Aplicaciones de radioquímica

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ALGUNAS APLICACIONES DE ISÓTOPOS ESTABLES Y RADIOISÓTOPOS 
 
QUIMICA RADIOFARMACEUTICA* 
La Radiofarmacia es una especialidad que estudia los aspectos farmacéuticos, químicos, 
bioquímicos, biológicos y físicos de los radiofármacos. Asimismo, aplica dichos conocimientos 
en los procesos de diseño, producción, preparación, marcación, control de calidad y pureza 
radioquímica, y dispensa de radiofármacos, tanto desde el aspecto asistencial – con fines 
diagnósticos y terapéuticos – como en investigación. Se responsabiliza del buen uso de los 
radiofármacos a través de una adecuada selección, cuidado y gestión de los mismos, de modo 
de conseguir su óptima utilización con calidad, seguridad y relación costo-beneficio, de acuerdo 
con las exigencias de la buena práctica radiofarmacéutica. Se ocupa además de la utilización 
de los nucleídos como trazadores tanto en su empleo en procedimientos radiométricos y en la 
práctica clínica, como en investigación. 
La Radiofarmacia es multidisciplinar y de formación básicamente hospitalaria. Su ámbito de 
actuación se circunscribe fundamentalmente a los radiofármacos, medicamentos especiales 
marcados con radionúclidos para los cuales se establecen normas para su fabricación y 
preparación extemporánea. Entre los radionúclidos terapéuticos más empleados se encuentran 
emisores - como 188Re, 177Lu e 90Y. Numerosos radiofármacos exigen, antes de su dispensa y 
posterior administración al paciente, ser sometidos a un proceso previo de preparación 
(preparación extemporánea). La responsabilidad de la preparación extemporánea, así como el 
buen uso de los medicamentos radiofármacos, es competencia exclusiva de esta especialidad, 
al igual que la preparación de radiofármacos PET, medicamentos marcados con radionúclidos 
emisores de positrones producidos en ciclotrones. 
 
*http://radiofarmacia.org/sobre-la-serfa/ 
 
 
MEDICINA NUCLEAR 
La Medicina Nuclear constituye una subespecialidad del campo de las imágenes médicas que 
utiliza cantidades muy pequeñas de material radioactivo (radionúclidos) para diagnosticar y 
determinar la gravedad o tratar una variedad de enfermedades, incluyendo varios tipos de 
cánceres, enfermedades cardíacas, gastrointestinales, endócrinas, desórdenes neurológicos y 
otras anomalías. Debido a que los procedimientos de medicina nuclear pueden detectar 
actividades moleculares dentro del cuerpo, ofrecen la posibilidad de identificar enfermedades 
en sus etapas tempranas, como también las respuestas inmediatas de los pacientes a las 
intervenciones terapéuticas. 
La Medicina Nuclear utiliza diferentes tipos de isótopos para sus aplicaciones diagnósticas y 
terapéuticas. La elección de los mismos está condicionada por la necesidad de que no sean 
tóxicos, tengan un tipo de emisión radiactiva de baja energía y período de semidesintegración 
http://radiofarmacia.org/sobre-la-serfa/
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corto, para que la dosis absorbida sea pequeña. Su eliminación debe ser rápida para que el 
tiempo de permanencia en el organismo no sea prolongado. 
Para la realización de estudios sobre pacientes puede utilizarse un radionúclido puro que es 
captado por el órgano a explorar, como en el caso del 131I (glándula tiroides), o bien pueden 
marcarse diferentes moléculas que tengan un gran tropismo hacia un determinado órgano o 
tejido, como los coloides marcados para los estudios gammagráficos hepáticos o los fosfatos 
marcados para los estudios óseos, en cuyo caso hablamos de radiofármacos. 
El isótopo más ampliamente utilizado actualmente en Medicina Nuclear para exploraciones es 
el 99Tc metaestable. Éste emite radiación  con un período de semidesintegración de 6 hs; por 
esta razón es necesario disponer de generadores, que son recipientes blindados que se 
reciben semanalmente en los centros de medicina nuclear y que contienen en su interior un 
isótopo padre (99Mo, emisor -), de vida media más larga (66 hs), a partir del cual se obtiene el 
isótopo hijo (99mTc). El tecnecio se combina fácilmente con moléculas portadoras que permiten 
estudios funcionales de esqueleto, corazón, hígado y bazo, vías biliares, tracto digestivo, 
tiroides, pulmones, riñones, sangre, cerebro y detección de tumores. La exposición a la 
radiación debido al tratamiento diagnóstico con 99mTc puede mantenerse dentro de niveles 
bajos. Debido al corto t ½, su rápida desintegración para originar el 99Tc -mucho menos 
radiactivo (-; t ½ = 2,111x105 años) - hace que la dosis total de radiación recibida por el 
paciente sea relativamente baja. Se administra generalmente como pertecnetato y ambos 
isótopos son eliminados del organismo en unos pocos días. Existen aproximadamente 31 
radiofármacos basados en este núclido. 
Además del tecnecio, se utilizan otros emisores  de período de semidesintegración corto como 
el 201Tl para estudios cardiacos, el 67Ga para detección de tumores, el 111In para procesos 
inflamatorios, el 131I y 123I para estudios tiroideos y renales y el 133Xe para estudios pulmonares. 
 
Exploración por tomografía por emisión de positrones – tomografía computada (PET/TC) 
La tomografía por emisión de positrones (PET) constituye un tipo de diagnóstico por imágenes, 
que utiliza pequeñas cantidades de materiales radioactivos llamados radiosondas o 
radiofármacos. Mediante la identificación a nivel celular de sus cambios, la PET puede detectar 
la aparición temprana de una enfermedad antes de que sea evidente con otros exámenes por 
imagen, como así también evaluar las respuestas inmediatas de los pacientes a las 
intervenciones terapéuticas. Permite diagnosticar y determinar la gravedad de una variedad de 
enfermedades, incluyendo varios tipos de cánceres, enfermedades cardíacas, 
gastrointestinales, endócrinas, desórdenes neurológicos y otras anomalías. 
Los procedimientos por imágenes de Medicina Nuclear son no invasivos y con la excepción de 
las inyecciones intravenosas, generalmente constituyen exámenes médicos indoloros. Según el 
tipo de examen, la radiosonda se puede inyectar, ingerir por vía oral o inhalar como gas. El 
material radioactivo se acumula en el órgano o área del cuerpo a examinar, donde emite una 
pequeña cantidad de energía. Cámaras especiales detectan esta energía y con la ayuda de 
una computadora, elaboran imágenes que presentan detalles tanto de la estructura como de la 
función de los órganos y tejidos. 
A diferencia de otras técnicas de diagnóstico por imágenes, estas técnicas se focalizan en la 
descripción de procesos fisiológicos dentro del cuerpo, tales como la tasa de metabolismo o los 
niveles de varias actividades químicas, y no únicamente en la anatomía y la estructura. Las 
áreas de mayor intensidad, denominadas "puntos calientes", indican las zonas de acumulación 
de grandes cantidades de radiosonda donde hay altos niveles de actividad química. Las áreas 
con menor intensidad, o "puntos fríos", indican una menor concentración de radiosonda y 
menor actividad química. Un examen por PET mide las funciones corporales de relevancia, 
tales como el flujo sanguíneo, el uso de oxígeno y el metabolismo del azúcar (glucosa). 
Las imágenes se pueden superponer con tomografía computada (TC) o resonancia magnética 
nuclear (RMN) para producir diversas vistas, una práctica conocida como fusión de imágenes o 
co-registro. Las imágenes por TC utilizan equipos especiales de rayos X y en algunos casos un 
material de contraste para producir múltiples imágenes o fotografías del interior del organismo. 
Las exploraciones combinadas por PET/TC proporcionan imágenes que señalan la ubicación 
anatómica de la actividad metabólica anormal. Tienen una gran utilidad en el área oncológica, 
neurológica y cardíaca. La exploración por TC real dura menos de dos minutos. La exploración 
por PET dura entre 20 y 30 minutos. 
Los elementos radioactivos utilizados en la PET, emiten positrones (antipartícula del electrón) 
que interactúan con un electrón cortical del cuerpo delpaciente, aniquilándose y emitiendo dos 
fotones  de aproximadamente 511KeV. El equipo capta la radiación de estos fotones mediante 
un sistema de detectores colocado alrededor del paciente, que van colectando la información 
para generar la imagen tomográfica de la distribución de un determinado elemento radioactivo 
dentro del paciente. 
El radiofármaco más utilizado es Fluordesoxiglucosa (FDG) marcada con 18F. Éste permite 
evaluar la tasa de consumo de glucosa celular y se utiliza sobre todo en estudios oncológicos. 
Otros radiofármacos permiten evaluar el grado de perfusión tisular regional como amoníaco 
marcado con 13N o agua marcada con 15O. Otros radiotrazadores están siendo incorporados en 
estudios clínicos de PET, como la 18F-colina que permite la estadificación y seguimiento de 
pacientes que padecen cáncer de próstata. 
Los estudios por PET y PET/TC se llevan a cabo con el fin de: detectar cáncer y determinar 
metástasis; evaluar la eficacia de un tratamiento como el retorno de un cáncer tras la terapia; 
determinar el flujo sanguíneo hacia el músculo cardíaco; evaluar los efectos de un ataque 
cardíaco o infarto del miocardio, en áreas del corazón; identificar áreas del músculo cardíaco 
que se beneficiarían mediante un procedimiento tal como angioplastia o by-pass coronario y 
detectar anomalías cerebrales como tumores, desórdenes de la memoria, convulsiones u otras 
alteraciones del sistema nervioso central. 
 
Tratamientos basados en radionúclidos: el caso del 131I 
La terapia con iodo radioactivo es un tratamiento de Medicina Nuclear para tratar el 
hipertiroidismo e incluso el cáncer de tiroides. La tiroides es una glándula ubicada en el cuello 
que produce dos hormonas que regulan todos los aspectos del metabolismo corporal, el 
proceso químico de convertir nutrientes en energía. Su actividad excesiva se denomina 
hipertiroidismo; éste puede ser causado por la enfermedad de Graves, en la cual toda la 
glándula tiroides trabaja en exceso, o por nódulos que producen localmente una cantidad 
excesiva de hormona tiroidea. Cuando se ingiere una pequeña dosis de iodo 131I (isótopo 
emisor -; t ½ = 8 días), que es absorbido pasando al torrente sanguíneo y concentrándose en 
la glándula tiroides, destruyendo así sus células, ya sea en forma parcial o prácticamente total. 
Dado que las hormonas tiroideas son esenciales, la mayor parte de los pacientes necesitarán 
tomar comprimidos de levotiroxina por el resto de su vida. 
El radioisótopo se suministra en general en una única dosis, en forma sólida o líquida. Si bien 
la radioactividad permanece en la tiroides por algún tiempo, disminuye en gran medida luego 
de unos días. La mayor parte del iodo radioactivo que no ha sido absorbido se elimina durante 
los dos primeros días posteriores al tratamiento, principalmente a través de la orina y en menor 
medida, por saliva, sudor, lágrimas, secreciones vaginales y heces. 
 
RADIOTERAPIA 
La Radioterapia es un tipo de tratamiento oncológico que utiliza radiaciones para eliminar 
células tumorales (generalmente cancerígenas) en la parte del organismo donde se apliquen 
(tratamiento local). La radioterapia actúa sobre el tumor destruyendo las células malignas, 
impidiendo su crecimiento y reproducción. Esta acción también puede ejercerse sobre los 
tejidos normales, sin embargo, los tejidos tumorales son más sensibles a la radiación y no 
pueden reparar el daño producido de forma tan eficiente como lo hace el tejido normal, siendo 
destruidos por bloqueo del ciclo celular. De estos fenómenos que ocurren en los seres vivos 
tras la absorción de energía procedente de las radiaciones se encarga la Radiobiología. 
El 60Co es un radioisótopo sintético (-; t ½ = 1926 días) obtenido a partir del único isótopo 
estable del elemento (59Co) por captura de neutrones. Como producto de su desintegración, se 
produce 60mNi, el cual decae por emisión al correspondiente núclido estable. Tal radiación es 
la que se utiliza en el tratamiento de tumores en cabeza y cuello, vejiga, pulmón, próstata, etc. 
y todas aquellas áreas donde el tumor no esté localizado en profundidad. 
 
OTRAS APLICACIONES DE INTERÉS FARMACOLÓGICO Y BIOQUÍMICO DE ISÓTOPOS 
Cuando ocurre una explosión o fuga de un reactor, se liberan radioisótopos del iodo con 
actividad - como 129I y 131I (t ½ = 1,6 x 107 años y 8 días, respectivamente), productos de la 
fisión nuclear de 235U y 239Pu; una breve exposición al mismo no es tan grave pero al 
contaminar el agua, afecta finalmente a los seres vivos. En el organismo humano por ejemplo, 
se incorpora a las hormonas tiroideas y permanecen emitiendo. 
Los isótopos de corta vida del iodo son particularmente dañinos debido a que la tiroides 
incorpora y concentra el iodo - tanto el radiactivo como el estable. La absorción de iodo 
radiactivo puede llevar a efectos agudos, crónicos y retrasados. Los efectos agudos 
provocados por altas dosis incluyen tiroiditis, mientras que los efectos crónicos y retrasados 
incluyen el hipotiroidismo, nódulos tiroideos y cáncer tiroideo. 
Una medida que protege contra el riesgo provocado por el iodo radiactivo es ingerir una dosis 
de ioduro de potasio antes de la exposición. Así, el iodo no radiactivo (127I) “satura” la tiroides, 
causando que menos iodo radiactivo sea almacenado, reduciendo los efectos nocivos en un 
99%. Una solución saturada de ioduro de potasio constituye una alternativa de bajo costo a las 
pastillas de iodo disponibles comercialmente. 
 
Trazadores o marcadores isotópicos: tienen múltiples aplicaciones como por ejemplo, 18O y 
13C, que constituyen los isótopos estables menos abundantes de estos elementos. Se emplean 
para estudiar mecanismos de reacción en procesos biológicos. Se utilizan para sustituir 
parcialmente al isótopo de mayor abundancia presente en las biomoléculas y la diferencia de 
masas o spin nuclear, permite realizar el estudio aplicando técnicas específicas como 
Espectrometría de masas y RMN. 
 
Una nueva herramienta para la Química Medicinal* 
El concepto de intercambio de protio, isótopo estable más abundante del hidrógeno, por 
deuterio para aumentar la estabilidad de las drogas ha estado en evaluación durante décadas 
con un interés fluctuante por parte de las compañías farmacéuticas. Sin embargo, existen 
actualmente un puñado de fármacos deuterados a punto de ser aprobados por las autoridades 
regulatorias internacionales (FDA y EMA). Así, la popularidad de las drogas pesadas está otra 
vez en aumento a pesar de cierto escepticismo acerca del enfoque. Además de la posibilidad 
de aumentar la estabilidad de las drogas, existe también la posibilidad de disminuir las dosis, 
alargar los tiempos de dosificación, eliminar o disminuir efectos secundarios no deseados de 
algunos fármacos. La elección de las posiciones de protio a deuterar, si bien requiere de un 
profundo conocimiento de la acción farmacológica y de los mecanismos de metabolización del 
fármaco, abre una gran oportunidad para el desarrollo de nuevos Ingredientes 
Farmacéuticamente Activos (IFAs). 
*Dra. Dora TOMBARI (Laboratorios Gador S.A.); Disertación RICIFA 2016.