■ Medicamente Falando | Substâncias Radiomarcadas na Medicina Diagnóstica

APLICANDO

o que você aprendeu

 

7.25 No Capítulo 23, aprenderemos que o tratamento de amônia com excesso de iodeto de

metila produz um sal de amônio quaternário. Esta transformação é o resultado de quatro

reações SN2 sequenciais. Use as ferramentas que aprendemos neste capítulo para representar o

mecanismo dessa transformação. Seu mecanismo deve ter sete etapas.

 

é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver os Problemas 7.53, 7.64, 7.66

 

medicamente

Substâncias Radiomarcadas na Medicina Diagnóstica

falando

 

Lembre-se do seu curso de química geral que os isótopos são átomos de um

mesmo elemento que diferem entre si apenas no número de nêutrons. Por

exemplo, o carbono tem três isótopos que são encontrados na natureza: 12C

(chamado de carbono 12), 13C (chamado de carbono 13) e 14C (chamado de carbono 14). Cada

um desses isótopos tem seis prótons e seis elétrons, mas eles diferem no número de nêutrons.

Eles têm seis, sete e oito nêutrons, respectivamente. Desses isótopos, o 12C é o mais abundante,

constituindo 98,9% de todos os átomos de carbono que se encontram na Terra. O segundo

isótopo mais abundante do carbono é o 13C, que constitui cerca de 1,1% de todos os átomos de

carbono. A quantidade de 14C encontrada na natureza é muito pequena (0,0000000001%).

O elemento úor (F) tem muitos isótopos, embora apenas um seja considerado estável

(19F). Outros isótopos de úor podem ser produzidos, mas eles são instáveis e sofrerão

decaimento radioativo. Um exemplo é o 18F, que tem uma meia-vida (t 1/2) de cerca de 110

minutos. Se uma substância possui 18F, então a localização dessa substância pode ser rastreada

através da observação do processo de decaimento. Por esta razão, as substâncias radiomarcadas

(substâncias contendo um isótopo instável, tal como o 18F) têm encontrado grande utilidade no

campo da medicina. Uma dessas aplicações será descrita agora.

Consideramos a estrutura da glicose bem como do derivado da glicose radiomarcado,

chamado 18F-2- uorodesoxiglicose (FDG):

 

A glicose é uma substância importante que representa a principal fonte de energia para o

nosso corpo. Nossos organismos são capazes de metabolizar as moléculas de glicose em uma

série de etapas enzimáticas chamadas de glicólise, um processo em que as ligações C—C e as

ligações C—H de alta energia na glicose são quebradas e convertidas em ligações C—O e

C =O de menor energia. A diferença de energia é signi cativa, e nossos corpos são capazes de

captar essa energia e armazená-la para uso posterior:

 

FDG é uma substância marcada radioativamente que é um derivado da glicose (um grupo

OH foi substituído por 18F). No nosso corpo, a primeira etapa da glicólise ocorre com o FDG, tal

como acontece com a glicose. Mas, no caso do FDG, a segunda etapa da glicólise não avança

com uma velocidade apreciável. Portanto, as áreas do corpo que utilizam glicose também vão

acumular FDG. Esta acumulação pode ser monitorada, porque o 18F decai através de um processo

que nalmente libera fótons de alta energia (raios gama) que podem ser detectados. Os

detalhes do processo de decaimento estão além do escopo de nossa discussão, mas para os

nossos propósitos ele pode ser resumido da seguinte forma: o 18F decai através de um processo

chamado de emissão de pósitrons (decaimento β+), no qual uma antipartícula chamada

pósitron é criada, viaja a uma curta distância e, em seguida, encontra um elétron e aniquila-o,

fazendo com que dois raios gama (γ) coincidentes sejam emitidos a partir do corpo. Esses raios γ

são então detectados utilizando-se instrumentação especial, o que resulta em uma imagem.

Esta técnica de imagem é chamada de tomogra a por emissão de pósitrons (PET).

Como um exemplo, o cérebro metaboliza a glicose, de modo que a administração de FDG

por um paciente irá povocar uma acumulação de FDG em locais especí cos do cérebro

correspondente ao nível de atividade metabólica. Considere os seguintes exames PET/18FDG de

um voluntário saudável e um usuário de cocaína:

 

Vermelho/laranja indicam regiões de alto metabolismo, enquanto roxo/azul indicam

regiões de baixo metabolismo.

 

Observe que o usuário de cocaína mostra menos acúmulo de FDG no córtex orbitofrontal

(indicado por setas vermelhas). Isto indica um metabolismo mais baixo na região, que é

conhecida por desempenhar um papel importante na função cognitiva e tomada de decisão.

Esse exemplo demonstra como neurologistas podem usar substâncias radioativas, como o FDG,

para explorar o cérebro e aprender mais sobre sua função em estados normais e patológicos.

Esta técnica tem encontrado grande utilidade em medicina diagnóstica, porque tecidos

cancerosos apresentam velocidades metabólicas maiores de glicose em relação aos tecidos

normais circundantes e, portanto, também vão acumular mais FDG. Como resultado, os tecidos

cancerosos podem ser visualizados e monitorados com uma varredura PET/18FDG.

FDG foi aprovado pela FDA (orgão responsável pela liberação de uso de medicamentos nos

EUA) para auxiliar os oncologistas no diagnóstico e estadiamento do câncer, além de monitorar

a resposta à terapia. O papel crescente do FDG no campo da medicina tem alimentado a

demanda para a produção diária de FDG. Como o 18F é um radionuclídeo com tempo de vida

pequeno, um novo lote de FDG tem de ser feito diariamente. Felizmente, a velocidade de

decaimento é su cientemente lenta para permitir a síntese em uma radiofarmácia regional

seguido de distribuição para hospitais da região para estudos de imagem.

A síntese de FDG utiliza muitos dos princípios abordados neste capítulo, pois uma etapa

importante no processo é uma reação SN2:

 

Essa reação tem algumas características importantes que merecem a nossa atenção:

• KF é a fonte de íons uoreto, que se comportam como agente nucleofílico nesta reação.

Geralmente, os íons de uoreto não são bons nucleó los, mas o Krypto x interage com os

íons K+, liberando assim os íons uoreto para se comportarem como nucleó los. A

capacidade do Krypto x em aumentar a nucleo licidade dos íons uoreto é consistente com

a ação de éteres coroa (um tópico que vai ser explorado em mais detalhes na Seção 14.4).

• Essa reação avança com inversão de con guração, tal como esperado para um processo SN2.

• O solvente utilizado para esta reação, a acetonitrila (CH3CN), é um solvente polar aprótico e é

utilizado para acelerar a velocidade do processo (tal como descrito na Seção 7.8).