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Na prática, a radioatividade tem sido utilizada em benefício da humanidade: geração de energia elétrica, controle de processos industriais, na agricultura e na medicina, onde tem ajudado a curar doenças.

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Marie e Pierre Curie: A Descoberta (1903)

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Marie e Pierre Curie: A Descoberta (1903)

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A aplicação da radioatividade na área de saúde foi possível a partir de estudos iniciados por Marie Curie (Prêmio Nobel em 1903 e 1911) que, juntamente com seu marido Pierre Curie (que com ela dividiu o Nobel de 1903), lançaram as bases da radioquímica e da radioanálise ao utilizarem a deteção da radioatividade para indicar onde estava o material de interesse. No estudo inicial, o casal Curie percebeu que amostras brutas do minério  pitchblende  eram mais radioativas que amostras de urânio purificado, obtidas do mesmo minério, e concluíram que deveria haver ali outro elemento que também emitisse radioatividade. Assim, Madame Curie pôs-se em árduo trabalho de separação, conseguindo obter 9ng de polônio, a partir de 100g do mineral, e 100mg de rádio, processando toneladas de  pitchblende.

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Depois desse trabalho, outros pesquisadores seguiram estudando o fenômeno da radioatividade, como o físico e químico Ernest Rutherford (Nobel de 1908), que realizou a transmutação de elementos, produzindo oxigênio a partir da reação de partículas alfa com átomos de nitrogênio.

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Esta mesma reação foi utilizada por Irène Curie (filha de Ma-rie) e seu marido, Frédéric Joliot (Nobel de 1935) para produzir o primeiro radioisótopo artificial, o fósforo-30.

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Ainda neste campo, o físico Ernest Lawrence (Nobel de 1939) desenvolveu o ciclotron, um sistema capaz de acelerar partículas, como íons de hidrogênio, deutério e alfa, permitindo a criação de novos radioisótopos artificiais.

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Outro importante trabalho foi realizado pelo químico George de Hevesy (Nobel de 1943), que utilizou radioisótopos para estudar o metabolismo de plantas e animais, lançando os fundamentos para as aplicações médicas dos radioisótopos.

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Por fim, a descoberta da fissão do urânio – fenômeno elucidado pelo químico Otto Hahn (Nobel de 1944) –, que permitiu a construção dos reatores nucleares, responsáveis pela produção de energia elétrica e radioisótopos.

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Atualmente são conhecidos mais de três mil radioisótopos produzidos em cíclotrons ou reatores. Destes, cerca de 30 são rotineiramente utilizados em medicina, tanto para o diagnóstico, quanto para tratamento de algumas doenças, principalmente o câncer. Em ambos os casos, os radioisótopos normalmente precisam ser incorporados a moléculas que os levem até o órgão a ser tratado. Por terem uma aplicação medicinal, são submetidos a processos de produção controlados e passam a ser chamados de radiofármacos.

Para uso em diagnóstico, a principal característica dos radioisótopos é emitir radiação eletromagnética (radiação gama) com energia apropriada para ultrapassar o tecido do corpo e ser detectada por equipamentos específicos.

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O principal radioisótopo utilizado no diagnóstico de várias doenças é o [99mTc] tecnécio, que é capaz de formar complexo organometálico com um grande número de ligantes. Como exemplos temos: o [[99mTc](OH)2 (MDP)2]2-, utilizado na cintilografia óssea (Na figura ao lado, as setas indicam a hipercaptação do radiofármaco nos focos metastáticos de tumores); o [[99mTc] O(ECD)], utilizado em estudos de perfusão cerebral, permitindo detectar doenças com Alzheimer, epilepsia e outras alterações no fluxo e metabolismo cerebral; [[99mTc] (MIBI)6]+, utilizado em estudos de perfusão do miocárdio permitindo localizar regiões de isquemia antes que ocorra um infarto.

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Para utilização no tratamento do câncer, os radioisótopos devem emitir partículas alfa ou beta. Elas possuem grande energia e são capazes de provocar danos irreversíveis às células tumorais, levando-as a morte. Todavia, há de ser considerado que essas partículas também podem atingir células saudáveis, daí a necessidade de que os radio isótopos estejam ligados a moléculas que possam se concentrar principal mente na superfície ou no interior das células tumorais. Com esta condição, a maioria dos radiofármacos para terapia são anticorpos ou peptídeos, conjugados a grupos quelantes  que coordenam metais como o (90Y)ítrio e o 177Lu (lutécio), ainda que existam radiofármacos complexados com moléculas mais simples, como o [[153Sm](EDT MP)]2- ou o uso do sal 223RaCl2.