Polymeric micelles and molecular modeling applied to the development of radiopharmaceuticals

ABSTRACT

Micelles composed of amphiphilic copolymers linked to a radioactive element are used in nuclear medicine predominantly as a diagnostic application. A relevant advantage of polymeric micelles in aqueous solution is their resulting particle size, which can vary from 10 to 100 nm in diameter. In this review, polymeric micelles labeled with radioisotopes including technetium (99mTc) and indium (111In), and their clinical applications for several diagnostic techniques, such as single photon emission computed tomography (SPECT), gamma-scintigraphy, and nuclear magnetic resonance (NMR), were discussed. Also, micelle use primarily for the diagnosis of lymphatic ducts and sentinel lymph nodes received special attention. Notably, the employment of these diagnostic techniques can be considered a significant tool for functionally exploring body systems as well as investigating molecular pathways involved in the disease process. The use of molecular modeling methodologies and computer-aided drug design strategies can also yield valuable information for the rational design and development of novel radiopharmaceuticals.

RESUMO

Micelas poliméricas compostas de copolímeros ligadas a um elemento radioativo são utilizadas em Medicina Nuclear com aplicação predominantemente diagnóstica. A vantagem relevante da utilização de micelas poliméricas em solução aquosa é o tamanho de suas partículas, as quais podem variar de 10 a 100 nm de diâmetro. Neste trabalho de revisão são apresentadas micelas poliméricas marcadas com radioisotopos, como tecnécio-99m (99mTc) e índio-111 (111In), assim como suas aplicações clínicas em técnicas de diagnóstico como Tomografia por emissão de Fóton Único (Single photon Emission Computed Tomography - SPECT), cintilografia, e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Neste contexto, sua aplicação em diagnóstico de sistema linfático e linfonodo sentinela recebe atenção especial. O emprego de técnicas de diagnóstico pode ser considerado uma ferramenta importante para a exploração de sistemas no organismo humano assim como para a investigação de caminhos moleculares envolvidos nos processos de diversas doenças. O uso de metodologias de modelagem molecular e estratégias de desenvolvimento de fármacos assistidas computacionalmente também pode fornecer informações valiosas para o planejamento e o desenvolvimento racional de novos radiofármacos.