwałych izotopów, a ilości występujące w naturze są śladowe.
Astat-211 wykorzystywany do badań medycznych musi więc być produkowany sztucznie.
Najczęściej powstaje przez bombardowanie bizmutu-209 cząstkami alfa w odpowiednio wyposażonym cyklotronie. Europejscy badacze wskazują, że właśnie ograniczona liczba urządzeń zdolnych do takiej produkcji pozostaje jedną z głównych przeszkód w szerszym zastosowaniu ²¹¹At.
Izotop ma bardzo krótki okres półtrwania wynoszący około 7,2 godziny. Oznacza to, że po tym czasie połowa znajdujących się w próbce jąder ²¹¹At ulega rozpadowi.
W medycynie ta cecha ma dwie strony.
Z jednej strony radioaktywność stosunkowo szybko zanika, co może być korzystne dla pacjenta.
Z drugiej wymusza niezwykle sprawną organizację całego procesu. Astat trzeba wyprodukować, oczyścić, przygotować odpowiedni radiofarmaceutyk, przeprowadzić kontrolę jakości, dostarczyć go do ośrodka i podać pacjentowi w bardzo krótkim czasie.
Czym różni się promieniowanie alfa?
Cząstka alfa składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Jest znacznie cięższa od cząstek beta wykorzystywanych w części terapii radionuklidowych.
Najważniejszy jest jednak sposób, w jaki przekazuje energię tkankom.
Promieniowanie alfa charakteryzuje się wysokim liniowym przekazem energii, LET. Cząstka oddaje bardzo dużą ilość energii na bardzo krótkiej drodze.
Jej zasięg w tkance wynosi zwykle około 50 do 100 mikrometrów. To mniej więcej odległość odpowiadająca kilku średnicom komórki.
Można więc wyobrazić sobie dwa odmienne sposoby działania promieniowania.
Jedno przechodzi przez większy obszar tkanki.
Drugie działa niczym bardzo krótki, ale wyjątkowo intensywny impuls energetyczny.
W przypadku ²¹¹At naukowcy próbują wykorzystać właśnie tę drugą właściwość.
Celowana terapia alfa, czyli radioaktywny ładunek z adresem
Sama cząstka alfa nie wie oczywiście, gdzie znajduje się nowotwór.
Kluczowym elementem terapii jest więc system dostarczania radionuklidu do odpowiednich komórek.
Astat-211 można połączyć między innymi z:
- przeciwciałem monoklonalnym,
- fragmentem przeciwciała,
- peptydem,
- niewielką cząsteczką,
- ligandem rozpoznającym określony receptor lub antygen.
Taka cząsteczka ma odnaleźć charakterystyczny cel występujący na powierzchni komórki nowotworowej lub w jej otoczeniu i dostarczyć tam radionuklid.
Dopiero w tym miejscu następuje rozpad i emisja cząstki alfa.
W przypadku badanego preparatu skierowanego przeciwko CD38 przeciwciało rozpoznaje komórki posiadające ten antygen i może dostarczyć do nich ²¹¹At. Podobną strategię opracowano wobec CD45 obecnego na komórkach układu krwiotwórczego.
To właśnie połączenie biologicznej precyzji cząsteczki transportującej z fizyczną siłą promieniowania alfa jest podstawą całej koncepcji.
Dlaczego uszkodzenie komórki może być tak silne?
Promieniowanie alfa powoduje gęsto rozmieszczone uszkodzenia struktur komórkowych, przede wszystkim DNA.
Szczególnie istotne są złożone uszkodzenia i pęknięcia obu nici DNA. Komórce znacznie trudniej je naprawić niż część uszkodzeń powodowanych przez promieniowanie o mniejszym LET.
Dlatego terapia alfa jest szczególnie interesująca w kontekście:
- niewielkich ognisk nowotworowych,
- mikroprzerzutów,
- pojedynczych rozsianych komórek nowotworowych,
- choroby resztkowej pozostającej po innych metodach leczenia.
Krótki zasięg cząstki alfa jest jednocześnie jej największą zaletą i ograniczeniem. Jeżeli radionuklid znajdzie się blisko komórki nowotworowej, może działać bardzo intensywnie. Jeżeli nie dotrze do właściwego celu, niewielki zasięg staje się problemem.
Dlatego powodzenie terapii zależy nie tylko od samego astatu, lecz również od jakości całego systemu jego dostarczania.
Astat-211 przeszedł już z laboratorium do badań z udziałem ludzi
To ważne, ponieważ o ²¹¹At nie mówimy już wyłącznie na podstawie doświadczeń laboratoryjnych czy badań na zwierzętach.
Astat-211 był i jest podawany pacjentom w ramach badań klinicznych.
Najciekawsze nowe dane dotyczą między innymi raka tarczycy.
Rak tarczycy i jedno z najważniejszych badań ostatnich lat
W 2025 roku opublikowano wyniki pierwszego prospektywnego badania u ludzi preparatu [²¹¹At]NaAt, czyli astatku sodu.
Do badania zakwalifikowano 11 pacjentów z przerzutowym zróżnicowanym rakiem tarczycy opornym na leczenie radiojodem.
To grupa chorych szczególnie trudna do leczenia.
Astat jest chemicznie spokrewniony z jodem, dlatego pojawiła się koncepcja wykorzystania mechanizmów, dzięki którym komórki tarczycy wychwytują halogeny, ale zamiast emisji stosowanej w klasycznej terapii radiojodem zastosowania znacznie silniej jonizującego promieniowania alfa.
Pacjenci otrzymali pojedynczą dawkę ²¹¹At w trzech kolejnych poziomach dawkowania.
Wyniki przyniosły jednocześnie powody do zainteresowania i do ostrożności.
Przy najwyższej dawce, 3,5 MBq/kg, u 3 z 6 pacjentów wystąpiła toksyczność ograniczająca dawkę, obejmująca między innymi limfopenię lub leukopenię trzeciego stopnia.
Obserwowano również obrzęk gruczołów ślinowych, suchość w jamie ustnej, nudności, zmniejszenie apetytu i wymioty.
Jednocześnie pojawiły się pierwsze sygnały możliwej aktywności przeciwnowotworowej.
U części pacjentów odnotowano spadek stężenia tyreoglobuliny przekraczający 50 procent. W ocenie tomograficznej po sześciu miesiącach u 9 z 10 ocenianych chorych stwierdzono stabilizację choroby.
W niektórych ocenach odnotowano również odpowiedzi częściowe, a u jednego pacjenta odpowiedź całkowitą.
Brzmi imponująco, ale tutaj szczególnie potrzebna jest ostrożność.
Badanie obejmowało zaledwie 11 osób i było przede wszystkim badaniem bezpieczeństwa oraz dawkowania.
Nie można więc na jego podstawie stwierdzić, że astat-211 jest skutecznym, potwierdzonym leczeniem raka tarczycy.
Można natomiast powiedzieć, że wyniki uzasadniają dalsze badania.
Rak prostaty także znalazł się na liście
Kolejnym bardzo interesującym kierunkiem jest rak prostaty.
Naukowcy opracowali związek [²¹¹At]PSMA-5, który ma rozpoznawać PSMA, czyli antygen błonowy swoisty dla prostaty, znajdujący się w dużych ilościach na wielu komórkach raka gruczołu krokowego.
PSMA jest już dobrze znanym celem diagnostyki i radioterapii ligandowej.
W opublikowanym w 2025 roku opracowaniu badacze poinformowali, że preparat podano dziewięciu pacjentom z przerzutowym, opornym na kastrację rakiem prostaty. Zaobserwowano gromadzenie się radiofarmaceutyku w zmianach nawrotowych i przerzutowych.
To jednak nadal bardzo wczesny etap badań i nie pozwala jeszcze ocenić, czy terapia poprawia przeżycie lub będzie skuteczniejsza od obecnie stosowanych metod.
Rak jajnika
Astat-211 badano również u kobiet z nawrotowym nabłonkowym rakiem jajnika.
W badaniu fazy I zastosowano ²¹¹At połączony z fragmentem przeciwciała MX35 i podawano go do jamy otrzewnej.
W badaniu uczestniczyło 12 pacjentek.
Aktywność radiofarmaceutyku zwiększano bez stwierdzenia toksyczności ograniczającej dawkę. Większość działań niepożądanych była niewielka i w wielu przypadkach wiązała się bardziej z samą procedurą podania niż jednoznacznie z promieniowaniem alfa.
Wieloletnia obserwacja części pacjentek dostarczyła interesujących danych, jednak liczebność grupy była zdecydowanie zbyt mała, aby na tej podstawie formułować wnioski dotyczące skuteczności leczenia.
Guzy mózgu
Jednym z wcześniejszych przykładów zastosowania ²¹¹At u ludzi było badanie pacjentów z nawrotowymi złośliwymi guzami mózgu.
Astat połączono z przeciwciałem 81C6 rozpoznającym tenascynę, białko obecne w otoczeniu wielu nowotworów mózgu.
Preparat podawano bezpośrednio do jamy powstałej po chirurgicznym usunięciu guza.
Badanie obejmowało 18 osób i pokazało przede wszystkim, że takie miejscowe zastosowanie radiofarmaceutyku jest technicznie możliwe. Zdecydowana większość rozpadów ²¹¹At następowała w miejscu podania.
Był to ważny dowód koncepcji, choć ponownie należy pamiętać, że małe, wczesne badanie nie może przesądzać o skuteczności klinicznej terapii.
Białaczki, szpiczak i nowotwory układu krwiotwórczego
Kolejnym obszarem badań są choroby hematologiczne.
Opracowano między innymi preparat ²¹¹At-BC8-B10, w którym przeciwciało skierowane przeciwko CD45 służy jako nośnik radionuklidu.
CD45 występuje na powierzchni wielu komórek układu krwiotwórczego, zarówno prawidłowych, jak i nowotworowych. Takie radioimmunokoniugaty są badane między innymi w kontekście przygotowania pacjentów z chorobami hematologicznymi do przeszczepienia komórek krwiotwórczych.
Inny preparat wykorzystuje przeciwciało przeciwko CD38, białku obecnemu w wysokim stężeniu między innymi na komórkach szpiczaka mnogiego.
To pokazuje, jak różne mogą być strategie wykorzystania jednego radionuklidu.
Astat nie jest bowiem lekiem ukierunkowanym na jeden konkretny nowotwór. Jest przede wszystkim radioaktywnym ładunkiem, który naukowcy próbują połączyć z różnymi systemami rozpoznającymi komórki nowotworowe.
Największy problem: trafić dokładnie tam, gdzie trzeba
Siła promieniowania alfa jest ogromną zaletą, ale jednocześnie stanowi zagrożenie.
Jeżeli radiofarmaceutyk znajdzie się w niewłaściwym miejscu, promieniowanie może uszkodzić zdrowe komórki.
Dlatego ogromne znaczenie mają:
- selektywność cząsteczki transportującej,
- stabilność chemiczna połączenia,
- rozmieszczenie radiofarmaceutyku w organizmie,
- szybkość jego usuwania,
- dokładne ustalenie dawki,
- indywidualna dozymetria.
Jednym z najważniejszych problemów chemicznych jest deastatynacja.
Astat-211 musi pozostać stabilnie związany z cząsteczką transportującą. Jeżeli połączenie rozpadnie się już w organizmie, wolny astat może zostać wychwycony przez inne tkanki.
Rozwój bardziej stabilnych metod znakowania przeciwciał, peptydów i małych cząsteczek pozostaje więc jednym z głównych kierunków badań nad ²¹¹At.
Siedem godzin, które zmieniają całą logistykę
Krótki okres półtrwania ²¹¹At to także ogromne wyzwanie organizacyjne.
Nie można wyprodukować dużej partii radiofarmaceutyku, przechowywać jej przez wiele tygodni i wysyłać na drugi koniec kontynentu.
Czas liczony jest w godzinach.
Potrzebna jest więc sieć odpowiednich cyklotronów, laboratoriów radiochemicznych, pracowni przygotowujących radiofarmaceutyki i ośrodków klinicznych znajdujących się wystarczająco blisko źródeł produkcji.
W 2026 roku europejscy naukowcy wskazywali ograniczoną dostępność ²¹¹At jako jedną z najważniejszych barier hamujących badania kliniczne. Jednocześnie w Europie powstają nowe możliwości produkcji izotopu.
Europa inwestuje w astat-211
Znaczenie tej technologii dobrze pokazuje europejski projekt ACCELERATE.EU.
Jego celem jest rozwijanie nowych rozwiązań teranostycznych wykorzystujących ²¹¹At.
Teranostyka łączy diagnostykę i terapię opartą na tym samym biologicznym celu. Najpierw można znaleźć komórki posiadające określony receptor lub antygen, a następnie wykorzystać podobną cząsteczkę do dostarczenia do nich terapeutycznego radionuklidu.
ACCELERATE.EU koncentruje się szczególnie na trzech grupach trudnych do leczenia nowotworów:
- raku trzustki,
- raku piersi,
- nowotworach mózgu.
Projekt ma także rozwijać europejską infrastrukturę pozwalającą produkować, transportować i stosować ²¹¹At w przyszłych badaniach klinicznych.
Co ciekawe, w przedsięwzięciu uczestniczy również polski Ośrodek Radioizotopów POLATOM Narodowego Centrum Badań Jądrowych. POLATOM wymienia ACCELERATE.EU wśród realizowanych projektów i uczestniczy w europejskich pracach dotyczących rozwoju infrastruktury dla terapii opartych na ²¹¹At.
Czy astat-211 jest nowym lekiem na raka?
Nie.
To najważniejsze zastrzeżenie dotyczące całego tematu.
Astat-211 nie jest uniwersalnym „lekiem na raka” i nie powinien być w ten sposób przedstawiany.
Na obecnym etapie jest eksperymentalnym radionuklidem wykorzystywanym do tworzenia różnych terapii celowanych.
Większość zastosowań znajduje się nadal na etapie badań przedklinicznych lub bardzo wczesnych badań klinicznych.
Najnowsze europejskie publikacje z 2026 roku podkreślają, że mimo postępów w radiochemii oraz zachęcających pierwszych doświadczeń klinicznych dowody pozostają ograniczone, a szerokie zastosowanie ²¹¹At w leczeniu pacjentów nie jest jeszcze przesądzone.
Co już wiemy?
Wiemy, że:
- ²¹¹At może być produkowany w cyklotronach i wykorzystywany do przygotowania radiofarmaceutyków;
- emituje promieniowanie alfa o bardzo krótkim zasięgu i wysokim LET;
- można łączyć go z przeciwciałami, peptydami i małymi cząsteczkami rozpoznającymi określone cele nowotworowe;
- radiofarmaceutyki zawierające ²¹¹At były już podawane ludziom;
- pierwsze badania potwierdzają, że takie leczenie jest technicznie możliwe;
- obserwowano pierwsze sygnały aktywności przeciwnowotworowej;
- wraz ze zwiększaniem dawki może pojawiać się istotna toksyczność.
Czego jeszcze nie wiemy?
Nie wiemy jeszcze:
- które nowotwory będą najlepiej odpowiadały na terapie z ²¹¹At;
- jakie dawki zapewnią najlepszą równowagę między skutecznością a bezpieczeństwem;
- które sposoby dostarczania radionuklidu okażą się najskuteczniejsze;
- czy terapie z użyciem ²¹¹At poprawią przeżycie pacjentów w dużych badaniach klinicznych;
- czy okażą się skuteczniejsze lub bezpieczniejsze od innych terapii radionuklidowych;
- jak zorganizować produkcję i dystrybucję na skalę umożliwiającą rutynowe leczenie.
Na odpowiedzi na te pytania potrzebne będą większe i dobrze zaprojektowane badania kliniczne.
Maleńki zasięg, ogromny potencjał
Historia astatu-211 dobrze pokazuje, w jakim kierunku zmienia się współczesna onkologia.
Coraz częściej celem nie jest wyłącznie znalezienie substancji toksycznej dla nowotworu.
Równie ważne staje się pytanie:
jak dostarczyć terapię dokładnie tam, gdzie jest potrzebna?
W przypadku ²¹¹At odpowiedź może brzmieć: połączyć niezwykle silne, ale działające na mikroskopijnym dystansie promieniowanie alfa z cząsteczką potrafiącą odnaleźć określony cel w komórce nowotworowej.
Brzmi niemal jak technologia przyszłości.
W rzeczywistości pierwsze próby kliniczne już się odbywają.
Nie oznacza to jeszcze przełomu ani nowej uniwersalnej terapii raka. Oznacza jednak, że astat-211 przestał być wyłącznie ciekawostką z układu okresowego i stał się poważnym przedmiotem badań medycyny nuklearnej i onkologii precyzyjnej.
Jeżeli kolejne badania potwierdzą skuteczność i bezpieczeństwo takich terapii, ten niezwykle rzadki pierwiastek może w przyszłości znaleźć bardzo konkretne miejsce w leczeniu wybranych nowotworów.
Na razie warto obserwować jego drogę z laboratoriów radiochemicznych do badań klinicznych.
Bo jest to jedna z tych historii współczesnej medycyny, w których fizyka, chemia, biologia molekularna i onkologia spotykają się w jednym punkcie.
Źródła i dalsza lektura
- Watabe T. i wsp., First-in-Human Study of [211At]NaAt as Targeted α-Therapy in Patients with Radioiodine-Refractory Thyroid Cancer, Journal of Nuclear Medicine, 2025.
- Lindegren S. i wsp., Solving the limited availability of Astatine-211 from a European perspective: from production to the end user, EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry, 2026.
- Przegląd dotyczący stabilności radiofarmaceutyków znakowanych ²¹¹At i problemu deastatynacji, 2025.
- Watabe T. i wsp., rozwój terapii [²¹¹At]PSMA-5 w raku prostaty, 2025.
- Albertsson P. i wsp., obserwacja długoterminowa terapii ²¹¹At w nawrotowym raku jajnika.
- Zalutsky M.R. i wsp., doświadczenia kliniczne z ²¹¹At w nawrotowych guzach mózgu.
- National Cancer Institute, dane dotyczące radioimmunokoniugatów ²¹¹At skierowanych przeciwko CD38 i CD45.
- Innovative Health Initiative, projekt ACCELERATE.EU.
- Ośrodek Radioizotopów POLATOM, projekt ACCELERATE.EU.
Stan wiedzy: wrzesień 2026 r. Tekst ma charakter informacyjny i edukacyjny. Opisywane terapie z wykorzystaniem astatu-211 pozostają w większości metodami eksperymentalnymi i nie stanowią zamiennika standardowego leczenia onkologicznego.
Zdrowia życzę:
Iwona